Brevet FR2490030A1 — publié le 19820312

Domaine d'utilisation de l'invention L'invention concerne le domaine des moteurs électriques à collecteur, en particulier celui des moteurs universels de faible puissance, et tend à l'ob+ention d'un contact glissant correct des balais de collecteur des moteurs électriques sur un collecteur ou une bague collectrice. Caractéristioues des solutions techniques connues Les balais de collecteur, et spécialement ceux fabriqués dans un matériau au carbone, ont le plus souvent une courbure de portée de glissement dont le rayon est adaptez approximativement à la forme du collecteur ou de la bague collectrice. Les tolérances des contacts appariés et des moteurs électriques font que les portées de glissement des balais de collecteur ne portent pas complètement. I1 est donc d'usage que les fabricants de moteurs électriques, en particulier de moteurs universels, incluent le rodage des balais de collecteur dans le processus de fabrication pour pouvoir lors du contrôle final avoir recours au test de la projection d'étincelles aux balais comme critère de la qualité des moteurs, et nour éviter de fausser les caractéristiques par une forte projection d'étincelles due à une portée effective réduite des balais. Pour écourter le temps de rodage des balais de commutateur, sont prévus de préférence des balais moulés à la presse pour collecteurs de moteurs électriques, ba lnis sur la portée de contact concave desquels sont prévues des empreintes en forme de nervures disposées parallèlement. De tels balais de collecteur équipés de nervures réduisent certes le temps de rodage, car au début de l'opération de rodage, ces balais reposent sur le collecteur du moteur par des lignes de contact. La surfa ce de contact soumise à compression s'use alors très vite du fait de l'effort de compression spécifique très élevé s'exerçant sur les différentes nervures (DE - GM 76 26 775). Le temps de rodage ainsi obtenu pour les balais de collecteur n'est toutefois pas encore écourté de façon optimale.En particulier, cette mesure ne nermet pas d'obtenir un déroulement continu de la fabrication et n'apporte pas de solution fondamentale au problème du rodage des balais de collecteur. Le rodage des balais de collecteur constitue, en particulier dans la fabrication de grande série, une opération onéreuse occasionnant notamment des frais élevés en énergie électrique. L'évacuation de l'énergie transforme en chaleur occasionne également des dépenses. Le rodage des balais requiert la disposition de grands locaux et de surfaces considérables. Le temps de rodage relativement long perturbe le déroulement en continu de la fabrication entre le montage et le contrôle final. La fiabilité du rodage étant limitée, les projections d'étincelles aux balais encore existantes conduisent au renvoi du moteur pour réparations ou pour un nouveau rodage des balais, ce qui perturbe le déroulement des fabrications. I1 faut enfin mentionner, pour que cet exposé soit complet, qu'il est procédé au rodage de chaque balai de collecteur en particulier, par des moyens agissant mécaniquement, sur la surface du collecteur ou de la bague collectrice correspondant Ce procédé est particulièrement onéreux et impropre à une fabrication en grande série de moteurs électriques. But de 11 invention Le but de l'invention est d'éliminer les inconvénients affectant l'état décrit de la technique, d'écourter considérablement les temps de rodage, d'augmenter la fiabilité du rodage et de réduire les dépenses à consentir au plan technique et au plan du matériel. Objet de l'invention L'invention a pour objet d'obtenir en peu de temps sur les balais pour moteurs à collecteur et à bague collectrice une forte érosion, pour ensuite réaliser des conditions de glissement correctes de ces balais sur un collecteur ou une bague collectrice. Caractéristiques de l'invention L'invention résoud ce problème en prévoyant que pendant la phase d'érosion, la zone de contact entre la portée de glissement du collecteur ou de la bague collectrice et le balai soit soumise à l'action physicochimique de sels d'ammonium. Dans l'intervalle de temps où se déroule le rodage des balais de collecteur, une suite de réactions chimiques tendant à un équilibrage géométrique des pièces en contact est déclenchée, la cinétique réactionnelle d'agents chimiquement actifs dans la phase plasma en ce qui concerne l'oxydation des variétés de carbone étant utilisée de façon appropriée. Il stest avéré qu'à cet effet, il fallait de préférence utiliser des produits chimiques solides qui non seulement se détruisent chimiquement, mais qui, après la phase de rodage, soient éliminés obligatoirement par subliration. L'invention prévoit l'utilisation de sels d'ammonium sublimables qui, dans la phase plasma du contact de glissement, provoquent nécessairement le déroulement de réactions radiales amenant la dégradation des variétés de carbone. Pour l'utilisation pratique, il y a nécessité de fixer les sels spéciaux d'ammonium soit sur la surface des collecteurs et des bagues collectrices, soit sur celle des balais. A cet effet, pour la préparation, l'utilisation de solvants, éventuellement avec des additifs fixateurs, est nécessaire. Il s'est avéré utile d'éliminer le solvant