Brevet FR2976141A1 — publié le 20121207

i Domaine de l'invention La présente invention se rapporte à une machine électrique comportant une installation de commutation ayant au moins un balai guidé en coulissement dans un support de balai d'une plaque de palier et venant en contact avec la surface enveloppe d'un collecteur tournant avec l'arbre d'induit de la machine électrique, la cavité centrale de la plaque de palier recevant l'arbre d'induit étant couverte par un capuchon. Etat de la technique Le document DE 20 2007 013 137 U l décrit un dispositif io de balais faisant partie d'une installation de commutation servant à transmettre le courant à une machine électrique. Le dispositif de balais ou montage des balais comporte plusieurs balais de carbone répartis à la périphérie et guidés chacun dans un support de balai en forme de carquois, de manière coulissante par rapport à la surface enveloppe du 15 collecteur tournant avec l'arbre de l'induit de la machine électrique. Le rail électrique est constitué par une plaque reliée au pôle positif et la moitié des balais de carbone est reliée électriquement à ce rail par des cordons de branchement. La plaque située en face constitue la plaque de balais de masse couplée électriquement à l'autre moitié des balais de 20 carbone par des cordons de raccordement. A la fois le rail électrique et la plaque de balais sont de forme annulaire et l'ouverture centrale de la plaque électrique du collecteur, de plus grand diamètre, et l'ouverture de la plaque de balais per-mettent le passage du segment d'extrémité de l'arbre d'induit ayant un 25 diamètre plus réduit. Habituellement, l'extrémité frontale libre de l'arbre d'induit est couverte par un capuchon vissé à la plaque de balais ou à une plaque de palier portant les supports de balai. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une ma- 30 chine électrique dont le dispositif de balais est d'une construction plus simple et nécessitant moins de travaux de montage pour l'installation de commutation. Exposé et avantages de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet une machine élec- 35 trique comportant une installation de commutation avec un dispositif 2 de balais caractérisée en ce que le capuchon est relié à la plaque de palier par une liaison par serrage. La machine électrique est par exemple le moteur d'un démarreur de moteur à combustion interne. L'installation de commutation transmet le courant à la plaque d'induit solidaire en rotation de l'arbre d'induit et tournant avec celui-ci. L'installation de commutation comporte en plus du dispositif de balais, un collecteur relié à l'arbre d'induit et les balais du dispositif de balais s'appliquent contre la surface enveloppe du collecteur pour transmettre le courant. io Le dispositif de balais comprend une plaque de palier recevant au moins une partie des supports de balais. La plaque de palier est notamment reliée à la plaque de balais électro-conductrice si bien qu'il n'est pas indispensable que la plaque de palier soit électroconductrice même si en principe cela est possible. La plaque de palier a 15 une ouverture centrale pour recevoir l'arbre d'induit ou l'arbre de rotor de la machine électrique. Lorsque le montage est terminé, l'extrémité frontale de l'arbre d'induit est couverte par un capuchon relié à la plaque de palier. La liaison entre le capuchon et la plaque de palier se fait sous la forme 20 d'une liaison par serrage, c'est-à-dire par une liaison par la force ou par la forme, ce qui simplifie considérablement le montage et permet de l'effectuer en particulier sans utiliser d'outils. De plus, le montage du capuchon est découplé du montage des supports de balais sur la plaque de palier. Les supports de balais peuvent être fixés par exemple en étant 25 vissés à la plaque de palier et la liaison vissée peut se faire indépendamment du montage du capuchon. Un autre avantage réside dans le montage du capuchon qui ne nécessite pas d'orientation et qui, selon un développement préférentiel, est symétrique en rotation de sorte que la position angulaire du capuchon ne joue aucun rôle au montage. 