Brevet FR2908245A1 — publié le 20080509

Dispositif de balais de machine électrique tournante, tel qu'un démarreur L'invention concerne un dispositif de balais de machine électrique tournante, tel qu'un démarreur, destinés à frotter sur le collecteur de la machine, du type comprenant au moins une paire de balais de la polarité électrique positive, reliés à une borne de connexion commune de la machine et une paire de balais de la polarité électrique négative, reliés à une borne commune de la machine. 1 o Des dispositifs de balais de ce type sont déjà connus et servent pour alimenter en courant l'induit de la machine. Les balais sont reliés par des shunts, soudés, soit à la masse, soit au pôle plus à la sortie du contacteur de la machine, soit sur une sortie inducteur. Les dispositifs de balais connus présentent l'inconvénient majeur 15 qu'elle nécessite un nombre important de points de soudure, par exemple cinq à six points sur leurs supports appelés rondelle porte-balais. L'assemblage de ces rondelles est par conséquent complet, coûteux et long. D'autre part, les risques d'une mauvaise qualité des liaisons lors d'une soudure n'est pas nulle et les défauts peuvent entraîner des rebus. Ces 20 risques augmentent avec la multiplication des points de soudure. Il est encore à noter que l'entrée positive de la rondelle porte-balais des dispositifs connus comprend cinq pièces, à savoir la cosse de connexion, la tresse, le clou et deux balais. L'invention a pour but de proposer un dispositif de balais qui pallie les 25 inconvénients qui viennent d'être énoncés. Pour atteindre ce but, un dispositif de liaison selon l'invention est caractérisé en ce que les balais du même potentiel électrique sont assemblés par paires à l'aide d'un shunt commun. Selon une caractéristique de l'invention le dispositif de balais est 30 caractérisé en ce que le shunt des balais négatifs est relié électriquement, notamment par soudage, à un point de masse électrique d'une rondelle porte-balais. 2908245 2 Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de balais est caractérisée en ce que le shunt des balais négatifs avantageusement en forme d'une tresse, présente la forme générale d'un U dont la base est reliée au point de masse de la rondelle, tandis que les extrémités des branches 5 libres sont recourbées pour être fixées au balais. Selon encore une autre caractéristique de l'invention le dispositif de balais est caractérisé en ce que le shunt des balais positifs avantageusement en forme de tresse, est configuré pour présenter dans sa zone médiane une boucle formant cosse de connexion extérieure. 1 o Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de balais est caractérisé en ce que le shunt commun des balais positifs est coudé pour déporter latéralement la cosse de connexion en fonction de la borne à laquelle la cosse doit être connectée. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de 15 balais est caractérisé en ce que l'extrémité de connexion extérieure du shunt commun des balais positifs est connectée électriquement à une borne d'inducteur du contacteur de la machine. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de balais est caractérisé en ce que l'extrémité de connexion du shunt commun 20 des balais positifs est passé autour de la borne d'inducteur et fixé par serrage dans sa position de connexion à l'aide d'un organe de serrage tel qu'un écrou visé sur la borne, le cas échéant par l'intermédiaire d'une rondelle. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de balais est caractérisé en ce que l'extrémité de connexion du shunt des balais 25 positifs est fixé à la borne d'induction par des languettes, d'une rondelle autosertissable rabattue sur la cosse, un organe tel qu'un écrou assurant l'assemblage. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, le dispositif de balais est caractérisé en ce qu'un shunt commun est formé par deux éléments 30 de shunt de longueurs différentes, qui sont soudés à leurs extrémités à un endroit décalé du point équidistant des balais reliés par le shunt. L'invention sera mieux comprise, et d'autre buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la 2908245 3 description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un seul mode de réalisation de l'invention et dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine électrique 5 tournante du type à laquelle l'invention est applicable ; - la figure 2 est une vue en perspective d'une rondelle porte-balais selon l'invention ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un shunt commun d'une paire de balais de polarité électrique positive ; - la figure 4 est une vue en perspective d'un shunt commun d'une paire de balais de la polarité électrique négative, - les figures 5 et 6 sont des vues en coupe illustrant deux modes de réalisation de la connectique de la liaison inducteur d'une machine électrique tournante, selon l'invention, -les figures 7 et 8 sont des vues en perspective d'un autre mode de réalisation. L'invention concerne une machine électrique tournante, notamment un démarreur tel que représenté sur la figure 1, à six pôles, par exemple à aimants. Cette figure permet de placer le système de balais selon l'invention 2 0 dans son