Brevet FR2651615A1 — publié le 19910308

L'invention concerne les dispositifs porte-balais pour les moteurs électriques à collecteur tournant. Les balais, ou charbons, sont généralement supportés par une plaquette possédant un passage central permettant l'introduction, en regard de ces balais, du collecteur tournant solidaire de l'arbre du moteur. Lorsque le moteur est assemblé, les balais sont guidés et sollicités élastiquement en direction du passage de la plaquette pour venir frotter sur le collecteur, permettant ainsi de véhiculer le courant depuis les connexions d'entrée vers le rotor du moteur par l'intermédiaire du collecteur. Certains dispositifs connus présentent, par construction, lorsqu'ils ne sont pas montés sur le moteur, des balais naturellement poussés en direction du passage central de la plaquette sous l'action élastique d'un ressort. Aussi, est-il nécessaire de prévoir un montage manuel de ce dispositif nécessitant l'emploi de moyens mécaniques, tels qu'un tournevis, par exemple, pour repousser les balais à l'intérieur de leurs guides respectifs afin d'autoriser l'introduction du collecteur dans le passage central de la plaquette. De tels dispositifs se prêtent mal à leur insertion dans des chaînes de montage robotisées. Aussi a-t-il été envisagé, tel que décrit dans la Demande de Brevet DE3629138, de munir ces dispositifs de moyens de blocage pour maintenir les balais dans une position éloignée du passage central de la plaquette pour permettre l'introduction du collecteur tournant, puis pour les libérer, après montage du collecteur, et autoriser ainsi leur frottement sur ce dernier. Le blocage d'un balai est obtenu à l'aide d'un levier élastique lié à la plaquette porte-charbons et possédant une protubérance coopérant avec un évidement de ce balai, le maintenant dans son guide, hors du passage central de cette plaquette. La carcasse du moteur présente alors une découpe appropriée permettant, lors de son montage, après introduction du collecteur dans le passage, sa coopération avec le levier aux fins de dégager la protubérance de l'évidement du balai et libérer ainsi ce dernier. Cependant, un tel dispositif présente des inconvénients. Il convient en effet de prévoir une carcasse, une plaquette porte-charbons et un levier spécifiques, ce qui augmente les coûts de production. De plus, il peut arriver parfois, lors du montage, que cette coopération du levier et de la carcasse s'effectue mal, notamment en raison des tolérances de fabrication, ce qui a pour conséquence d'empêcher la libération des balais. L'invention vise à apporter une solution à ce problème. Un but de l'invention est d'offrir un dispositif porte-balais particulièrement bien adapté à une insertion dans une chaîne de montage robotisée, permettant un blocage des balais lorsque le moteur n'est pas assemblé et une libération de ces derniers lors du montage, avec une très bonne fiabilité. Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif porte-balais assurant une bonne étanchéité du moteur vis-à-vis notamment des poussières extérieures. L'invention vise encore un dispositif porte- balais comprenant, dans une large mesure, des éléments standards. Le dispositif porte-balais proposé est du type comprenant: - un support pour lesdits balais possédant un passage central permettant l'introduction, en regard des balais, dudit collecteur solidaire de l'arbre du moteur, les balais étant sollicités élastiquement en direction dudit passage, et - des moyens de blocage pour maintenir lesdits balais dans une position éloignée dudit passage central pour l'introduction dudit collecteur dans le passage, et pour libérer lesdits balais après montage du collecteur et permettre leur coopération à contact sur ledit collecteur. Selon une caractéristique générale de l'invention, les moyens de blocage comprennent un capuchon possédant un fond propre à être rendu solidaire du support, et dans lequel est ménagée une ouverture coaxiale avec ledit passage central; ce fond est prolongé par une paroi généralement tronconique, repliable sur elle-même, et raccordée à une face annulaire d'extrémité entourant l'arbre du moteur; cette paroi repliable est propre à bloquer lesdits balais dans ladite position éloignée et à les libérer après son repliement, provoqué par le déplacement axial de ladite face annulaire d'extrémité occasionné par l'introduction du collecteur dans le passage. Le capuchon comporte avantageusement un col terminal, raccordé à ladite face annulaire d'extrémité, de forme tronconique, se rétrécissant depuis ladite face annulaire d'extrémité en direction du fond du capuchon, de sorte que l'extrémité libre du col entoure à contact l'arbre du moteur et assure ainsi une fonction d'étanchéité. La paroi repliable est très avantageusement amincie au voisinage de son extrémité raccordée sur le fond du capuchon. En variante, la paroi repliable est raccordée à la face annulaire d'extrémité par une cheminée de forme générale cylindrique, cette paroi étant alors amincie au voisinage de son extrémité raccordée à ladite cheminée. Dans un mode de réalisation, le fond du capuchon comporte une paroi latérale cylindrique munie de languettes d'accrochage sur le support. Ce capuchon peut comporter également une pluralité de nervures de raidissement radiales liées à la paroi latérale ainsi qu'à une paroi terminale, repliée d'équerre par rapport à cette paroi latérale, dans laquelle est ménagée l'ouverture du fond du capuchon. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après et des dessins annexés sur lesquels: - la figure 1 est une vue de face partielle d'un dispositif porte-balais selon l'invention; - la figure 2 est une coupe schématique selon la flèche II-II de la figure 1 d'un dispositif porte-balais selon l'invention; - la figure 3 est une coupe longitudinale schématique d'un moteur équipé du dispositif porte-balais de la figure 2; - la figure 4 est une vue de face d'un mode de réalisation particulier d'un capuchon d'un dispositif selon l'invention; - la figure 5 est la section V-V de la figure 4; et - la figure 6 illustre plus en détail une partie du capuchon de la figure 5. Un élément du dispositif porte-balais consiste en une plaquette 1, illustrée sur la figure 1, servant de support ici à trois balais 2. Cette plaquette 1 comporte un passage central 10 permettant l'introduction, en regard des balais 2, du collecteur tournant du moteur, non représenté sur cette figure. Les balais 2 sont sollicités élastiquement en direction du passage 10 à l'aide de ressorts non représentés sur cette figure à des fins de simplification. On pourrait envisager ici l'emploi de ressorts hélicoïdaux tels que ceux représentés schématiquement sur la figure 2 ou bien l'utilisation de doigts traversant le plan de la plaquette pour venir pousser les balais en direction du passage et solidaires d'un levier monté sous rappel élastique situé sous la plaquette 1. Les balais 2 sont situés à l'intérieur d'un guide sensiblement radial 6 permettant d'assurer un guidage correct de ceux-ci lors de leur sollicitation élastique en direction du passage. Un circuit imprimé comportant des pistes 13 est également prévu sur la plaquette support pour relier respectivement les trois balais 2 aux trois connexions électriques d'alimentation 12. Le dispositif comporte également un capuchon 5, fixé sur le pourtour de la plaquette 1 et illustré schématiquement sur la figure 2. Ce capuchon comporte une paroi latérale 52 de forme générale cylindrique propre à être rendue solidaire du support 1 par des moyens de fixation non représentés sur cette figure, par exemple par collage ou vissage. A cette paroi latérale 52 se raccorde, d'équerre, une paroi terminale annulaire 50 dans laquelle est ménagée une ouverture 51 coaxiale avec le passage central 10 de la plaquette. Cette paroi terminale 50 est elle- même prolongée axialement par une paroi 53, généralement tronconique au moins en regard des balais 2, et amincie au voisinage de son raccord sur la paroi terminale 50 du capuchon. Ce dernier est réalisé en élastomère polyester thermoplastique, ce qui lui confère des propriétés de déformabilité. L'utilisation d'un tel matériau, combinée avec l'amincissement local de la paroi tronconique 53, permet à celle-ci, comme on le verra ci-après, d'être repliée axialement sur elle-même sans occasionner de déformation des autres parties du capuchon. La partie repliable 53 aboutit à une face annulaire d'extrémité 54, possédant une ouverture 56 coaxiale avec l'ouverture 51 du fond du capuchon, et susceptible d'entourer l'arbre tournant du moteur. De cette face annulaire d'extrémité 54 dépend un col terminal 55 se rétrécissant depuis cette face en direction de la paroi terminale 50 du capuchon, de sorte que l'extrémité libre de ce col est susceptible d'entourer à contact l'arbre tournant du moteur, assurant ainsi une fonction d'étanchéité vis-à-vis notamment des poussières extérieures. Tel qu'illustré sur la figure 2, une partie de la paroi tronconique 53 du capuchon se situe au contact des balais 2 et maintient ces derniers dans une position éloignée du passage central 10 afin de permettre l'introduction ultérieure du collecteur tournant du moteur dans ce passage. La figure 3 illustre très schématiquement la configuration du dispositif porte-balais de la figure 2 lors du montage du moteur. Ce dernier comporte de façon classique une carcasse 80 munie d'un flasque arrière 81 supportant une extrémité de l'arbre tournant 4 du moteur. Le courant est véhiculé depuis les balais 2 jusqu'aux enroulements d'induits 90 associés à des ferrites 91, par l'intermédiaire d'un collecteur 3 solidaire de l'arbre 4 et possédant un contact électrique 30 disposé sur le pourtour d'une bague isolante 31. Lors de l'introduction de l'arbre moteur 4 muni du collecteur 3 dans le passage central 10 du dispositif, l'arbre 4 pénètre dans l'ouverture 56 de la face 54, le col terminal 55 entourant à contact ledit arbre, jusqu'à ce que le collecteur 3 vienne buter sur la face annulaire d'extrémité 54 qui, en poursuivant le mouvement d'introduction, subit un déplacement axial, ce qui occasionne le repliement de la partie tronconique 53 et libère ainsi les balais 2 qui, sous l'action