Brevet FR2631176A1 — publié le 19891110

DISPOSITIF PORTE-BALAIS POUR MACHINE TOURNANTE éLECTRIQUE L'invention est relative 9 un -dispositif porte-balais pour machine tournante électrique à collecteur, notamment pour moteur, dispositif du genre de ceux qui comprennent un flasque muni d'une ouverture centrale destinée 9 etre pénétrée par le collecteur, ce flasque étant maintenu orthogonalement à l'axe de la machine, et étant agencé pour porter des cages dans lesquelles sont logés les balais. Bien souvent, le flasque est d'un seul tenant avec les cages. Lors du fonctionnemént de la machine tournante, les balais ou charbons, qui appuient contre le collecteur tournant, peuvent être soumis à des vibrations et provoquer du bruit. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif porte-balais, du genre défini précédemment, qui, tout en restant d'une construction simple, fiable et économique, permette de réduire sensiblement le bruit provoque par les vibrations des balais. Selon l'invention, un dispositif portebalais pour machine tournante électrique, du genre défini précédemment, est caractérisé par le fait que le flasque comporte des ouvertures ecartees radialement de l'axe du moteur, qu'une saillie est prévue sur une face de chaque cage de balai distincte du flasque, cette saillie étant destinée å être engagee dans l'une desdites ouvertures, et qu'un manchon en matiere élastomère est disposé entre la saillie de la cage et le bord de l'ouverture u flasque, ce manchon entourant ladite saillie. On appréciera qu'il n'est pas besoin, gracie å l'invention, d'interposer ut élément d'amortissement entre la cage et le balai et que la cage peut etre en matériau possédant de bonne propriétés coulissantes pour le charbon. Généralement, la cage a une forme parallélépipédique rectangle, la susdite saillie etant prévue sur une des grandes faces longitudinales de la cage, De préférence, les ouvertures prévues dans le flasque pour recevoir les saillies ont une forme allongée,propre å arrêter la cage en rotation, la saillie et le manchon associés à une ouverture ayant une forme correspondant à celle de l'ouverture. Le contour de l'ouverture est avantageusement constitué par deux bords rectilignes parallèles reliés, a chaque extrémité, par un arc de cercle. Selon un premier mode de réalisation, la grande dimension des ouvertures est orientée radialement par rapport à l'ouverture centrale ; selon une autre réalisation, la grande dimension des ouvertures est orientée suivant une direction périphérique. Les dimensions de la section transversale de la saillie sont inférieures å celles de l'ouverture correspondante, et l'épaisseur du manchon dans lequel est engagée la saillie est prévue pour assurer un serrage suffisant de ladite saillie dans l'ouverture. Le manchon en matière élastomère comporte, sur sa surface extérieure, une gorge périphérique destinée à recevoir le bord de l'ouverture prévue dans le flasque. Avantageusement, la saillie comporte, a son extrémité éloigne de la cage, un bourrelet périphérique. L'invention consiste, mises å part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions, dont il sera plus explicitement question ci-apres å propos de modes de réalisation décrits avec référence au dessin ci-annexé, mais qui ne sont nullement limitatifs. La figure 1, de ce dessin, est une vue en élévation d'un dispositif porte-balais, pour machine tournante électrique å collecteur, conforme å l'invention, une seule cage ayant éte représentée sur ce dispositif. La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-ll de la figure 1. La figure 3 est une vue en élévation du man chon en matière élastomère. La figure 4 montre, semblablement å la figure 1, une variante de réalisation du flasque du dispositif porte-balais. La figure 5 est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 4. La figure 6 représente, semblablement a la figure 1, une autre variante de réalisation du flasque. La figure 7, enfin, est une coupe suivant la ligne Vîl-Vîl de la figure 6. En se reportant aux figures i et-, du dessin, on peut voir un dispositif porte-balais 1 pour machine tournante électrique à collecteur, en particulier