contexte. La figure 1 représente en 1 l'induit du moteur électrique, en 2 la culasse, en 3 et 4 respectivement les paliers avant et arrière, en 5, 6 et 7 respectivement le lanceur, la fourchette et le noyau mobile du contacteur, en 8 le support des balais d'alimentation en courant électrique de l'induit 1 de la 25 machine, qui frotte sur le collecteur non représenté, en 9 et 10 le contacteur électromagnétique et la cuve de celui-ci ainsi qu'en 11 les tirants d'assemblage. La figure 2 représente un support de balais selon l'invention en forme d'une rondelle porte-balais, utilisable à la place du support à balais 8 de la 30 figure 1 et portant de ce fait également la référence 8. Le support 8 en forme d'une rondelle porte-balais comporte une paire de balais de polarité électrique positive, notée 13, 14 et une paire de balais de polarité électrique négative 15, 16. Chaque balais est retenu dans une cage 18 en forme d'un U dont les 2908245 4 bords libres 19 sont repliés pour former des pattes 19 de fixation par exemple à l'aide de vis destinées à passer par des trous 20, sur la face 21 de la rondelle 8, qui est orientée vers la culasse 2. Comme le montre la figure 2 et plus particulièrement les figures 3 et 4, 5 les deux balais positifs 13, 14, sont électriquement reliés par un seul shunt 23 replié de façon à former dans sa partie intermédiaire entre les deux balais une partie annulaire en forme d'une boucle 24, destinée à constituer une cosse de raccordement à la borne électrique appropriée du contacteur électromagnétique, par exemple de la manière représentée sur la figure 6, ou 10 la figure 5, comme il sera expliqué plus loin. Le shunt est avantageusement réalisé en cuivre tressé. Les deux branches 25 du shunt, de part et autre de la cosse 24, sont rapprochées et parallèles et ne s'écartent qu'à proximité des balais en présentant chacune la forme d'un L 27, dont les extrémités libres 28, sont chacune scellées dans un 15 balai 13, 14. On constate encore que les branches parallèles sont coudées en 26 pour que la cosse 24 soit déportée dans un plan parallèle à celui dans lequel se trouvent les parties en L 27 et apte pour le montage sur le contacteur. Comme on le voit sur la figure 2, les parties médianes rapprochées 25, avant le coude 26 passe par un évidemment 29 pratiqué dans une pièce de support 30, qui est solidaire du bord de la rondelle porte-balais 8 et fait saillie de ce bord, parallèlement à l'axe de la rondelle, la cosse 24 étant ainsi déportée dans la direction axiale de la rondelle. La pièce de support 30 est isolante ou isolée à la masse. Les deux balais négatifs 15, 16 sont également reliés électriquement par un shunt commun noté 32 en forme d'un U dont les extrémités 33 sont recourbées hors du plan du U de façon qu'elles puissent être scellées par leurs bouts 34 chacune dans un balai 15, 16. La partie de base 35 du U est relié électriquement à la partie 36 constituant électriquement la masse de la rondelle porte-balais et située près de la périphérie de celle-ci, comme on le voit sur la figure 2. On constate encore que chaque cage de retenue 18 d'un balai comporte sur sa face notée 38 de scellement du shunt correspondant une fente 39 qui permet la mise en place de chaque ensemble formé par une 2908245 5 paire de balais, avec son shunt, dans sa configuration montrée sur la figure 3 ou 4, sur la rondelle porte-balais. Il est à noter que, dans une variante de réalisation, on peut aussi utiliser pour la paire de balais positifs un shunt tel qu'utilisé pour la paire de 5 balais négatifs et souder ce shunt sur un organe approprié de la rondelle qui devrait alors être électriquement reliée au contacteur. Les figures 5 et 6 illustrent deux modes de réalisation de la connectique du shunt de balais positifs 23 au contacteur électromagnétique tel que représenté en 9 sur la figure 1. 1 o Dans le mode de la figure 5, la tresse de shunt, en boucle 24 ou, le cas échéant, simple, est passée autour de la borne d'inducteur 41 du contacteur dans un évidement 44. Puis on fixe la boucle, par serrage, en vissant un écrou 42 sur la cosse 41, le cas échéant par l'intermédiaire d'une rondelle 43. Si l'extrémité à connecter du shunt ne comporte pas de boucle, 15 on s'assurera que l'enroulement de la tresse lors du vissage de l'écrou 42 aille dans le bon sens. Dans le mode de réalisation selon la figure 6, l'extrémité à connecter du shunt est maintenue par des languettes 45 issues d'une rondelle autosertissable 46 que l'on rabat sur la cosse 41. Ensuite on visse un écrou 47 qui 2 0 maintient le tout et finit d'écraser la rondelle. Il est à noter que l'utilisation d'une boucle à l'extrémité du shunt positif 23 tel que représenté à la figure 2 est particulièrement intéressante puisqu'on évite ainsi toute opération supplémentaire lors de la connexion. Les figures 7 et 8 illustrent un autre mode de réalisation qui remet 25 moins en cause le procédé de fabrication des balais conventionnels et dont la particularité réside dans le fait que les balais sont chacun pourvus d'une tresse et que les tresses 49, 50 des balais positifs 13, 14 et les tresses 51, 52 des balais négatifs 15, 16 sont de longueurs différentes. Les tresses de chaque paire de balais positive et négative sont soudées entre elles dès la 30 sortie du compactage des balais pour obtenir un shunt commun respectivement 54 et 55. Comme on le voit sur la figure 7, le shunt négatif 55 est fixé par soudure sur le support porte-balais 8, ici le palier arrière, au niveau de sa zone centrale 57, qui se trouve sur la tresse la plus longue 55. 