30 On améliore la liaison entre le capuchon et la plaque de palier de façon avantageuse à l'aide d'un élément de serrage intégré au capuchon et cet élément de serrage coopère par une liaison de serrage avec un segment de la plaque de palier. L'élément de serrage est de préférence réalisé sous la forme d'une bague de serrage qui est par exemple 35 réalisée comme une bague dentelée, installée de préférence sur un seg- ment en relief de la plaque de palier. Dans ce mode de réalisation de l'élément de serrage sous la forme d'une bague ou d'un anneau, le capuchon peut être installé dans une position angulaire quelconque sur le segment en relief de la plaque de palier. En principe, on peut également envisager d'autres réalisations non symétriques en rotation pour l'élément de serrage, par exemple sous la forme d'une patte de serrage et dans le cas d'une partie en relief symétrique en rotation de la plaque de palier, le capuchon pourra dans ces conditions être installé avec une position angulaire io quelconque. Le segment en relief de la plaque de palier est notamment réalisé sous la forme d'un dôme de la plaque de palier recevant alors le capuchon. Le dôme permet de recevoir le segment d'extrémité côté frontal de l'arbre d'induit de la machine électrique et il peut loger une bague 15 de palier recevant l'arbre d'induit. De façon avantageuse, le côté intérieur du capuchon comporte un segment d'étanchéité réalisé de préférence en une seule pièce avec le capuchon et avec notamment une forme annulaire dans l'enveloppe intérieure du capuchon. Le segment d'étanchéité délimite un 20 réservoir à graisse dans le capuchon servant à recevoir de la graisse de lubrification pour lubrifier l'élément de serrage ou de fixation appliqué sur la surface enveloppe de l'arbre d'induit et qui est tenu fixe en rotation. Le segment d'étanchéité du côté intérieur du capuchon évite que la graisse ou l'huile de lubrification ne s'échappe du réservoir à graisse, 25 axialement le long du côté intérieur du capuchon de recouvrement. L'élément de serrage est de préférence un composant séparé du capuchon et relié à celui-ci, notamment au côté intérieur du capuchon. Selon un développement avantageux, le capuchon est une pièce injectée en matière plastique et l'élément de serrage est intégré 30 par injection dans le capuchon. On pourrait également envisager des modes de réalisation en tôle ou en métal pour le capuchon. En outre, il est possible de réaliser l'élément de serrage en une seule pièce avec le capuchon. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'une machine électrique comportant une installation de commutation avec un dispositif de balais représenté schémati- quement dans les dessins annexés dans lesquels les mêmes références seront utilisées pour les mêmes pièces dans les différentes figures. Ainsi : * la figure 1 est une vue en perspective d'une machine électrique avec une installation de commutation et un dispositif de balais io comportant un capuchon appliqué sur la plaque d'induit du dispositif de balai, * la figure 2 est une vue en coupe du dispositif de balais, * la figure 3 montre le capuchon, y compris un anneau de serrage selon une représentation de détail en perspective, 15 * la figure 4 est une vue en coupe du capuchon, * la figure 5 est une vue en coupe de la plage de liaison entre le capuchon et le dôme de la plaque de palier. Description de modes de réalisation de l'invention Selon les figures 1 et 2, l'invention a pour objet une ma- 20 chine électrique avec un dispositif de balais 1 ayant une plaque de palier 2 annulaire à laquelle sont fixés des supports de balais 4 en forme de carquois, avec des vis ; chaque carquois reçoit de manière coulissante un balai 6. Plusieurs supports de balais 4 sont répartis en périphérie avec chaque fois un balai 6 ; les balais coulissent radialement 25 par rapport à l'axe longitudinal du dispositif de balai et à l'état de montage terminé, les balais s'appliquent contre la surface enveloppe du col-lecteur reliés solidairement en rotation à l'arbre d'induit de la machine électrique. Les supports de balai 4 avec les balais 6 se situent entre la plaque de palier 2 et le rail de courant 3, annulaire, électro-conducteur 30 et raccordé à un pôle positif. Une partie des balais est reliée au rail électrique 3 par des cordons électriques ; les autres balais sont également reliés électriquement à une plaque de balais 7 par des cordons ; cette plaque électro-conductrice est à la masse. La plaque de palier 7 est reliée à la plaque de palier 2 également par les vis 5. 