pour moteur électrique. La machine électrique n'est pas représentée sur le dessin, seule une partie 2 du collecteur a été schématiquement représentée. Le dispositif i comprend un flasque 3 muni d'une ouverture centrale 4 destinée a être penetrée par le collecteur 2. Le flasque 3 representé sur la figure 1 est destine å porter deux balais 5 diametralement opposés ; bien entendu, le flasque pourrait être prévu pour porter un nombre différent de balais, notamment quatre balais décalés de 9ç. Le contour du flas-que, selon la réalisation de la figure 1, se compose d'une partie centrale en arc de cercle qui se raccorde, par un décrochement vers l'extérieur, a une partie en forme de trapèze isocèle, dont la petite base est située radialement vers l'extérieur. Ce flasque 3 est disposé, et maintenu sur le bâti (non représenté) de la machine (par exemple par sertissage a froid ou à chaud), orthogonalement a l'axe A de ladite machine. Le flasque 3 comporte deux ouvertures 6, diamétralement opposées, écartées radialement de l'axe A. Chaque balai ou charbon 5 est monté coulissant, suivant la direction radiale, dans une cage 7, avantageusement réalisée en matière plastique moulée. Cette cage est distincte du flasque 3 et a une forme parallélépipédique rectangle, dont la grande dimension est orientée ici suivant un rayon de l'ouverture centrale 4 du flasque, Une saillie 8, ou queue, est prévue sur l'une des grandes faces de la cage 7, cette saillie 8 etant destinée å être engagée dans l'une des ouvertures 6. De préférence, les ouvertures 6 ont une forme allongée oblongue, comme visible sur la figure 1, et présentent un contour comprenant deux bords rectilignes parallèles reliés â leurs extrémités par deux arcs de cercle, généralement des demi cercles. Selon la réalisation des figures 1 et 2, la grande dimension des ouvertures 6 est orientée radialement. La saillie 6 admet une section transversale, dont le contour est semblable à celui des ouvertures 6, mais la section de la saillie8 a des dimensions inférieures à celles de l'ouverture 6 de manière 9 pouvoir passer librement dans cette ouverture. Un manchon en matière élastomère 9 (voir figure 2) est disposé entre la saillie 8 de la cage et le bord de l'ouverture 6, ce manchon 9 entourant ladite saillie 8. La grande face de la cage opposée a la saillie 8 comporte une fente longitudinale 10, qui débouche à l'extrémité de la face tournée vers l'axe A. Cette fente 10 est destinée au passage d'une tresse 11 de raccordement du balai 5 a l'alimentation (non montrée) de la machine. Un ressort s'appuie sur la cage et sollicite le charbon 5 en direction du collecteur. Le contour du manchon 9, comme visible sur la figure 3, est semblable à celui de l'ouverture 6. Les dimensions interieures de l'ouverture du manchon 9 sont prevues pour permettre d'engager la saillie 8, éventuellement avec un léger serrage. Le manchon 9 corporte, sur sa surface extérieure, une gorge périphérique 12 destinée å recevoir le bord de l'ouverture 6 prévue dans le flasque. Cette gorge 12 est délimitée par deux nervures 13, ou rebords, qui s'appliquent contre les faces opposées du flasque 3. Ainsi, le manchon 9 enserre le bord de l'ouverture 6. De préférence, la saillie 8 est munie, a son extrémité éloignée de la cage, d'un bourrelet périphérique 14 (figure 2) qui assure le blocage, suivant une direction parallèle 9 l'axe A, de la cage 7. Ce bourrelet a une dimension inferieure S celle de l'ouverture 6 pour passer librement å travers celleci. Du fait de la forme oblongue, la longueur périphérique du manchon 9 est relativement importante, ce qui est favorable å l'amortissement des vibrations. L'épaisseur radiale du manchon 9, au niveau de la gorge 12, est suffisante pour assurer un montage serre de la saillie 8 dans I'ouverture 6. On notera que la longueur de la saillie est fonction de l'épaisseur axiale du manchon 8 pour que celui-ci soit engagé 9 serrage dans la gorge delimitée par le bourrelet 14 et la zone d'enracinement de la saillie 8 å Ia cage. Le flasque 3 comporte, du coté opposé au balai 5, des pions 15, par exemple au nombre de quatre, régulièrement répartis autour de l'ouverture