Brevet FR2339264A1 — publié le 19770819

La présente invention concerne un balai en matière frittée pour machine tournante électrique et son procédé de fabrication. La fabrication des balais radiaux, c'est-à-dire des balais destinés à des collecteurs cylindriques, ne pose pas de problème majeurs. En effet, dans ce cas, chaque balai a la forme d'un parallélépipède rectangle, aplati dans l'une des petites faces duquel est implantée, par surmoulage, ltextrémi*é d'un conducteur électrique lui servant de shunt. Par contre,dans le cas où ils sont destines à des collecteurs plans, c'est-à-dire des collecteurs à lames radiales dont les faces apparentes ont un profil trapézoldal, les balais doivent nécessairement avoir une forme prismatique de section transversale trapezoidale de dimension appropriée à la face précitée des lames du collecteur. Dans ce cas, le shunt qui doit généralement sortir radialement est donc implanté dans ltune des faces longitudinales du balai. Si l'on souhaite réaliser cette implantation par surmoulage, il est nécessaire que la pression du frittage-s'exerce sur cette face du balais, mais on conçoit aisément qu'en raison de la valeur très élevee de cette pression, il n'est pas possible d'obtenir, au moulage, la section trapezoldale des balais En effet, dans ce cas, en agissant comme des coins, les balais provoqueraient ltéclatement des matrices. Pour pallier cet inconvénient, les balais sont généralement moules en forme de parallélépipèdes rectangles et les deux faces longitudinales inclinées sont ensuite obtenues par un usinage ultérieur, ce qui renchérit considérablement leur prix de revient. Suivant un autre procédé connu, les balais sont frittes axialement et l'implantation de leur shunt est réalisée ultérieurement par des opérations non moins coûteuses que l'usinage précité. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients. A cet effF, dans le balai qu'elle concerne et qui est du type précité, c'est-à-dire prismatique à section trapézotdale, d'une part, le shunt qui lui est associé est implanté dans la face trapézoldale de l'une de ses extrémités et, d'autre part, il est prévu une encoche orientée radialement à l'axe d'implan- tation du shunt dans la direction de la grande base du dit trapèze, et de section au moins égale à celle du shunt pour permet tre si on le désire, de faire sortir, le shunt radialement après l'avoir coudé a angle droit et cela sans gêner le ressort qui agir sur les balais pour le maintenir appliqué contre le collecteur. Cette disposition permet de surmouler l'extrômitô du shunt lors du frittage d'un balai prismatique de section trapézordale, sans obligation d'usinage ultérieur. Si la dimension de la section du shunt est importante par rapport à celle de la section transversale, c'est à dire trapé zoidale du balai, l'implantation du shunt dans cette face du balai peut le rendre trop fragile. Pour y remédier, suivant une autre caractéristique de l'invention, à l'extrémité du balai dans laquelle est implanté le shunt est prévue une tête élargie dont le débordement est mis à profit pour limiter sa course due à l'usure à une valeur raisonnable pour une bonne protection du collecteur. La présence de cette tête élargie présente aussi l'avantage d'imposer un sens de montage du balai dans le porte-balais, ce qui élimine tout risque de montage inverse avec le shunt du côté du collecteur. Avantageusement, le procédé pour fabriquer ce balai consiste à le mouler sous pression dans une matrice à laquelle est associé un poinçon traversé,de part en part, par le shunt qui doit être implanté dans le balai. La face active de ce poinçon présente une saillie destinée à engendrer dans la face postérieure du balai, la gorge radiale destinée à loger le shunt replié à angle droit. Suivant une autre caractéristique de l'invention, la face active du poinçon présente, en outre, une saillie complémentaire de forme cylindrique concentrique au shunt et destinée à assurer une forte compression du balai dans la zone entourant ltextré- mité ancrée du shunt. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif une forme d'exécution de ce balai Figure 1 en est une vue en perspective Figures 2 et 3 en sont des vues en élévation dans le sens des flèches respectivement 2 et 3 de figure 1 Figure 4 est une vue i côté en élévation avec coupe partielle suivant la floche i de figure 3 Figure 5 est une vue en coupe longitudinale suivant 5-5 de figure 4 montrant le balai logé dans son porte-balais. Comme le montre le dessin, ce balai 5 est du type en matériau fritté de forme prismatique et de section sensiblement trapézoïdale. Comme indiqué précédexsent, si l'on désire réaliser ce balai par moulage et sans usinage extérieur, il est nécessaire que la pression de moulage soit exercée parallèlement aux génératrices du prisme de manière que cette pression n'engendre sur la matrice aucune force oblique susceptible de la faire éclater. Pour permettre le surmoulage du shunt 6 de ce balai, il est nécessaire que son extrémité soit implantée dans la face du balai sur laquelle le poinçon exerce sa pression, ctestadire dans l'une de ses faces en bout de section trapézoïdale qui deviendra donc la face postérieure 7, l'autre face 8 étant destinée à prendre appui sur les lames du collecteur. Cependant, pour que le ressort 9 qui agit sur cette face postérieure 7 du balai ne soit pas gêné par le shunt 6, la face postérieure 7 du balai 5 présente une gorge radiale il