2908245 6 On constate que la zone de soudure 58 des deux tresses est décalée de la zone centrale 57. Par conséquent, lors de la soudure du shunt sur le palier arrière, l'électrode de soudure se retrouve en face d'une seule épaisseur de tresse, à 5 savoir celle de la tresse plus longue 55, ce qui présente l'avantage de faciliter la soudure, de diminuer le courant nécessaire et d'éliminer le risque que les tresses puissent se dessouder l'une de l'autre ainsi que d'avoir l'électrode en porte-à-faux. De plus, puisque, au niveau de la zone de fixation au support, le shunt est formé par la seule tresse plus longue, cette tresse alors plus souple 1 o puisqu'elle n'est pas compactée par la soudure, épousera mieux le support. Dans le cas où l'inégalité des longueurs des balais peut servir d'indication de détrompage. En se reportant à la figure 8 montrant le shunt commun positif 54 commun pourvu d'une cosse 59, la soudure des deux tresses à leurs 15 extrémités 60 peut être gardée à l'intérieur du démarreur, ce qui présente l'avantage de pouvoir passer plus facilement la tresse dans le passe-fils 61 et de pouvoir aisément cambrer la tresse pour la passer autour de la borne du contacteur sans sur-épaisseur. Bien entendu, les shunts positif et négatif peuvent être configurés, le 20 cas échéant, conformément au premier mode de réalisation. Il ressort de la description qui vient d'être faite, et des figures, que le système des balais selon l'invention permet de réduire considérablement le nombre de pièces utilisées, qui passe de sept pièces à deux et le nombre de soudures qui passe de cinq ou six soudures nécessaires dans les systèmes 25 connus, à une seule soudure. Dans le cadre de l'invention, on peut également facilement mettre en place un détrompage du sens de montage des balais en décalant légèrement l'axe de la tresse dans le balai, ce décalage étant répercuté dans le logement pratiqué dans la cage. 30 REVENDICATIONS 1. Dispositif de balais de machine électrique tournante, tel qu'un démarreur, destinés à frotter sur le collecteur de la machine, du type comprenant au moins une paire de balais de la polarité électrique positive, reliés à une borne de connexion commune de la machine, et une paire de balais de la polarité électrique négative, également reliés à une borne commune de la machine, caractérisés en ce que les balais (13, 14, 15, 16) du même potentiel électrique sont assemblés par paires à l'aide d'un shunt commun (23 ; 32). 2. Dispositif de balais selon la revendication 1, caractérisée en ce que le shunt (32) des balais négatifs (15, 16) est relié électriquement, notamment par soudage, à un point de masse électrique (36) d'une rondelle porte-balais (8). 3. Dispositif de balais selon la revendication 2, caractérisée en ce que le shunt (33) des balais négatifs (15, 16), avantageusement en forme d'une tresse, présente la forme générale d'un U dont la base (35) est reliée au point de masse (36) de la rondelle (8), tandis que les extrémités (34) des branches libres sont recourbées pour être fixées au balais. 4. Dispositif de balais selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le shunt (23) des balais positifs (13, 14), avantageusement en forme de tresse, est configuré pour présenter dans sa zone médiane une boucle formant cosse de connexion extérieure (24). 5. Dispositif de balais selon la revendication 4, caractérisé en ce que le shunt commun (23) des balais positifs (13, 14) est coudé pour déporter latéralement la cosse de connexion (24) en fonction de la borne à laquelle la cosse doit être connectée. 2908245 8 6. Dispositif de balais selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'extrémité de connexion extérieure du shunt commun (23) des balais positifs (13, 14) est connectée électriquement à une borne d'inducteur (41) du contacteur (9) de la machine. 5 7. Dispositif de balais selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'extrémité de connexion du shunt commun (23) des balais positifs (13, 14) est passé autour de la borne d'inducteur (41) et fixé par serrage dans sa position de connexion à l'aide d'un organe de serrage tel qu'un écrou (42) visé sur la 1 o borne (41) dans un évidement (44), le cas échéant par l'intermédiaire d'une rondelle (43). 8. Dispositif de balais selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'extrémité de connexion du shunt (23) des balais positifs (13, 14) 15 est fixé à la borne d'induction (41) par des languettes (45), d'une rondelle auto-sertissable (46) rabattue sur la cosse 41, un organe tel qu'un écrou (47) assurant l'assemblage. 9. Dispositif de balais selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé 20 en ce qu'un shunt commun (54 ; 55) est formé par deux éléments de shunt (49, 50 ; 51, 50) de longueurs différentes, qui sont soudés à leurs extrémités à un endroit décalé du point équidistant des balais (13, 14 ; 15, 16) reliés par le shunt (54, 55).