centrale 4, notamment pour permettre l'indexation du flasque sur le bâti de la machine, ces pions étant destinées à être engagés dans des logements prévus a cet effet. La fixation se fait par sertissage b la faveur des décrochements d. Le flasque 3 est avantageusement réalise en matière plastique moulee, notamment en polyamide, de même que la cage 7. ll peut être renforcé par des fibres notamment de verre. La cage peut être en materiau différent de celui du flasque, la qualite du matériau étant telle qu'elle permet un bon coulissement du charbon. Le dispositif porte-balais conforme aux figures 1 et 2 permet d'assurer un bon guidage du balai 5 au fur et å mesure de son usure, tout en évitant la transmission des vibrations du balai 5 et de la cage 7 au flasque 3 et au bâti de la machine grâce 9 la pr-ésence du manchon 9. Ce dispositif pdrte-alais est d'une réalisation simple et économique, et son montage ainsi que sa mise en place sont faciles a effectuer. En se reportant aux figures 4 et 5 dans lesquelles des éléments déjà décrits b propos des figures 1 a 3, sont désignés par les mêmes références numériques suivies de la lettre a, les ouvertures 6a ont toujours une forme allongée, mais leur grande dimension est orientée suivant une direction périphérique, orthogonale å la direction radiale. En conséquence, la saillie 8a de la cage 7a a une forme correspondante, c'est-ss-dire que la direction de sa grande dimension est orthogonale 9 la direction longitudinale de la fente 1Da, alors que dans le cas des figures 1 å 3, la grande dimension de la section de la saillie est parallèle à la fente 10. Le manchon 9a a tourné de 9 par rapport a celui des figures 1 et 2. En outre, le flasque 3a comporte une partie moyenne 16 déportée, c'est-å-dire située dans un plan parallele, mais différent, de celui de la partie courante comportant les ailes du flasque. Cette partie 16 a une forme sensiblement rectangulaire, limitée par deux grands cotés parallèles a la droite joignant les centres des ouvertures 6a ; les bords de cette partie moyenne 16 sont coupés par l'ouverture centrale 4a. Comme mieux visible à la figure 5, la dimensicn de la cage 7a est telle qu'aucun contact ne se produit entre ladite cage 7a et les flancs 16a de raccordement de la partie 16 å la partie courante du flasque 3a. Le montage de la cage 7a et du manchon Sa s'effectue comme expliqué 9 propos des figures 1 à 3. La cage 7a est montée a jeu dans la rainure t délimitée par la partie 16, et les flancs décrochés 16a. Le dispositif porte-balais des figures 4 et 5 présente les mêmes avantages que ceux évoqués d propos des figures 1 a. 3. En se reportant aux figures 6 et 7, dans lesquelles les éléments dejà décrits à propos des figures 1 a 3 sont désignés par les mêmes références numériques suivies de la lettre b, les ouvertures 6b du flasque 3b sont orientées comme sur les figures 4 et 5. Le flasque 3b comporte une partie moyenne 17 d'un seul tenant avec celuiZci et -située dans un plan parallèle mais différent de celui des ailes du flasque. Les ouvertures 6t sont prévues dans cette partie moyenne 17, plus courte radialement que la partie 16 et qui se décompose en deux plaques 18,. 19, dont les bords transversaux aQ, 21 situés radialement vers l'intérieur sont rectilignes, et orthogonaux à la direction radiale passant par le centre des ouvertures 6b. L'ouverture centrale 4b est délimitée par deux arcs de cercle prévus sur les bords intérieurs des ailes du flasque. Les bords 20, 21 sont situés å l'extérieur, dans le sens radial, des extrémité des arcs de cercle définissant l'ouverture 4b. Quatre ergots 22, de section transversale carrée ou rectangulaire, sont prévus respectivement å chaque extremité des bords 20, 21, de manière à faire saillie du coté des plaques 18, 19 opposé aux ailes du flasque 3b. Le montage de la cage 7b, avec sa saillie .6b et le manchon 9b est semblable å celui décrit å propos des figures 'précédentes, et fournit les mêmes avantages que ceux évoqués à leur sujet. On notera que, comme aux figures 4 -et 5, la cage 7b est montée a jeu dans la rainure délimitée par les plaques 18 ou 19 et les flancs décrochés raccordant lesdites