Brevet FR2955980A1 — publié le 20110805

Dispositif de guidage d'un système d'aspiration pour une machine électrique tournante La présente invention concerne le domaine des porte-balais et plus particulièrement les porte-balais pour machines électriques tournantes. Un dispositif porte-balai est un ensemble d'éléments servant à porter ou maintenir en place un balai d'une machine électrique tournante, par exemple un moteur ou un générateur. Un balai, habituellement à base de graphite, permet d'assurer la transmission de la puissance électrique entre un élément mobile et un élément fixe. Le dispositif porte-balai a pour objectif de maintenir le balai en contact avec la surface mobile de la machine électrique tournante, par exemple un collecteur ou une bague, tout en exerçant sur ce balai une certaine pression. Habituellement, la pression est assurée par l'intermédiaire d'un dispositif élastique tel qu'un ressort. Des poussières sont générées du fait du frottement du balai contre l'élément mobile. Ces poussières sont susceptibles de conduire à une dégradation de l'état de surface du collecteur ou de la bague et/ou des coincements mécaniques et/ou des défauts d'isolation électrique. Il existe un besoin pour un fonctionnement plus satisfaisant à moyen ou long terme. L'invention à pour objet un dispositif de guidage d'un système d'aspiration, ce système d'aspiration étant destiné à aspirer de la poussière générée par un balai frottant sur un élément rotatif d'une machine électrique tournante, le dispositif de guidage étant agencé de façon à concentrer un flux d'air, généré par le système d'aspiration, à proximité de la partie de balai en contact avec l'élément rotatif. Cet agencement permet notamment d'empêcher au maximum la dispersion dans l'air de la poussière générée par le frottement entre le balai et l'élément mobile. Par « à proximité » on comprendra que le dispositif viendra suffisamment proche de l'élément rotatif pour limiter la dispersion des poussières, sans toutefois venir en contact avec l'élément tournant. Selon un mode de réalisation particulier, l'espace entre le dispositif de guidage et l'élément tournant peut être compris entre 2 et 4 mm. En particulier, le dispositif de guidage peut être solidarisé à une cage entourant le balai. La solidarisation du dispositif de guidage sur la cage du balai peut permettre un positionnement plus aisé du dispositif de guidage vis-à-vis de la zone à aspirer. En outre, le dispositif de guidage peut aussi être installé relativement facilement sur un porte balai déjà en place. Avantageusement, le dispositif de guidage peut être réalisé par surmoulage autour de la cage. Plus particulièrement, le dispositif de guidage peut être réalisé en une seule pièce avec la cage. Ce dispositif permet notamment de limiter le nombre de pièces et donc le nombre d'opérations de montage lors de l'installation d'un tel dispositif sur une machine électrique tournante. Selon un mode particulier de réalisation, le dispositif de guidage peut définir au moins une chambre d'aspiration ouverte vers l'élément rotatif. Une telle configuration peut notamment permettre de concentrer plus efficacement le flux d'air. On comprendra que la chambre d'aspiration peut être définie par un volume ouvert sur un seul de ses cotés afin de diriger au mieux le flux d'aspiration. Plus particulièrement, le dispositif de guidage pourra définir deux ou davantage de chambres d'aspiration. Une pluralité de chambres d'aspiration pourrait permettre de concentrer plus efficacement le flux d'aspiration. Par exemple, si l'on divise la chambre d'aspiration en deux parties et que l'on relie chaque chambre à un flux d'aspiration, chaque chambre aura alors un flux d'aspiration plus concentré. En particulier, la chambre d'aspiration peut être agencée de façon à entourer au moins la partie de balai en contact avec l'élément rotatif. Ce mode de réalisation permet notamment d'entourer au plus près la surface du balai en contact avec l'élément rotatif et ainsi limiter toute fuite de poussières. Avantageusement, le dispositif de guidage peut comprendre au moins un moyen de raccordement à un conduit. Plus particulièrement, le moyen de raccordement assure une jonction étanche entre le dispositif de guidage et le conduit. En particulier, le moyen de raccordement peut être un orifice traversant le dispositif de guidage afin d'assurer le passage du flux d'air d'une chambre d'aspiration vers un conduit. Le moyen de raccordement peut également être couplé à un piquage en équerre. Le raccordement peut être assuré par vissage ou par collage par exemple. Selon un autre mode de réalisation, le dispositif de guidage peut être un dispositif apte à maintenir l'extrémité du conduit à proximité de la partie de balai en contact avec l'élément rotatif. A titre d'exemple on pourrait envisager une patte de fixation, solidarisée sur la cage entourant le balai. On pourrait alors envisager un embout solidarisé sur l'extrémité du conduit par exemple par vissage ou par collage. L'embout peut alors prendre diverses formes pour répartir le flux d'aspiration, tel que par exemple un embout large, ou d'autres embouts utilisés avec des aspirateurs domestiques. Selon une disposition