Brevet FR2613546A1 — publié le 19881007

On sait que dans leur construction classique, les porte-balais associes aux moteurs et autres machines électriques tournantes sont constitués par l'assemblage de deux pièces principales, à savoir un corps fixe en forme de gaine apte à recevoir ln balai destiné à être appliqué contre le collecteur tournant de la machine envisagée, et un organe mobile de pression porté par le corps précité et agencé pour prendre élastiquement appui contre l'extremite extérieure du balai précité. Les balais sont généralement réalisés en une matière à base de graphite ou de carbone qui s'use de manière relativement rapide, alors qu'il faut évidemment éviter que les shunts ou autres éléments métalliques noyés dans chaque balai pour l'amenée du courant électrique ne viennent à un moment donné au contact du collecteur tournant. Aussi a-t-on proposé d'équiper les balais ou porte-balais de systèmes détecteurs d'usure propre à émettre un signal d'alarme lorsque l'usure atteint un certain seuil limite. I1 convient cependant d'observer que ces dispositifs d'alarme ne fournissent une information que lorsqutil y a lieu de remplacer le balai envisagé et que même si l'on fixe le seuil détecté de façon ce que l'utilisateur dispose encore d'un certain temps pour opérer la substitution du balai usagé par un balai neuf, il n'en reste pas moins que lesdits dispositifs ne donnent qu'une seule information, non répétitive. Si ce système convient pour bon nombre d'applications, il se révèle insuffisant dans certains cas où l'utilisateur risque d'entre prévenu soit trop tôt en engendrant de la sorte un gaspillage de matière, soit trop tard en provoquant ltendommagement du collecteur. C'est à cet inconvénient qu'entend remédier la présente invention, laquelle consiste essentiellement à faire comporter à l'une des deux pièces principales (corps et organe mobile de pression) un aimant ou autre source de flux magnétique et à l'autre une jauge propre à capter la variation progressive du champ provoquée par le déplacement de l'organe mobile de pression dû à l'usure du balai, l'information ainsi captée étant envoyée à un appareil agencé pour mesurer à tout moment le degré d'usure. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention, les caractéristiques qu'elle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer Fig. 1 est une vue en perspective montrant un porte-balais établi conformément à l'invention. Fig. 2 en est la vue de côté correspondante. Fig. 3 est une coupe à échelle agrandie de la jauge fixée sur le corps du porte-balais suivant fig. 1 et 2. Fig. 4 illustre l'implantation d'une série de porte-balais suivant l'invention. En fig. 1 et 2, on a schématiquement représenté én 1 le corps du porte-balais, conformé de manière à recevoir à coulissement un balai classique 2. L'une des parois de ce corps 1 est agencée en la pour son montage sur un support approprié, tandis que la paroi opposée est solidaire d'une chape lb pourvue d'un axe transversal 3 pour la fixation articulée d'un organe de pression 4 en forme de chien. Le chien 4 est équipé d'une lame 5 profilée pour venir porter contre l'extrémité du balai 2 qui est tournée à l'opposé du collecteur, et ce sous l'effet d'un ressort 6 interposé entre ledit chien 4 et le corps 1. Ces dispositions sont bien connues en pratique et ne nécessitent donc pas une description plus détaillée. Conformément à l'invention, on a fixé contre la face extérieure de l'un des deux bras latéraux du chien 4 un petit aimant 7, tandis que contre la face intérieure de l'un des deux bras de la chape lb du corps 1, on a de la même manière rapporté une jauge 8/agencée pour capter les variations du champ magnétique induit par ledit aimant 7 par suite du déplacement angulaire du chien 4 par rapport au corps 1, lequel déplacement intervient du fait de l'usure progressive du balai 2 au cours du fonctionnement de la machine tournante envisagée. Cette jauge 8 peut être du type à effet HALL afin de détecter les variations dans la force électro-motrice induite par l'aimant 7. En variante, on peut avoir recours à une jauge de magnéto-résistance, sensible aux variations de champ qui provoquent une variation de la résistance ohmique de ce composant. Dans un cas comme dans l'autre, cette jauge 8 est reliée à un appareillage de mesure propre à mesurer la variation précitée et à afficher la valeur obtenue. Sur le plan structurel, on peut avantageusement adopter la solution illustrée en fig. 3. Les composants électroniques 8a de la jauge 8 et leurs connexions avec les conducteurs électriques 8b sont noyés dans une masse isolante d'enrobage 8c qui est pourvue d'un goujon latéral 8d, apte à être introduit dans une perforation de la chape lb et à être aplati à chaud pour assurer sa retenue. Le même système est préférablement adopté pour la fixation de l'aimant 7, lequel se trouve maintenu dans un enrobage en forme de gaine, fixé contre l'un des bras du chien 4. Fig. 4 illustre très schématiquement le montage de quatre porte-balais 9 (simples ou multiples) autour du collecteur 10 d'une machine tournante. Chaque porte-balais 9 est fixé par sa partie la sur un support vertical 11 solidaire d'une couronne 12 montée dans la carcasse de la machine de façon à entourer le collecteur 10. Les. conducteurs 8b de la jauge 8 de chaque porte-balais 9 aboutissent à un sélecteur 13 relié à l'appareillage électronique de mesure 14 pour l'affichage successif de l'usure de chacun des balais 2 de la machina. L'on peut ainsi exercer'une surveillance permanente du degré d'usure des différents balais et intervenir au moment opportun pour leur remplacement. il va de soi que la disposition décrite ci-dessus et illustrée au dessin est susceptible d'être inversée, la jauge 8 étant alors portée par le chien 4 ou autre organe de pression tandis que l'aimant 7 est alors monté sur le corps fixe 1. On comprend en outre que l'invention est applicable aux porte-balais portés par des éléments mobiles en vue de coopérer avec des collecteurs en forme de rails fixes. il doit d'ailleurs être entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'a titre d'exemple et quelle ne limite nullement le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les détails d'exécution décrits par tous autres équivalents. REVENDICATIONS 1. Porte-balais pour machines électriques, du genre comprenant deux pièces principales dont l'une (1) est constituée par un corps en forme de gaine propre à recevoir à coulissement le balai (2) tandis que l'autre (4) est formée par un organe mobile de pression agencé pour prendre élastiquement appui contre l'extrémité extérieure dudit balai (2), caractérisé en ce que l'une de ces pièces principales (1, 4) porte une source de flux magnétique (7), l'autre une jauge (8) propre à capter la variation progressive du champ provoquée par le déplacement de l'organe mobile (4) du à l'usure du balai (2), l'information ainsi captée étant envoyée à un appareillage (14) pour la mesure du degré d'usure de ce balai. 2. Porte-balais suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la source de flux magnétique est constituée par un petit aimant (7). 3. Porte-balais suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la jauge (8) est du type à effet HALL. 4. Porte-balais suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la jauge (8) est constituée par un composant dont la résistance ohmique varie en fonction du champ magnétique. 5. Porte-balais suivant l'une quelconque des revendications qui précèdent, caractérisé en ce que la jauge (8) et/ou la source magnétique (7) sont enrobées à l'intérieur d'une masse de matière isolante (8c) pourvue d'un goujon latéral (8d) apte à etre introduit dans une perforation pratiquée dans la pièce (1, 4) formant support.