Brevet FR2558012A1 — publié le 19850712

A 25580 12 MOTEUR ELECTRIOUE A COLLECTEUR ET PORTE-BALAI POUR UN TEL MOTEUR L'invention est relative à un moteur électrique à collecteur ainsi qu'à un porte-balai pour un tel moteur. On rappelle tout d'abord que le collecteur du rotor d'un moteur électrique comporte des lames séparées les unes des autres réparties régulièrement autour de l'axe de rotation du moteur, deux lames diamétralement opposées étant reliées aux extrémités d'une même spire d'induit ou d'un ensemble de spires en parallèle. Deux balais également diamétralement opposés, de position fixe, contrairement au collecteur qui est rotatif, sont en contact par frottement contre les lames de ce collecteur de façon à fournir séquentiellement un courant d'excitation aux spires reliées aux lames du collecteur ou à mettre séquentiellement ces spires en court-circuit. Les moteurs électriques à collecteur, notamment les moteurs universels, sont d'un usage courant pour les applications domestiques ou industrielles. Les inventeurs ont observé que le bruit engendré par le frottement des balais contre le collecteur a un niveau souvent trop élevé, en particulier pour les applications domestiques. L'invention remédie à cet inconvénient. Elle résulte de la constation que le bruit résultant de la rotation d'un moteur à collecteur est dû non seulement au frot- tement même des balais contre les lames mais également aux vibrations et aux autres déplacements qu'engendre ce frottement. Ainsi le frottement du balai contre les lames du collecteur provoque des vibrations par le choc du balai contre les parois de la glissière métallique dans laquelle il est monté et ces vibrations, bruyantes en elles-mêmes, provoquent des vibrations dans la carcasse, métallique également, du moteur; ces vibrations sont aussi des causes de bruit. De plus le balai se déplace en direction radiale dans sa glissière en raison des irrégularités du collecteur et du rappel du balai par un ressort; le frottement du balai contre la paroi métallique de la glissière est une source de bruit. Le moteur à collecteur selon l'invention est caractérisé en ce que la glissière dans laquelle coulisse un balai est en un matériau élastique et/ou de faible coefficient de frottement, de préférence le polytétrafluoréthylène PTFE ou un matériau analogue. Avec un tel matériau les chocs du balai contre la paroi de la glissière provoquent un bruit de niveau faible. De plus, ce matériau amortit les vibrations qui sont transmises à la carcasse du moteur par l'intermédiaire du support. En outre, les fréquence de résonance de l'ensemble ne sont pas les mêmes que celles obtenues avec une glissière métallique. Enfin le faible frottement du balai contre les parois de sa glissière est également un facteur de réduction de bruit. Dans un mode de réalisation, la glissière est d'un seul tenant avec le support. En variante seule la glissière est en un matériau élastique et/ou de faible coefficient de frottement, cette réali- sation étant moins coûteuse en matière que la précédente. Pour diminuer encore les contraintes vibratoires agissant sur le balai et les pièces qui lui sont reliées on peut faire appel à d'autres dispositions connues en elles-mêmes, telles que l'inclinaison du balai par rapport à la direction radiale. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaî- tront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue éclatée montrant en perspective une partie de boîtier de moteur à collecteur avec un porte-balai et un balai, - la figure 2 est une vue en coupe du porte-balai représenté sur la figure l,et - la figure 3 est une vue de côté du moteur représenté sur la figure 1. Dans l'exemple le porte-balai 10 est monté sur un flasque 11 de moteur à collecteur 12 (figures 1 et 3). 2 558 0 1 2 Le porte-balai 10 est monobloc dans l'exemple, c'est-à-dire que le support 13 et la glissière 14 forment une pièce d'un seul tenant fabriquée par moulage en polytétrafluoréthylène (PTFE) tel que celui connu sous la marque "TEFLON". En variante, au lieu du PTFE on utilise l'un de ses dérivés tel que le PFA ou le PFE. D'autres matières plastiques peuvent également convenir. La glissière 14 présente un axe longitudinal 15 (figures 2 et 3) qui est incliné de 15 environ par rapport à une direction radiale. Cette inclinaison est telle que lorsque l'axe 15 est parcouru dans le sens centripète ce sens correspond à la rotation, représentée par la flèche f sur la figure 3, du moteur autour de son axe 16. Le balai est par exemple en charbon graphitique. Le porte-balai 10 monobloc comprend une plaque de fixa- tion 19 de forme allongée avec, à chacune de ses extrémités, des bossages circulaires 20 et 21 entourant des trous 22 pour le passage de moyens de fixation, tels que des vis 23 (figure 3), au flasque 11. Ce dernier présente des trous correspondants 24 débouchant dans un méplat 25 dans un plan perpendiculaire à une direction radiale. Au centre du méplat 25 débouche un autre trou 26 de section rectan- gulaire constituant un logement pour la partie inférieure 27 du sup- port 13, c'est-à-dire