Brevet FR2666698A1 — publié le 19920313

L'invention concerne un ensemble de bagues collectrices se composant d'un rotor présentant une pluralité de voies de bagues collectrices et d'un stator avec un évidement, dans lequel un bloc de balais entrant en contact par effet ressort avec les voies des bagues collectrices, est fixé au moyen de vis pénétrant dans le stator. Des ensembles de bagues collectrices de ce type sont d'une manière générale connus Ils servent à transmettre des signaux électriques analogiques ou numériques entre une partie tournante à laquelle est reliée le rotor de l'ensemble de bagues collectrices et une partie fixe d'appareil ou de dispositif, sur laquelle le stator est fixé Pour des raisons d'encombrement, les voies des bagues collectrices et les balais qui entrent en contact avec ces voies sont fréquemment très petites et se succèdent avec un pas réduit, par exemple, de 1,25 ou 2,5 mm Les ensembles de bagues collectrices comportant 20 voies et davantage ne sont pas rares Il existe des dispositions avec stator situé à l'extérieur et des dispositions avec stator situé à l'intérieur En dépit de la précision de positionnement élevée nécessitée par les faibles écartements mentionnés entre les voies, le montage des éléments constituant l'ensemble de bagues collectrices ne présente normalement aucune difficulté surtout s'il s'agit d'un ensemble de bagues collectrices avec stator situé à l'extérieur, car le réglage du bloc de balais dans le stator peut être effectué au moyen de gabarits de montage ou de dispositifs auxiliaires courants, par exemple des broches de guidage, des broches de réglage ou autres, avec pour seule condition que la position du rotor soit déterminée de manière suffisamment précise par rapport au stator, donc par exemple avec une tolérance meilleure que 0,1 mm. Le montage du porte-bloc de balais présente bien sûr des difficultés considérables si la condition précédente n'est pas remplie, et surtout s'il s'agit d'un ensemble de bagues collectrices avec stator situé à l'intérieur et que le bloc de balais ne peut être introduit que par un seul côté dans l'espace cylindrique entouré par le stator et qu'il doit ensuite être fixé dans l'évidement prévu dans le stator de manière à obtenir la relation correcte entre les voies et les balais. Le but de l'invention consiste donc à proposer un ensemble de bagues collectrices du type cité au début, dans lequel le positionnement correct du bloc de balais par rapport aux voies peut aussi être assuré lorsque la tolérance de la position axiale du stator par rapport au rotor est de l'ordre de grandeur du pas des voies et/ou que le montage du bloc de balais doit être effectué "en aveugle", donc sans contrôle visuel direct. La présente invention propose à cet effet un ensemble de bagues collectrices du type décrit ci-dessus, dans lequel les trous du bloc de balais par lesquels passent les vis sont conçus sous forme de trous oblongs, dont les grands axes sont parallèles à l'axe de l'ensemble de bagues collectrices, dans lequel le bloc de balais présente en au moins deux endroits espacés l'un de l'autre, en face desquels ne se trouve aucune voie de bague collectrice, deux douilles de guidage traversantes et parallèles entre elles pour recevoir chacune une broche de centrage, et dans lequel chacune des broches de centrage, qui passe par une ouverture dans le stator, peut être vissée dans un alésage taraudé dans le rotor, le diamètre des ouvertures étant supérieur au diamètre des broches de centrage de moins que la valeur maximale admissible pour le décalage axial entre le rotor et le stator Cette première solution repose donc sur l'utilisation de deux broches de centrage fixées au rotor et de douilles de guidage d'un seul tenant avec le bloc de balais Ces douilles assurent le positionnement correct du bloc de balais par rapport au rotor avant que les balais ne viennent en appui sur les voies Tout endommagement des balais (qui sont fragiles) lors du montage du bloc de balais est ainsi exclus Ceci est très important car l'état du balais ne peut plus être contrôlé visuellement, une fois le montage du bloc de balais terminé Les broches de centrage sont enlevées après le vissage du bloc de balais sur le stator. Dans un autre mode de réalisation, la présente invention propose en outre un ensemble de bagues collectrices du type décrit ci- dessus, dans lequel les trous du bloc de balais par lesquels passent les vis sont conçus sous forme de trous oblongs dont les grands axes sont parallèles à l'axe de