du ressort 7, viennent frotter contre le conducteur 30 du collecteur 3. L'amincissement local de la paroi tronconique 53 a permis notamment de conserver la forme initiale de la face d'extrémité annulaire 54 et du col tronconique 55, ce qui permet d'assurer ainsi une étanchéité au niveau de l'arbre 4. Les figures 4 à 6 illustrent un autre mode de réalisation du capuchon. Sur ces figures, les éléments analogues ou ayant des fonctions analogues par rapport à ceux représentés sur la figure 2 ont des références augmentées de 100 par rapport à celles qu'ils avaient sur cette figure 2. Seules les différences entre ces trois figures et la figure 2 seront décrites ci-après. Dans ce mode de réalisation, la paroi repliable 153 est raccordée à la face annulaire d'extrémité 154 par une cheminée 157, de forme générale cylindrique et illustrée plus en détail sur la figure 6. La paroi repliable 153 est alors non seulement amincie au voisinage de son extrémité raccordée sur la paroi terminale 150 du fond du capuchon mais également au voisinage de son extrémité raccordée sur ladite cheminée 157. Ainsi, ces deux amincissements permettront un déplacement axial, pratiquement sans déformation, de la cheminée cylindrique 157, de la face d'extrémité 154 et du col tronconique 155. Cette position repliée est illustrée en trait mixte sur la figure 6. Pour assurer encore une meilleure rigidité du fond du capuchon, il est prévu des nervures de raidissement 159, par exemple au nombre de six, s'étendant radialement sur la paroi terminale 150 du capuchon et liées également à la paroi latérale 152. Pour faciliter la fixation du capuchon sur le support porte-balais 1, la paroi latérale 152 est munie, au voisinage de son extrémité libre, d'une pluralité de languettes d'accrochage 158, par exemple au nombre de six, susceptibles de s'emboîter élastiquement dans des logements homologues de la plaquette 1. L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation ci-dessus décrits mais en embrasse toutes les variantes contenues dans le cadre des revendications ci- apres. REVENDICATIONS 1) Dispositif porte-balais pour moteur électrique à collecteur tournant, du type comprenant: - un support (1) pour lesdits balais (2) possédant un passage central (10) permettant l'introduction, en regard des balais (2), dudit collecteur (3) solidaire de l'arbre (4) du moteur, les balais (2) étant sollicités élastiquement en direction du passage (10), et - des moyens de blocage (53) pour maintenir lesdits balais (2) dans une position éloignée dudit passage central (10) pour l'introduction du collecteur (3) dans le passage (10), et pour libérer lesdits balais après montage du collecteur et permettre leur coopération à contact sur ledit collecteur, caractérisé en ce que les moyens de blocage comprennent un capuchon (5,105) possédant un fond (50, 150), propre à être rendu solidaire du support (1), et dans lequel est ménagée une ouverture (51, 151) coaxiale avec ledit passage central (10), ledit fond étant prolongé par une paroi généralement tronconique (53,153), repliable sur elle- même, et raccordée à une face annulaire d'extrémité (54,154) entourant l'arbre (4) du moteur, ladite paroi repliable (53,153) étant propre à bloquer lesdits balais (2) dans ladite position éloignée et à les libérer après son repliement provoqué par le déplacement axial de ladite face annulaire d'extrémité (54) occasionné par l'introduction du collecteur (3) dans le passage (10). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capuchon (5,105) comporte un col terminal (55,155) raccordé à la face annulaire d'extrémité (54,154), de forme tronconique, se rétrécissant depuis ladite face annulaire d'extrémité (54,154) en direction du fond (50,150) du capuchon (5,105), de sorte que l'extrémité libre dudit col entoure à contact l'arbre (4) du moteur. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que ladite paroi repliable (53, 153) est amincie au voisinage de son extrémité raccordée sur le fond (50, 150) du capuchon. 4) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite paroi repliable (153) est raccordée à la face annulaire d'extrémité (154) par une cheminée de forme générale cylindrique (157), et en ce que ladite paroi repliable (153) est amincie au voisinage de son extrémité raccordée sur ladite cheminée (157). ) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le fond du capuchon comporte une paroi latérale (152) cylindrique munie de languettes d'accrochage élastiques (158) sur le support (1). 6) Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le capuchon comporte une paroi terminale (150), repliée d'équerre par rapport à la paroi latérale (152), dans laquelle est ménagée ladite ouverture (151), et en ce que le fond du capuchon comporte une pluralité de nervures de raidissement radiales (159) liées aux parois latérale (152) et terminale (150). 7) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le capuchon (5) est réalisé en élastomère polyester thermoplastique. 8) Moteur électrique à collecteur tournant comprenant un dispositif portebalais selon l'une des revendications 1 à 7.