particulière, le dispositif de guidage peut comprendre au moins un conduit pour le raccordement à un groupe d'aspiration. Un groupe d'aspiration est un dispositif permettant de générer un flux d'aspiration d'air. Ce groupe d'aspiration peut être un groupe d'aspiration du type utilisé dans les salles blanches. Nous ne définirons pas plus avant ce dispositif bien connu de l'homme du métier. Plus particulièrement, la ou les chambres d'aspiration, le conduit, le raccordement et/ou l'embout peuvent être réalisés en un matériau antistatique ou en matériau quelconque recouvert d'un revêtement antistatique. L'utilisation d'un matériau antistatique empêche la poussière d'adhérer aux parois internes de ces éléments et limite donc les risques d'obstruction de ces derniers. Selon un mode de réalisation particulier, le conduit est à base de polyuréthane antistatique. En particulier, le dispositif de guidage peut être réalisé en un matériau électriquement isolant et résistant à la chaleur générée par le fonctionnement de la machine. L'utilisation d'un matériau électriquement isolant empêche la formation d'arcs électriques, entre l'élément rotatif et le dispositif de guidage, qui pourraient générer des perturbations de fonctionnement de la machine, en particulier par l'endommagement du dispositif de guidage. La chaleur générée par la machine pourrait faire fondre un matériau plastique traditionnel et ainsi faire perdre la stabilité dimensionnelle du dispositif de guidage, stabilité nécessaire due à la proximité du dispositif de guidage et de l'élément rotatif. Le matériau utilisé est avantageusement une résine acétal, non conductrice et ayant une plage de température d'utilisation allant de -40°C à plus de 110°C. Il est également proposé un système d'aspiration de poussières comprenant un groupe d'aspiration et au moins un dispositif de guidage tel que décrit ci-dessus. En particulier, le groupe d'aspiration peut être apte à générer un débit optimum pour aspirer la poussière. On comprendra qu'un débit d'aspiration trop faible peut entrainer la perte de tout ou partie des poussières et rendre le dispositif de guidage inefficace. A l'inverse, un débit trop important peut entrainer une dépense énergétique inutile. Avantageusement, il a été déterminé de manière empirique que le flux d'aspiration à l'intérieur du dispositif de guidage pouvait prendre avantageusement des valeurs allant de 10 à 20 m3/h, avec une vitesse de 15 m/s à 40 m/s et de préférence égale à 20 mis. On comprendra aisément que le débit d'aspiration généré par le groupe d'aspiration est fonction de divers paramètres dont le nombre de balais, les dimensions du dispositif de guidage, le niveau de propreté souhaité, etc. Plus particulièrement, le système d'aspiration peut comprendre une nourrice, un groupe d'aspiration et plusieurs dispositifs de guidage tels que décrits précédemment, la nourrice assurant la jonction et la répartition du flux d'air entre le groupe d'aspiration et les dispositifs de guidage. La nourrice permet de diviser le flux d'aspiration généré par le groupe d'aspiration et peut permettre de répartir le flux de façon inégale, notamment en fonction de la longueur et du diamètre des conduits. L'invention est maintenant décrite, en faisant référence aux dessins, non limitatifs, dans lesquels : La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective d'un dispositif de guidage intégré sur un porte balai d'une machine électrique tournante selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue de dessous en perspective d'un exemple d'un dispositif de guidage selon le mode de réalisation de la figure 1. Un mode de réalisation particulier de l'invention est représenté sur ces figures. En particulier, le dispositif de guidage selon l'exemple représenté se présente sous la forme d'une semelle 10. Cette semelle 10 est représentée en vue de dessus sous la forme d'un parallélépipède carré présentant en son centre un orifice 13. Cet orifice 13 est destiné à laisser passer une cage 3 apte à maintenir un balai 1. Selon une variante non représentée, l'orifice 13 peut être directement adapté pour maintenir directement le balai 1. L'orifice 13 présente notamment un détrompeur 13' permettant d'éviter les erreurs de montage du balai 1 sur le dispositif de guidage 10. Dans l'exemple représenté, l'orifice 13 est entouré par une chambre d'aspiration 12 ouverte vers l'élément rotatif 2. Cette chambre d'aspiration 12 comprend deux orifices 14 traversant la semelle 10 afin d'assurer le passage du flux d'air F de la chambre 12 vers les conduits 4. La solidarisation des conduits 4 sur la semelle est notamment assurée par un piquage en équerre 14', collé dans chaque orifice 14. Les piquages en équerre 14' sont des dispositifs traditionnels bien connu de l'homme du métier. Ils peuvent par exemple être réalisés en métal ou en plastique. Les matériaux utilisés pour la semelle 10, les moyens de raccordement 14' ou le conduit 4 résistent à une température allant de 60°C à 200°C et avantageusement à au moins 80°C. Les matériaux utilisés sont également antistatiques ou traités de telle sorte qu'ils ne retiennent pas les poussières afin de limiter les amas de poussières au niveau des différents éléments