Brevet FR3120754A1 — publié le 20220916

Ensemble (20) de brosse de mise à la terre comprenant une brosse (30) de mise à la terre et une plaque de montage (40) de brosse configurée pour retenir axialement et radialement ladite brosse (30), ladite brosse (30) comprenant un support (32) et une pluralité de fibres individuelles conductrices (31) montée dans ledit support (32), la plaque de montage (40) comprenant un corps principal radial (42) délimité axialement par une première face frontale (41a) et par une deuxième face frontale (41b), et une pluralité de languettes (46) de retenue axiale et radiale de ladite brosse (30), lesdites languettes (46) étant circonférentiellement réparties autour du corps principal (42) de la plaque de montage (40) et s’étendant axialement depuis la deuxième face frontale (41b) du corps principal (42). La plaque de montage (40) de brosse comprend au moins trois segments de montage (44) s’étendant depuis une surface extérieure (42b) du corps principal (42) radialement vers l’extérieur, lesdits segments de montage (44) étant circonférentiellement répartis autour du corps principal (42) de la plaque de montage (40), chacun des segments (44) entourant localement le support (32) de la brosse (30) de mise à la terre en restant radialement à distance dudit support (32). Figure 2 Ensemble de brosse de mise à la terre Domaine technique de l’invention La présente invention concerne le domaine des dispositifs de mise à la terre pour contrôler le courant d’arbre généré dans des moteurs ou machines électriques et notamment les ensembles de brosses de mise à la terre. Etat de la technique antérieur Généralement, dans un moteur ou une machine électrique, un palier à roulement est monté entre un carter du moteur afin de supporter un arbre rotatif. Il est souhaitable de mettre à la terre électrique l’arbre rotatif. En effet, lorsque l’arbre est en rotation, une différence de potentiel électrique peut apparaître entre l’arbre et le carter du moteur électrique, ce qui génère un potentiel électrique entre une bague intérieure du palier à roulement, solidaire de l’arbre, et une bague extérieure externe du palier à roulement, solidaire directement ou indirectement, du carter du moteur électrique. Le courant traversant les éléments du palier à roulement peut endommager lesdits éléments, notamment les chemins de roulement et les éléments roulants. Les décharges électriques peuvent également générer des vibrations et augmenter la nuisance sonore du moteur. Dans le but de remédier à ces inconvénients, il est connu de mettre à la terre ou à la masse l’arbre rotatif en utilisant une brosse ou un balai de mise à la terre comportant des fibres conductrices. La brosse de mise à la terre est généralement montée sur un carter du moteur électrique de telles sorte que les extrémités distales des fibres sont en contact radial avec la surface de l’arbre rotatif. Grace à la conductivité des fibres, la brosse est maintenue au même potentiel électrique que le carter du moteur électrique. Les bagues intérieures et extérieures du palier à roulement se retrouvent également au même potentiel électrique, ce qui réduit, voire supprime, les décharges électriques problématiques à travers le palier à roulement. Cependant, il est nécessaire de fabriquer des brosses de mise à la terre par taille et forme de l’arbre rotatif et du carter du moteur électrique. On connait, par le document US 2021/0021180 – A1, des ensembles de brosses de mise à la terre comprenant une brosse de mise à la terre comprenant une pluralité de fibres conductrices et une plaque de montage comprenant une bride annulaire entourant radialement la brosse de mise à la terre et une pluralité de languettes de retenue radiale et axiale de ladite brosse de mise à la terre. Un tel ensemble de brosses de mise à la terre n’est toutefois pas adapté pour les moteurs électriques comprenant un espace radial réduit entre le carter et l’arbre rotatif. Il existe un besoin de proposer un ensemble de brosses de mise à la terre capable de s’adapter à la variation de diamètres d’arbres et de carters utilisés dans les moteurs électriques, tout en étant adapté pour des moteurs électriques comprenant un espace radial réduit entre le carter et l’arbre rotatif. La présente invention a pour but de palier à ces inconvénients et de proposer un ensemble de brosses de mise à la terre amélioré. La présente invention a pour objet un ensemble de brosse de mise à la terre comprenant une brosse de mise à la terre et une plaque de montage de brosse configurée pour retenir axialement et radialement ladite brosse. Ladite brosse comprend un support et une pluralité de fibres individuelles conductrices montée dans ledit support. La plaque de montage comprend un corps principal radial délimité axialement par une première face frontale et par une deuxième face frontale et une pluralité de languettes de retenue axiale et radiale de ladite brosse, lesdites languettes étant circonférentiellement réparties autour du corps principal de la plaque de montage et