Brevet FR2581260A1 — publié le 19861031

Les machines électriques tournantes tels que les moteurs électriques à courant continu comportent un collecteur qui, pour des raisons d'encombrement, se présente très souvent sous forme annulaire, son plan général se trouvant oriente perpendiculairement à l'axe géométrique de l'induit. De tels collecteurs sont appelées usuellement collecteurs frontaux ou plats. Dans ces conditions, les balais qui coopèrent avec un tel collecteur sont orientés longitudinalement par rapport au moteur électrique et ils sont soumis à une charge exercee par des ressorts de compression. Lorsque les balais sont neufs, ils reçoivent une force d'appui supérieure à celle nécessaire afin qu'ils soient soumis à une charge résiduelle suffisante lorsqu'ils sont uses. Ceci entraine une usure trop rapide des balais neufs.De plus, lorsqu'ils ont considerablement diminué de longueur, la charge qu'ils reçoivent des ressorts est médiocre, de telle sorte que leur appui sur le collecteur est mauvais, ce qui entraine une baisse de puissance du moteur electrique. Les perfectionnements qui font l'objet de la presente invention visent à remedier à ces inconvenients et à permettre la realisation d'un porte-balais pourvu dtun compensateur comportant des moyens due permettre l'application d'une force d'appui peu variable des balais sur le collecteur, quel que soit leur degre d'usure. A cet effet, le porte-balais suivant l'invention comprend un coulisseau constituant le support des ressorts des balais ce coulisseau étant lui-même charge en direction du collecteur3 tandis quVil comporte des moyens de diminuer de longueur en gros de la même manière que les balais. Dans ce but, le centre du collecteur, ou plus exactement l'arbre de l'induit, est pourvu d'une rondelle à surface rugueuse contre laquelle un moyeu tubulaire du coulisseau réalisé en une matière tendre est en appui élastique. Le dessin annexé, donne à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caracteristiques qu'elle presente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 et 2 sont des coupes partielles d'un demarreur à collecteur frontal réalisé de manière usuelle. Elles montrent respectivement les balais à l'etat neuf et à l'état use. Fig. 3 montre en coupe longitudinale partielle et à plus grande échelle un porte-balais comportant application des perfectionnements suivant l'invention. Dans cette figure, les balais ont été representés à l'état neuf. Fig. 4 est une vue semblable à celle de fig. 3, mais montrant le- porte-balais dans la position qu'il occupe lorsque les balais sont usés. On a représenté en fig. L un moteur electrique à courant continu comportant une carcasse 1, portant des inducteurs 2 à l'imterieur desquels est monte à rotation un induit 3 dont l'une des extremite de l'arbre 4 tourillonne dans un palier 5 solidaire d'un porte-balais isolant 6. Ce dernier est convenablement associe à la carcasse 1 au moyen d'un couvercle 7 maintenu par des ecrous 8 coopérant avec des goujons 9. Dans le porte-balais sont menages deux logements axiaux 6a, 6b dans chacun desquels est dispose un balai 10 soumis à la reaction d'un ressort de compression 11 dont l'une des extrémités est en appui sur le balai considere, tandis que son extremite opposee porte contre le fond du couvercle 7. Comme indique plus haut, on comprend aisément qu'a la position de fig. 1, c'est-à-dire lorsque les balais sont neufs, les ressorts 11 sont fortement comprimés, de telle sorte que la force d'appui de ces balais sur le collecteur plat 3a de l'induit est trop élevée, ce qui entrasse une usure prématurée desdits balais. Au contraire, lorsque les balais 10 ont fortement diminué de longueur par suite de l'usure, les ressorts sont détendus et n'appliquent qu'une force insuffisante sur lesdits balais. Conformément à l'invention et comme illustre en fig. 3, l'extremite de chaque ressort 11 opposee à celle qui repose contre le balai 10 eorrespondant est en appui contre des empreintes 12a d'une bride annulaire peripherique 12 d'un coulisseau dont le centre est pourvu d'un moyeu 13 realise en matière tendre, telle qu'une matière plastique ou analogue. La bride 12 est associee par exemple par rivetage à une collerette peripherique 13a du moyeu 13. Celui-ci se présente sous forme tubulaire et son extremite opposee à la bride 13a est en appui contre une rondelle rugueuse 14 solidaire du centre du collecteur, ou plus exactement de l'extrémité correspondante de l'arbre 4 de l'induit. Cette rondelle peut etre par exemple revêtue d'une couche d'abrasif tel que celui utilisé pour la fabrication des meules. Un ressort de compression 15 est en appui par une de ses extrémités contre une cloison interne 13b du moyeu 13, tandis que son extrémité opposée repose contre le fond d'un embouti 7a du fond du couvercle 7. Bien entendu, la réaction du ressort 15 à quelque position qu'il se trouve est superieure à la somme des réactions des ressorts 11 des balais 10. Ainsi, le moyeu 13 étant en appui élastique contre la rondelle 14 qui tourne avec l'arbre 4, celle-ci use progressivement ledit moyeu dans une proportion voisine de l'usure des balais 10. A cet effet, il suffit de choisir convenablement la matière constitutive du moyeu et la rugosité de la rondelle 14. Comme illustre en fig. 4, l'usure du moyeu 13 permet de conserver aux ressorts 11 une compression en gros constante sur les balais 10, de telle sorte que la force d'appui de ces balais contre le collecteur reste à peu près constante, ce qui améliore considérablement le rendement du moteur électrique. I1 va de soi, comme on l'a explique plus haut, que la réaction du ressort 15, lorsqu'il est légèrement detendu comme illustre en fig. 4, reste superieure à la somme des reactions des ressorts 11 d'appui des balais. Pour éviter toute rotation du moyeu 13 par rapport à la carcasse 1 et pour guider son deplacement axial, le porte-balai 6 peut comporter des moyens d'arrêt en rotation et de guidage tels que par exemple des nervures 16 coopérant avec la bride 12. Il doit d'ailleurs être entendu que la description qui precède n'a été donne qu'à titre d'exemple et qu'elle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les details d'execution decrits par tous autres équivalents. REvENDICATIONS 1. Porte-balais pour collecteur frontal (3a) de machine électrique tournante, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (12, 13, 15) de permettre l'application d'une force d'appui à peu près constante des balais (10) sur le collecteur (3a) quel que soit leur degré d'usure. 2. Porte-balais suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un coulisseau (12-13) constituant le support des ressorts (11) des balais (10), qui est lui-m8me chargé en direction du collecteur (3a), ce coulisseau comportant des moyens de diminuer de longueur en gros de la même manière que les balais (10). 3. Porte-balais suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'au centre du collecteur (3a) est disposée une rondelle tournante à surface rugueuse (14) contre laquelle un moyeu tubulaire (13) du coulisseau realise en une matière tendre est en appui elastique. 4. Porte-balais suivant la revendication 3, caracterise en ce que le coulisseau (12, 13) est soumis à la reaction d'un ressort de compression (15) dont la charge reste supérieure à la somme des charges exercées par les ressorts (11) des balais (10) quel que soit le degré d'usure de ces derniers. 5. Porte-balais suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le coulisseau (12-13) est retenu angulairement fixe par rapport à la carcasse (1) de la machine électrique et ce que son déplacement axial est guidé par des moyens (16) solidaires du porte-balais (6).