la partie 27 du support 13 qui se trouve au- dessous de la plaque 19. Cette partie inférieure 27 comporte deux parois laté- rales 28 et 29 perpendiculaires à la plaque 19, une paroi de fond 30 inclinée de 15 par rapport à la plaque 19, et la glissière ou logement 14 pour le balai 18 qui est également incliné de 15 par rapport à une direction perpendiculaire au plan.de la plaque 19 dans un sens tel que, près de cette plaque 19 la glissière 14 est voisine de la paroi latérale 29 et éloignée de la paroi 28. Le fond 30 est ainsi parallèle à l'extrémité 17 du balai 18. Bien entendu ce fond 30 est ouvert pour laisser le passage au balai 18. En section la partie interne de la glissière 14 a une forme générale rectangulaire correspondant à la section du balai 18 avec, cependant, au milieu de ses grands côtés des évidements 31 et 32 en forme de secteur d'un même cylindre d'axe 15. Ces rainures ou évidements 31 et 32 constituent le logement pour un ressort 33 appliqué contre l'extrémité externe 34 du balai 18 afin d'appliquer son extrémité interne 17 contre le collecteur 12. La face supérieure 35 de la glissière 14 présente une rai- nure 36 à bords parallèles aux petits côtés du rectangle que forme, en section, la partie interne de la glissière. Cette rainure 36 constitue un logement pour une plaquette 37 formant butée pour l'extrémité supérieure du ressort 33. Cette plaquette 37 est main- tenue dans la rainure par rabattage d'une languette 38 formée par moulage avec le reste du porte-balai 10 et articulée à une arête supérieure de ce dernier. L'articulation 39 est constituée de pré- férence par un simple rétrécissement de cette languette 38 à sa jonction avec le reste de la glissière. L'application contre la face supérieure 35 est obtenue par exemple à l'aide de vis à l'opposé de l'articulation 39. La partie de la glissière 14 qui se trouve au-dessus de la plaque 19 a, comme celle qui se trouve au-dessous, une forme générale parallélépipédique. Pour la solidité de l'ensemble, des joues triangulaires 40 et 41 raccordent un grand côté de la plaque 19 à une arête de la glissière 14. Dans une réalisation la face externe de la plaquette 38 pré- sente une flèche qui, lorsque ladite plaquette est rabattue, repré- sente le sens de rotation désiré pour le moteur. Si le sens de rotation du moteur est changé on tournera le porte-balai de 180 de manière que l'inclinaison par rapport à la direction radiale ait toujours le même sens par rapport au sens de rotation du moteur. De façon en soi connue, l'inclinaison du balai par rapport à la direction radiale applique ce dernier contre une paroi latérale de la glissière. Ainsi les vibrations sont atténuées. Toutefois cette atte- nuation est, comme on l'a constaté, insuffisante pour réduire le bruit à un niveau acceptable pour certaines applications. C'est pourquoi, 25580 1 2 conformément à l'invention, le matériau de la glissière est le PTFE qui est élastique, amortit les vibrations et diminue la proportion de ces dernières qui sont transmises au flasque 11. Le faible frottement du balai 18 en charbon graphitique contre la paroi en PTFE, PFA ou PFE est aussi un facteur de diminution du bruit. La réali- sation monobloc du porte-balai peut également contribuer à la réduction du niveau sonore. L'invention englobe non seulement un moteur à collecteur mais également le porte-balai décrit ci-dessus. 25580-12 REVENDICATIONS 1. Moteur électrique à collecteur (12) coopérant avec des balais (18) dont chacun coulisse dans une glissière (14) d'un porte- balai (10), caractérisé en ce que la glissière (14) est en un matériau élastique et/ou à faible coefficient de frottement tel que le polyté- trafluoréthylène (PTFE) ou analogue. 2. Moteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la glissière est d'un seul tenant avec le reste du porte-balai (10). 3. Moteur électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le porte-balai est monobloc, la glisssière (14) formant une pièce d'un seul tenant avec un support (13), ce porte-balai étant par exemple établi par moulage. 4. Moteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le balai (18) est incliné par rapport à une direction radiale. 5. Moteur selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le porte-balai (10) comporte une plaque (19) de fixation contre un méplat (25) qui présente le boîtier du moteur. 6. Moteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la configuration du balai est telle qu'il peut être retourné afin de conserver le sens de son inclinaison quand le sens (f) de rotation du moteur est modifié. 7. Moteur selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'il comporte une plaquette (38) au sommet de la glissière (14) pour maintenir un ressort d'appui (33) appliquant le balai (18) contre le collecteur (12) et présentant sur sa face externe un moyen de repère pour le sens de rotation du moteur. 8. Moteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la plaquette (18) est d'une seule pièce avec la glissière (14), son arti- culation (39) à la glissière étant constituée par un rétrécissement.