orientée en direction de la face longitudinale 12 du balai correspondant à la grande base de sa section transversale trapézoldale, les dimensions de cette gorge étant suffisantes pour permettre le passage du shunt 6 après qutil ait été coudé a l'équerre, couine illustré plus particulièrement sur la figure 4. Comme on le voit a la figure 5, l'appui du ressort 9 sur la face postérieure z du balai 5 n'est donc pas gêné par le passage du shunt 6. Cette gorge it est réalisée par une saillie de forme com plémentaire prévu dans le poinçon servant à la fabrication de ce balai. Suivant un mode de mise en oeuvre préféré du procédé de fabrication de ce balai, lors de son moulage le shunt est porté par le poinçon qutil traverse de part en part avec son extrémité d'ancrage en saillie sur la face active du dit poinçon Pour assurer un meilleur ancrage de 1'extrémité considérée du shunt 6 dans le balai 5, la zone d'ancrage de la dite extrémité est entourée d'un puits cylindrique fl réalisé par une saillie de forme complémentaire également prévue sur le poinçon. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le balai 5 présentez son extrémité située du e6té de la face postérieure z dans laquelle est ancré le shunt 6, une tête élargie 14 faisant saillie sur au moins deux des faces longitudinales du balai 5. Dans l'exemple représenté sur le dessin, la tête 14 fait saillie sur les grandes faces longitudinales inclinées du balai 2, c'està-dire celles correspondant aux deux csstss obliques et symôtri- ques de sa section transversale trapôzoldale. Cette tête relargie permet l'implantation de shunt de grosse section, sans risque d'affaiblissement de la résistance mécanique du balai et cela est intéressant car,dans le cas de certaines machines électriques auxquelles sont destines ces types de balais, les intensités traversant le shunt sont importantes et la section du shunt doit donc être importante. La tête élargie 14 du balai 5 engendre sur les grandes faces longitudinales de ce balai des épaulements li qui sont mis à profit pour limiter la course du balai due à l'usure à une valeur ne risquant pas d'entratner la détérioration du collecteur. En effet,sarscette limitation de course,l'usure du balai pourrait amener l'extrémité du shunt 6 au contact du collecteur,ce qui amènerait inévitablement la détérioration du collecteur. Comme le montre la figure 5, le logement 16 du balai 5 prévu dans le porte-balais li présente des épaulements complémen tares 18 contre lesquels les épaulements 15 du balai 5 viennent en appui sous l'action du ressort f, et après usure maximale du balai 5. La position des épaulements 18 est telle que lorsque les épaulements li viennent en appui contre eux, I'extrémit6 du shunt 6 est en deçà du plan du collecteur non visible sur le dessin et contre lequel la face antérieure 8 du balai 5 est normalement appliquée sous l'effet du ressort 9. La présence de la tête élargie 14 du balai 5 présente, en outre, l'avantage de rendre impossible le montage inverse de ce balai dans le logement prévu pour le recevoir dans le portebalais. I1 est donc impossible de monter le balai avec son shunt orientée du côté du collecteur ce qui entratnerait la détérbration immédiate de ce collecteur. Comme il va de soi et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce balai qui a été décrit ci-dessus à titre d'exemple non limitatif elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalsation. - REVENDICATIONS - 1. - Balai en matière frittée pour machines électriques tournantes, du type prismatique de section trapézoldale, c'est-à-dire destiné à un collecteur plan à lames radiales, caractérisé en ce que, d'une part, le shunt qui lui est associé est implanté dans la face trapôzoldale de l'une de ses extrémités, et, d'autre part, il est prévu une encoche orientée radialement à l'axe d'implantation du shunt dans la direction de la grande base du dit trapèze, et de section au moins égale à celle du shunt pour permettre si on le désire, de faire sortir, le shunt radialement après l'avoir coudé à angle droit et cela sans gêner le ressort qui agit sur le balai pour le maintenir appliqué contre le collecteur. 2. - Balai selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'a I'extrémité du balai dans laquelle est implanté le shunt, est prévue unqt8te élargie dont le débordement est mis à profit pour limiter sa course due à l'usure à une valeur raisonnable pour une bonne protection du collecteur 3. - Balai selon la revendication 2, caractérisé en ce que les épaulements engendrés par la présence de sa tête élargie constituent des butées de limitation de course due à 1' usure en combinaison avec des épaulements complémentaires privus dans le logement du dit balai dans le porte-balais. 4. - Procédé de fabrication du balai selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste a le mouler sous pression dans une matrice laquelle est associé un poinçon traversé, de part en part, par le shunt qui doit être implanté dans le balai, la face active de ce poinçon présentant une saillie destinée à engendrer, dans la face postérieure du balai, la gorge radiale destinée à loger le shunt replié à angle droit. 5. - Procédé de fabrication selon la revendication 4i caractérisé en ce que la face active du poinçon présente, en outre, une saillie complémentaire de forme cylindrique concentrique au shunt et destiné à assurer une forte compression du balai dans la zone entourant I'extrémité ancrée du shunt.