4 La plaque de palier 2 a une ouverture centrale entourée par un dôme 8 (figure 2) recevant un coussinet 9. Le coussinet 9 reçoit le segment d'extrémité ou segment frontal de l'arbre d'induit de la ma-chine électrique. Un capuchon 10 est installé sur le dôme 8 pour che- 5 vaucher le dôme 8 et être relié à celui-ci par une liaison par la force ou par frottement. Selon les figures 3 et 4, le côté intérieur du capuchon 10 au voisinage de son côté frontal libre comporte un élément de serrage sous la forme d'un anneau de serrage 11. L'anneau de serrage est un anneau dentelé avec des éléments en forme de coins dentelés dirigés io vers l'intérieur ; à l'état installé, ces éléments de serrage s'appliquent contre la surface enveloppe du dôme 8 réalisée en une seule pièce avec la plaque de palier 2. Le dimensionnement du diamètre du dôme 8 ainsi que celui du diamètre intérieur de l'anneau de serrage 11 sont accordés l'un en fonction de l'autre pour que les éléments de serrage dentelés de 15 l'anneau de serrage 11 s'appliquent contre la surface enveloppe du dôme avec une force de serrage fixant le capuchon 10 au dôme 8. Une ouverture accidentelle du capuchon 10 par rapport au dôme 8 n'est pas possible dans des conditions normales car il faudrait pour cela exercer des forces très importantes pour desserrer les éléments de serrage de 20 forme dentelée, dirigés radialement vers l'intérieur et dont la position angulaire sur la pièce annulaire de l'anneau de serrage varie, et qui doivent dépasser une position de point mort. Selon la vue en coupe de la figure 4, l'anneau de serrage 11 réalisé comme composant séparé est enrobé par injection par la ma- 25 tière du capuchon 10 qui est un composant en matière plastique. Le bord de l'anneau de serrage 11 radialement vers l'extérieur est entouré par la matière du capuchon de couverture 10. Cela apparaît également à la figure 5. Selon la figure 4, en combinaison avec la figure 5, le côté 30 intérieur du capuchon 10 comporte un segment d'étanchéité 12, annulaire, périphérique, réalisé en une seule pièce avec le capuchon 10. A l'état installé, le segment d'étanchéité 12 s'applique contre la surface enveloppe du dôme 8 (figure 5) et ferme un réservoir de graisse 13 prévu dans le capuchon pour recevoir de la graisse. On évite ainsi tout suin- 35 terrent axial accidentel de la graisse. Le segment d'étanchéité 12 est réalisé avec une forme de bourrelet annulaire dépassant radialement vers l'intérieur et il se trouve dans la direction axiale du capuchon 10, sensiblement au milieu du capuchon entre la face frontale libre et le réservoir à graisse 13 au fond du capuchon.5 NOMENCLATURE 1 Dispositif de balais 2 Plaque de palier 3 Rail électrique 4 Support de balai 5 Vis 6 Balai 7 Plaque de balais 8 Dôme 9 Coussinet 10 Capuchon 11 Bague de serrage 12 Segment d'étanchéité 13 Réservoir à graisse REVENDICATIONS1°) Machine électrique comportant une installation de commutation ayant au moins un balai (6) guidé en coulissement dans un support de balai (4) d'une plaque de palier (2) et venant en contact avec la surface enveloppe d'un collecteur tournant avec l'arbre d'induit de la machine électrique, * la cavité centrale de la plaque de palier (2) recevant l'arbre d'induit étant couverte par un capuchon (10), machine électrique caractérisée en ce que io le capuchon (10) est relié à la plaque de palier (2) par une liaison par serrage. 2°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu' 15 un élément de serrage est intégré dans le capuchon (10) pour coopérer par serrage avec un segment de la plaque de palier (2). 3°) Machine électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que 20 l'élément de serrage est réalisé sous la forme d'une bague de serrage (11) . 4°) Machine électrique selon la revendication 2, caractérisée en ce que 25 l'élément de serrage est un composant distinct du capuchon (10) qui est relié solidairement au capuchon (10), notamment par un capuchon (10) réalisé comme composant injecté. 5°) Machine électrique selon la revendication 1, 30 caractérisée en ce que la plaque de palier (2) comporte un dôme (8) recevant le capuchon (10). 6°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que9 le côté intérieur du capuchon (10) comporte un segment d'étanchéité (12). 7°) Machine électrique selon la revendication 6, 5 caractérisée en ce que le segment d'étanchéité (12) est de forme annulaire. 8°) Machine électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que io le capuchon (10) comporte un réservoir à graisse (13) pour recevoir de la graisse. 9°) Machine électrique selon la revendication 6, caractérisée en ce que 15 le segment d'étanchéité (12) délimite le réservoir à graisse (13) dans le capuchon (10).