l'ensemble de bagues collectrices, dans lequel le bloc de balais est muni sur sa grande face à l'opposé des voies de bagues collectrices de moyens de fixation pour un support auxiliaire du bloc de balais, dans lequel le support auxiliaire dépasse du bloc de balais en au moins deux endroits espacés l'un de l'autre et en face desquels ne se trouve aucune voie de bague collectrice, dans lequel deux douilles de guidage traversantes, parallèles entre elles et espacées l'une de l'autre sont situées sur les endroits en saillie pour recevoir chacune une broche de centrage, et dans lequel chacune des broches de centrage, qui passe par une ouverture dans le stator, peut être vissée dans un alésage taraudé dans le rotor, le diamètre des ouvertures étant supérieur au diamètre des broches de centrage de moins que la valeur maximale admissible pour le décalage axial entre le rotor et le stator Cette seconde solution se différencie essentiellement de la première solution par l'utilisation d'un support auxiliaire de bloc de balais, qui porte les douilles de guidage pour les broches de centrage et qui, tout comme les broches de centrage, est enlevé une fois le montage terminé L'avantage de cette seconde solution par rapport à la première solution réside dans le fait que, lorsque le montage est terminé, aucun espace supplémentaire n'est nécessaire au-dessus du bloc de balais, cet espace restant donc libre pour recevoir d'autres pièces qui n'ont aucun rapport avec l'invention. D'une manière préférable les ensembles de bagues comformes à l'invention, décrits ci-dessus et précisés dans la première solution ou la seconde solution exposées ci- dessus présentent en outre les particularités suivantes: les broches de centrage sont conçues de manière à être vissées et dévissées sans outil; les deux douilles de guidage se situent dans le même plan diamétral, et l'alésage de guidage de l'une des douilles de guidage a le profil d'un trou oblong, dont le grand axe se situe aussi dans ledit plan diamétral; les alésages taraudés dans le rotor présentent un rebord de centrage pour recevoir les broches de centrage; et en outre, dans le cas de la seconde solution, les moyens de fixation pour le support auxiliaire du bloc de balais se composent de pions de centrage et d'au moins une vis qui passe par un alésage dans le support auxiliaire du bloc de balais et qui s'engage dans un trou taraudé du bloc de balais. L'invention a en outre, pour but d'indiquer des procédés de montage appropriés pour ces ensembles de bagues collectrices. Pour l'ensemble de bagues conforme à l'invention, décrit ci-dessus et précisé dans la première solution exposée ci-dessus, il est proposé un procédé de montage comportant les étapes de: positionnement du rotor dans une position angulaire déterminée par rapport au stator, position dans laquelle les alésages filetés dans le rotor destinés à recevoir les broches de centrage sont alignés avec les ouvertures prévues dans le stator pour le passage des broches de centrage, vissage des broches de centrage dans les alésages filetés du rotor, engagement par poussée du bloc de balais sur les broches de centrage jusqu'à ce que le bloc de balais vienne en butée contre le rotor, mise en place des vis de fixation du bloc de balais dans les trous oblongs de celui-ci et vissage dans les trous filetés du stator, dévissage et extraction des broches de centrage hors du rotor. Pour l'ensemble de bagues conforme à l'invention, décrit ci-dessus et précisé dans la seconde solution exposée ci-dessus, il est proposé un procédé de montage comportant les étapes de: positionnement du rotor dans une position angulaire déterminée par rapport au stator, position dans laquelle les alésages filetés dans le rotor destinés à recevoir les broches de centrage sont alignés avec les ouvertures prévues dans le stator pour le passage des broches de centrage, vissage des broches de centrage dans les alésages filetés du rotor, assemblage du bloc de balais avec le support auxiliaire du bloc de balais, engagement par poussée de l'unité de montage composée du bloc de balais et du support auxiliaire sur les broches de centrage jusqu'à ce que le bloc de balais vienne en butée contre le stator, mise en place des vis de fixation du bloc de balais dans les trous oblongs de celui-ci et vissage dans les trous filetés du stator, dégagement du support auxiliaire du bloc de balais, dévissage et extraction des broches de centrage hors du rotor. Des ensembles de bagues collectrices suivant l'invention sont représentés à titre d'exemple et de façon simplifiée sur les dessins, ici avec un stator situé à l'intérieur Les figures 1 à 3 ont pour objet un ensemble de bagues collectrices suivant la première solution proposée, les figures 4 à 6 un ensemble de bagues collectrices suivant la seconde solution proposée. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre à titre d'exemple en référence aux dessins annexés, sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe transversale suivant la ligne A-B de la figure 2; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale partielle correspondant à une vue de dessus du porte- balais; La figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle suivant la ligne C-D de la figure 2; La figure 4 est une vue en coupe transversale suivant la ligne E-F de la figure 5; La figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle correspondant à une vue de dessus du bloc de balais et du support auxiliaire du bloc de balais; et La figure 6 est une vue en coupe longitudinale partielle suivant la ligne G-H de la figure 5. L'ensemble de bagues collectrices, représenté suivant différentes coupes sur les figures 1 à 3, comprend un rotor 1 situé à l'extérieur et un stator 2 entouré par celui-ci de manière concentrique, donc situé à l'intérieur Le rotor d'une part et le stator d'autre part sont reliés à différents éléments du dispositif, non représentés ici. Grâce à une disposition de palier adéquate, qui est symbolisée sur la figure 2, uniquement de manière schématique, par le roulement à billes 30, le rotor et le stator sont maintenus et guidés concentriquement ou coaxialement l'un par rapport à l'autre Le positionnement axial de ces deux éléments l'un par rapport à l'autre est, par contre, obtenu seulement après le montage, c'est à dire après l'assemblage avec les autres éléments mentionnés du dispositif et non représentés L'écart possible par rapport à la position prescrite peut être de l'ordre de quelques millimètres dans le sens axial. Le rotor 1 présente, du côté intérieur, un évidement la Un certain nombre de voies parallèles 3 des bagues collectrices sont disposées dans cet évidement, et elles sont isolées électriquement les unes des autres par une matière de remplissage 40 qui les maintient également du point de vue mécanique Des balais 6 filiformes, qui sont élastiquement précontraints et qui sont maintenus mécaniquement dans un bloc de balais 5 en matière isolante, entrent en contact électrique avec les voies 3 Chaque balai 6 est relié électriquement à une connexion à vis ou brasée 51, qui se trouve sur le côté intérieur accessible du bloc de balais 5 Pour des raisons d'encombrement, les nombreuses connexions à vis ou brasées 51 sont placées sur deux rangs et décalées les unes par rapport aux autres Le bloc de balais 5 est fixé dans un évidement 2 a du stator 2. Etant donné la tolérance de position axiale citée, l'évidement 2 a est dimensionné de manière à être plus grand dans le sens axial que la longueur du bloc de balais 5. Pour la même raison, le bloc de balais 5 comporte des trous oblongs 8 (voir figure 2), dont les grands axes sont parallèles à l'axe de l'ensemble de bagues collectrices et dont la longueur est dimensionnée suivant la valeur maximale admissible du décalage axial entre le rotor et le stator Ces trous oblongs 8 sont traversés par des vis 7 qui sont vissées dans des trous taraudés correspondants du stator 2. Avant le vissage des vis 7, le bloc de balais 5 doit toutefois être amené à sa position exacte en face du rotor 1, donc à la position dans laquelle les balais 6 viennent en appui exactement au centre des voies associées 3 des bagues collectrices Pour ce faire, le rotor 1 est muni à un endroit lb (voir figures 2 et 3), o ne se trouve aucune voie de bague collectrice, de deux alésages taraudés 12 espacés sur la périphérie (voir figure 1) Le bloc de balais 5 présente en correspondance avec l'écartement des alésages taraudés 12 deux douilles de guidage 9 et 9 a, au dessous desquelles le stator 2 est muni d'ouvertures 11 (voir figure 1), dont le diamètre est dimensionné en fonction de la valeur maximale du décalage axial entre le rotor et le stator Si maintenant le rotor 1 est amené à la position en rotation montrée sur les figures, les broches de centrage 10 peuvent traverser les ouvertures 11 dans le stator 2 pour pénétrer dans les alésages taraudés 12 Cette opération est facilitée par des pointes de centrage prévues sur les broches de centrage 10 et/ou par un rebord de centrage sur chacun des alésages taraudés 