plaques 9 la partie courante du flasque 3b. Ainsi qu'il ressort à l'évidence de la description, les dimensions de la saillie 8, 8a, 6b et des ouvertures 6, 6a, 6b sont telles que le manchon 9, 9a, 9b ne soit pas comprimé outre mesure, afin qu'une certaine souplesse, favorable à une bonne absorption des vibrations, soit obtenue. Bien entendu, la position du bourrelet 14 et donc l'épaisseur axiale de la saillie 8, 8a, 8b est déterminée en conséquence. Il est clair que la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits. En particulier, la cage 7, 7a, 7b n'est pas forcément orientée suivant un rayon de l'ouverture 4, 4a, 4b ; elle peut être 'inclinée selon une direction appropriée ne passant pas par le centre de ladite ouverture. Une telle disposition peut permettre de réduire les phénomènes de broutement. La cage peut être réalisée en ceux matières, l'une pour la saillie 8 ayant des qualités d'amortissement, l'autre pour le logement du charbon ayant des qualités de glissement. Enfin, la cage n'est pas forcément dotée d'une fente longitudinale, elle peut etre fermée longitudinalement et ouverte à son sommet. En effet, le charbon 5 peut être monté dans un guide métallique, pour une bonne dissipation de la chaleur dans le cas de moteur de plus forte puissance, de forme parallélépipédique fermée partiellement, à son extrémité opposée au collecteur, par une languette permettant le passage de la tresse 11, et offrant un appui au ressort de la figure 2. REVEND ICAT IONS 1 - Dispositif porte-balais pour machine tournante électrique à collecteur comprenant un flasque muni d'une ouverture centrale destinée à étre pénétrée par le collecteur, ce flasque étant disposé orthogonalement S l'axe de la machine et étant agencé pour porter des cages dans lesquelles sont montés les balais, caractérisé par le fait que le flasque (3, 3a, 3b) comporte des ouvertures (6, 6a, 6b) écartées radialement de l'axe (A) de la machine, qu'une saillie (8, 8a, 8b) est prévue sur une face de chaque cage distincte du flasque, cette saillie étant destinee a être engagée dans l'une desdites ouvertures, et-qu'un manchon (9, 9a, 9b) en matière élastomère est disposé entre la saillie de la cage et le bord de l'ouverture du flasque, ce manchon entourant ladite saillie. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cage- (7, 7a, 7b) a une forme parallélépipédique rectangle, la susdite saillie (8, 8a, 8b) étant prévue sur une des grandes faces longitudinales de la cage. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérise par le fait que les ouvertures (6, 6a, 6b) prévues dans le flasque pour recevoir les saillies (8, 8a, 6b) ont une forme allongée, les saillies ayant une forme correspondante. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le. fait que les ouvertures (6) ont leur grande dimension orientée suivant la direction radiale. 5 - Dispositif selon la revendication 3, caractérise par le fait que les ouvertures (6a, 6b) ont leur grande dimension orientée suivant la direction périphérique. 6 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le manchon (9, 9a, 9b) en matier-e élastomère comporte, sur sa surface extérieure, une gorge périphérique (12, 12a, 12b) destinée à recevoir le bord de l'ouverture prévue dans le flasque. 7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérise par le fait que le manchon présente, au niveau de sa gorge, une épaisseur suffisante pour un montage avec serrage de la saillie (8, 8a, 8b) dans l'ouverture correspondante. . 8 --Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la saillie (8) comporte, à son extrémité éloignée de la cage (7), un bourrelet (14). 9 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le flasque possède une partie courante présentant des ailes, caractérisé par le fait que le flasque (3a, 3b) comporte une partie moyenne (16, 17 > située dans un plan parallèle mais différent de celui des ailes du flasque. - - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la cage (7, 7a, 7b) est mcntee avec jeu dans la rainure (g) délimitée par la partie moyenne (16, 17) et les flancs (16al de rac cornement de ladite partie moyenne (16, 17) à la partie courante.