et donc les problèmes de fonctionnement mécanique. Selon un mode de réalisation particulier, la semelle 10 est en polyacétal. On pourrait également envisager de la fabriquer en polyphénylène sulfone, polycarbonate ou encore en polyamide, sous réserve de répondre aux spécificités ci-dessous : - Résistance à la traction allant de 60 MPa à 200 Mpa, avantageusement au moins 70 Mpa ; - Température d'utilisation en continu allant de 60°C à 300°C, avantageusement au moins supérieure à 110°C ; - Résistance électrique allant de 1.101° Ohm/cm à 1.1020 Ohm/cm, avantageusement à 1.1015 Ohm/cm. La semelle 10 présente également des caractéristiques isolantes, permettant de s'approcher au plus près de l'élément tournant 2, sans générer la formation d'arcs électriques, entre l'élément tournant 2 et la semelle 10, qui pourraient endommager la semelle 10 ou l'élément tournant 2 et donc générer des perturbations de fonctionnement de la machine. Dans l'exemple, la semelle 10 est réalisée en résine acétal par surmoulage ou collage autour de la cage 3. Le dispositif de guidage est adapté pour s'intégrer dans un système d'aspiration comprenant notamment un groupe d'aspiration, étant entendu que ce groupe d'apiration génére un flux suffisant pour aspirer en continu la plus grande partie des poussières engendrées par le frottement entre le balai et l'élément tournant, de préférence au moins 80%. Dans l'exemple représenté, la semelle 10 présente les dimensions extérieures suivantes 50mm x 50mm, pour une hauteur allant de 10 à 20 mm. Cette semelle est destinée à entourer un balai traditionnel présentant les dimensions suivantes : 32mm x 32mm x Y mm, la hauteur Y étant un élément variable en fonction de l'usure du balai 1. Pour les dimensions citées, un flux d'apiration F à l'intérieur de la semelle 10 de 15m/s permet d'aspirer environ 80% de la poussière générée. Le système d'aspiration peut par exemple être adapté à une génératrice comprenant douze balais et porte-balais correspondants, chacun comprenant une semelle telle que décrite précédemment. Afin d'assurer une répartition identique du flux d'aspiration entre chaque semelle, on insère entre le groupe d'aspiration et chaque semelle une nourrice apte à répartir le flux. Pour illuster l'exemple ci-dessus, on pourrait détailler le système d'apiration de la manière suivante : Un groupe d'apiration apte à générer un flux primaire d'au moins 120 m3/s, Une nourrice apte à diviser le flux primaire en au moins autant de flux secondaire que de conduits pour relier les semelles, c'est-à-dire dans notre exemple au moins douze sorties ; Une semelle par porte-balai ; Des conduits, adaptés pour véhiculer la poussière sans perte de flux, assurant la liaison entre le groupe d'apiration, la nourrice et les semelles. Afin d'obtenir une meilleure répartion du flux F à l'intérieur de la semelle il peut être envisagé de relier chaque chambre à deux conduits. La nourrice comprend alors deux fois plus de sorties que de semelles. REVENDICATIONS1. Dispositif de guidage (10) d'un système d'aspiration, ledit système d'aspiration étant destiné à aspirer de la poussière générée par un balai (1) frottant sur un élément rotatif (2) d'une machine électrique tournante, le dispositif de guidage (10) étant agencé de façon à concentrer un flux d'air (F), généré par le système d'aspiration, à proximité de la partie de balai (1) en contact avec l'élément rotatif (2). 2. Dispositif de guidage (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est solidarisé à une cage (3) entourant le balai (1). 3. Dispositif de guidage (10) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce avec la cage (3). 4. Dispositif de guidage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il définit au moins une chambre d'aspiration (12) ouverte vers l'élément rotatif (2). 5. Dispositif de guidage (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que la chambre d'aspiration (12) est agencée de façon à entourer au moins la partie de balai en contact avec l'élément rotatif (2). 6. Dispositif de guidage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un moyen de raccordement (14) à un conduit (4). 7. Dispositif de guidage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un conduit (4) pour le raccordement à un groupe d'aspiration. 8. Dispositif de guidage (10) selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que la chambre d'aspiration (12), le moyen de raccordement (14) et/ou le conduit (4) sont réalisés en un matériau antistatique ou recouverts d'un revêtement antistatique. 9. Dispositif de guidage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif de guidage (10) est réalisé en un matériau électriquement isolant et résistant à la chaleur générée par le fonctionnement de la machine. 10. Système d'aspiration de poussières comprenant un groupe d'aspiration et au moins un dispositif de guidage (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9. 11. Système d'aspiration selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une nourrice, un groupe d'aspiration et plusieurs dispositifs de guidage (10), la nourrice assurant la jonction et la répartition du flux d'air (F) entre le groupe d'aspiration et les dispositifs de guidage (10).