avant le début du processus de ro dague nar évaporation naturelle. La substance chimiquement active durant la phase de rodage demeure ensuite sous forme de cristaux à la surface d'au moins une des pièces de contact. Du fait de la formation inévitable d'étincelles aux balais, il se crée un état plasmatique du milieu ambiant, en général de l'air d'une certaine humidité, avec intervention d'une interaction mécanique quantique avec les pièces de contact. Les composés d'ammonium à utiliser doivent, par des mécanismes en channe radiale répondant à la théorie du complexe activé, enlever par oxydation ceux des éléments carbone qui supplémentairement sont soumis à une action mécanique par suite du contact de glissement. Les composés s'avèrent les plus intéressants dans cet ordre d'idée sont le sulfate d'ammonium, le phosphate d'ammonium, le sulfocyanure d'ammonium et le chlorure d'ammonium. L'invention prévoit également que les moteurs à collecteur ou à bague collectrice fonctionnent, lors du rodage des balais, dans une atmosphère à degré hygrométrique extrémement bas et qu'à cet effet, l'air soit rendu sec par des procédés chimiques ou physiques connus, ou que l'atmosphère ambiante soit constituée d'un gaz industriel à faible teneur en humidité, comme l'a zote ou l'hydrogène. L'invention prévoit également que l'atmosphère entourant les pièces de contact appariées électriques soient dotées due substances chimiques agissant contre l'interaction adhésive et les propriétés adhésives interlaminaires des surfaces en contact. Une atmosphère contenant, par exemple, des silicones, nrocure l'effet recherché; Exemples d 'exécution Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail sur deux exemples d'exécution Premier exemple d'exécution Une solution saturée de phosphate d'ammonium est passée, au moyen d'un rouleau de feutre imprégné par cette solution, sur la portée de glissement du collecteur d'induits, prêts à être montés, de moteurs universels. En atmosphère normale, la solution cristallise en auelques heures par évaporation du solvant. Le montage des moteurs universels est ensuite effectué de la façon habituelle. Le Drocessus habituel de rodage de 30 à 60 minutes n'est toutefois plus nécessaire. Les moteurs sont, suivant le type de balais utilisé, mis en marche durant 3 à 8 minutes sous tension nominale. Durant ce temps, les balais de collecteur sont complètement rodés. La projection d'étincelles aux balais, d'abord forte, se réduit aux étincelles menues habituelles. Le phosphate d'ammonium existant sur la portée de glissement du collecteur sublime nar échauffement, après quoi le contrôle final des moteurs peut avoir lieu. Second exemple d'exécution Les moteurs à collecteur ou à bague collectrice sont mis en marche, en vue du rodage des balais, dans une chambre remplie d'un gaz sec, par exemple de l'azote ou de l'hydrogène. L'opération de rodage de ces moteurs se poursuit durant environ 5 minutes en marche sous tension nominale. Le manque de molécules d'eau rend plus critique les conditions de frottement, de sorte aue durant ce court intervalle de temps, les balais de commutateur se trouvent complètement rodés. Le contrôle final peut ensuite avoir lieu en atmosphère normale. REVENDICATIONS 1 - Procédé destiné à écourter les temps de ro de des balais de collecteur des moteurs électriques, caractérisé ner le fait que durant la phase de rodage, des sels d'ammonium sublimables sont introduits, en vue d'une action physico-chimique, dans la zone de contact comprise entre la portée de glissement du collecteur ou de la bague collectrice et les balais du collecteur. 2 - Procédé selon la revendication 1, ca rectérisé par le fait que de préférence, sont utilisés, individuellement ou en mélanges, les composés suivants sulfate d'ammonium, phosphate d'ammonium, sulfocyanure d-'ammonium et chlorure d'ammonium. 7 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les sels d'ammonium sont, avant l'opération de rodage, fixés sur la surface du collecteur ou de la bague collectrice. 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les sels d'ammonium sont fixés, avent l'opération de rodage, sur la surface de l'extrémité de balai de collecteur prévue pour le ralisation du contact glissant. 5 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les sels d'ammonium sont nassés sur les portées de glissement du collecteur ou de la bague collectrice en solution ou en susnension. 6 - Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'à la solution, sont ajoutés des agents fixateurs et/ou des additifs conducteurs de ltélectricité. 7 - Procédé destiné à écourter les temps de rodage des balais de collecteur des moteurs électriques, caractérisé par le fait nue l'opération de rodage a lieu dans une atmosphère d'où l'eau a été éliminée par un procédé chimique ou physique connu. 8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait que l'atmosphère est constituée d'un gaz industriel, l'hydrogène ou l'azote par exemple, à faible teneur en eau. 9 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé par le fait qu'à l'atmosphère ambiante, sont ajoutées des substances chimiques contenant, par exemple, des silicones, qui réduisent les propriétés adhésives interlaminaires des surfaces en contact.