12 Les broches de centrage 10 sont conçues de telle manière, grâce au moletage indiqué sur les figures, qu'elles peuvent être vissées et dévissées sans outil, mais elles comportent toutefois, à titre de précaution, une tête à six pans qui facilite le dévissage de la broche au moyen d'un outil approprié en cas de difficulté. Si maintenant les douilles de guidage 9 et 9 a du bloc de balais 5 sont amenées à coïncider avec les broches de centrage 10, et que le bloc de balais 5 est ensuite poussé dans le sens radial pour venir porter contre le stator 2, le bloc de balais 5 arrive forcément dans la position prescrite par rapport au rotor 1, les balais 6 venant alors en appui de manière à être centrés sur les voies 3 des bagues collectrices associées Cette opération est encore facilitée du fait que l'alésage de guidage l Oa de la douille de guidage 9 a a le profil d'un trou oblong, dont le grand axe se situe dans un plan diamétral Les vis 7 peuvent alors être vissées Lorsque les broches de centrage ont été dévissées et retirées, le montage est terminé. La position des alésages taraudés 12 dans le rotor 1 (et par conséquent des douilles de guidage 9, 9 a correspondantes du bloc de balais 5) est bien entendu ajustée en fonction des données de construction En particulier, l'évidement la du rotor 1 (et donc la trame des voies 3 de bagues collectrices) ne doit pas nécessairement être interrompu à l'endroit lb (figure 2). Au contraire, les alésages taraudés 12 peuvent aussi être situés en dehors de l'espace occupé par les voies 3, et de préférence avant la première voie et après la dernière voie, auquel cas les douilles de guidage associées se trouvent approximativement en diagonale par rapport au bloc de balais 5. L'ensemble de bagues collectrices représenté sur les figure 4 à 6 correspond à celui des figures 1 à 3, sauf qu'il est prévu un support auxiliaire 20 du bloc de balais pour le montage de celui-ci Ce support est muni de douilles de guidage 22, 22 a qui assurent les fonctions des douilles de guidage 9 et 9 a du bloc de balais de l'ensemble de bagues collectrices suivant les figures 1 à 3 Etant donné que le support auxiliaire 20 n'est nécessaire que pour le montage du bloc de balais 5, le bloc de balais 5, une fois le montage terminé, ne dépasse pratiquement pas dans l'intérieur du stator 1 Pour effectuer le montage du bloc de balais 5, le support auxiliaire 20 est relié à celui-ci par l'intermédiaire de deux pions de centrage 23 et de deux vis moletées 21 Celles-ci pénètrent chacune dans un alésage 20 a dans le support auxiliaire 20 et sont vissées dans un trou taraudé correspondant 5 a du bloc de balais 5 L'unité de montage qui se compose du bloc de balais 5 et du support auxiliaire 20, est ensuite poussée sur les broches de centrage 10 de manière identique à celle décrite en liaison avec les figures 1 à 3 Une fois les vis 7 vissées dans les trous oblongs 8 du bloc de balais 5, les broches de centrage 10 sont dévissées et retirées et le support auxiliaire 20 est enlevé du bloc de balais 5 après le dévissage des vis moletées 21. Bien que l'invention ait été particulièrement montrée et décrite en se référant à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il sera compris aisément par les personnes expérimentées dans cette technique que des modifications dans la forme et dans des détails peuvent être effectuées sans sortir de l'esprit et du domaine de l'invention. il REVENDICATIONS 1 Ensemble de bagues collectrices, composé d'un rotor ( 1) présentant une pluralité de voies ( 3) de bagues collectrices et d'un stator ( 2) avec un évidement, dans lequel un bloc de balais ( 5), qui porte des balais ( 6) entrant en contact par effet ressort avec les voies des bagues collectrices, est fixé au moyen de vis ( 7) pénétrant dans le stator, caractérisé en ce que les trous du bloc de balais ( 5) par lesquels passent les vis ( 7) sont conçus sous forme de trous oblongs ( 8), dont les grands axes sont parallèles à l'axe de l'ensemble de bagues collectrices, en ce que le bloc de balais ( 5) présente en au moins deux endroits espacés l'un de l'autre, en face desquels ne se trouve aucune voie de bague collectrice, deux douilles de guidage ( 9, 9 a) traversantes et parallèles entre elles pour recevoir chacune une broche de centrage ( 10), et en ce que chacune des broches de centrage, qui passe par une ouverture ( 11) dans le stator ( 2), peut être vissée dans un alésage taraudé ( 12) dans le rotor ( 1), le diamètre des ouvertures ( 11) étant supérieur au diamètre des broches de centrage de moins que la valeur maximale admissible pour le décalage axial entre le rotor et le stator. 2 Ensemble de bagues collectrices, composé d'un rotor ( 1) présentant une pluralité de voies ( 3) de bagues collectrices et d'un stator ( 2) avec un évidement, dans lequel un bloc de balais ( 5), qui porte des balais ( 6) entrant en contact par effet ressort avec les voies des bagues collectrices, est fixé au moyen de vis ( 7) pénétrant dans le stator, caractérisé en ce que les trous du bloc de balais ( 5) par lesquels passent les vis ( 7) sont conçus sous forme de trous oblongs ( 8) dont les grands axes sont parallèles à l'axe de l'ensemble de bagues collectrices, en ce que le bloc de balais ( 5) est muni sur sa grande face à l'opposé des voies de bagues collectrices de moyens de fixation ( 21, 23) pour un support auxiliaire ( 20) du bloc de balais, en ce que le support auxiliaire ( 20) dépasse du bloc de balais ( 5) en au moins deux endroits espacés l'un de l'autre et en face desquels ne se trouve aucune voie de bague collectrice, en ce que deux douilles de guidage ( 22, 22 a) traversantes, parallèles entre elles et espacées l'une de l'autre sont situées sur les endroits en saillie pour recevoir chacune une broche de centrage, et en ce que chacune des broches de centrage ( 10), qui passe par une ouverture ( 11) dans le stator ( 2), peut être vissée dans un alésage taraudé ( 12) dans le rotor ( 1), le diamètre des ouvertures ( 11) étant supérieur au diamètre des broches de centrage de moins que la valeur maximale admissible du décalage axial entre le rotor et le stator. 3 Ensemble de bagues collectrices suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de fixation pour le support auxiliaire ( 20) du bloc de balais se composent de pions de centrage ( 23) et d'au moins une vis ( 21) qui passe par un alésage ( 20 a) dans le support auxiliaire ( 20) du bloc de balais et qui s'engage dans un trou taraudé ( 5 a) du bloc de balais ( 5). 4 Ensemble de bagues collectrices suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les broches de centrage ( 10) sont conçues de manière à être vissées et dévissées sans outil. Ensemble de bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les deux douilles de guidage ( 9, 9 a; 22, 22 a) se situent dans le même plan diamétral, et en ce que l'alésage de guidage ( 10 a) de l'une des douilles de guidage ( 22 a) a le profil d'un trou oblong, dont le grand axe se situe aussi dans ledit plan diamétral. 6 Ensemble de bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les alésages filetés ( 12) dans le rotor ( 1) présentent un rebord de centrage pour recevoir les broches de centrage ( 10). 7 Procédé pour le montage d'un ensemble de bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 1, ou 4, ou 5, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de-: positionnement du rotor dans une position angulaire déterminée par rapport au stator, position dans laquelle les alésages taraudés dans le rotor destinés à recevoir les broches de centrage sont alignés avec les ouvertures prévues dans le stator pour le passage des broches de centrage, vissage des broches de centrage dans les alésages taraudés du rotor, engagement par poussée du bloc de balais sur les broches de centrage jusqu'à ce que le bloc de balais vienne en butée contre le rotor, mise en place des vis de fixation du bloc de balais dans les trous oblongs de celui-ci et vissage dans les trous taraudés du stator, dévissage et extraction des broches de centrage hors du rotor. 8 Procédé pour le montage d'un ensemble de bagues collectrices suivant l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de: positionnement du rotor dans une position angulaire déterminée par rapport au stator, position dans laquelle les alésages taraudés dans le rotor destinés à recevoir les broches de centrage sont alignés avec les ouvertures prévues dans le stator pour le passage des broches de centrage, vissage des broches de centrage dans les alésages taraudés du rotor, assemblage du bloc de balais avec le support auxiliaire du bloc de balais, engagement par poussée de l'unité de montage composée du bloc de balais et du support auxiliaire sur les broches de centrage jusqu'à ce que le bloc de balais vienne en butée contre le stator, mise en place des vis de fixation du bloc de balais dans les trous oblongs de celui-ci et vissage dans les trous taraudés du stator, dégagement du support auxiliaire du bloc de balais, dévissage et extraction des broches de centrage hors du rotor.