s’étendant axialement depuis la deuxième face frontale du corps principal. La plaque de montage de brosse comprend au moins trois segments de montage s’étendant depuis une surface externe du corps principal radialement vers l’extérieur, lesdits segments de montage étant circonférentiellement répartis autour du corps principal de la plaque de montage, chacun des segments entourant localement le support de la brosse de mise à la terre en restant radialement à distance dudit support. Les languettes de maintien permettent de retenir axialement et radialement la brosse de mise à la terre. La forme particulière extérieure de la plaque de montage permet de s’adapter facilement à différents diamètres de l’arbre du moteur électrique. Le corps principal radial est, par exemple, délimité radialement par un alésage et une surface externe. Par exemple, le corps principal est annulaire. Par exemple, les segments de montage s’étendent axialement depuis la deuxième face frontale du corps principal, Avantageusement, le support de la brosse de mise à la terre est en appui axial contre la deuxième face frontale du corps principal de la plaque de montage. Ainsi, les languettes de maintien permettent de bloquer axialement le support de la brosse de mise à la terre contre la deuxième face frontale du corps principal de la plaque de montage. Avantageusement, les segments de montage sont régulièrement répartis autour de la circonférence du corps principal et sont espacés circonférentiellement les uns des autres. Par exemple les trois segments sont disposés à 120° les uns des autres. En variante, on pourrait prévoir que les segments de montage ne soient pas régulièrement répartis autour de la circonférence du corps principal. Les segments de montage ne sont pas régulièrement répartis autour de la circonférence de la plaque de montage. En effet, un segment de montage est décalé angulairement par rapport aux autres segments de montage. Par exemple, le nombre de languettes de maintien est identique au nombre de segments de montage, chaque languette étant disposée entre deux segments adjacents. Par exemple, le nombre de languettes de maintien axial est égal à huit. En variante, on pourrait prévoir un nombre différent de languettes de maintien axial, par exemple supérieur ou égal à trois. Par exemple, le nombre de languettes de maintien est différent du nombre de segments de montage. Par exemple, on pourrait prévoir un nombre de segments de montage égal à huit et un nombre de languettes de maintien axial égal à quatre. Par exemple, on pourrait prévoir un nombre de segments de montage supérieur à huit. Avantageusement, chaque languette de maintien comprend une portion axiale s’étendant axialement depuis la surface externe du corps principal axialement vers la brosse de mise à la terre et une lèvre ou crochet de retenue s’étendant depuis une extrémité de la portion axiale, du côté opposé au corps principal, radialement vers l’intérieur. La lèvre de retenue est destinée à retenir axialement la brosse de mise à la terre. Selon un mode de réalisation, chaque segment de montage comprend une surface axiale d’appui externe s’étendant axialement depuis la deuxième face frontale du corps principal, par exemple au-delà de la brosse de mise à la terre. La surface axiale d’appui externe est espacée radialement d’une distance radiale non nulle du support de la brosse de mise à la terre. Selon un mode de réalisation, chaque segment de montage comprend deux portions de liaison reliant ladite surface d’appui externe à la surface externe du corps principal, de manière à conférer à la plaque de montage une surface extérieure continue ondulée. Une telle forme extérieure de la plaque de montage améliore la résistance au serrage et réduit la déformation de la plaque. Avantageusement, la brosse de mise à la terre se présente sous la forme d’un anneau ouvert ou fermé. Par exemple, dans le cas d’un anneau ouvert, la brosse de mise à la terre comprend une première extrémité espacée circonférentiellement d’une seconde extrémité. La plaque de maintien peut être réalisée par emboutissage d’un matériau conducteur. Selon un second aspect, la présente invention concerne une machine ou moteur électrique comprenant un carter, un arbre et au moins un ensemble (20) de brosse de mise à la terre selon l’une quelconque des revendications précédentes monté radialement entre le carter et l’arbre, notamment sa surface cylindrique externe, et en contact radial avec ledit arbre, notamment par l’extrémité distale des fibres conductrices de la brosse. Brève description des figures La présente invention sera mieux comprise à l’étude de la description détaillée des modes de réalisation, pris à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels : est une vue en coupe axiale d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un mode de réalisation de l’invention monté radialement entre un arbre rotatif et un carter de moteur électrique ; est une vue en perspective de l’ensemble de brosse de mise à la terre de la ; est une vue de face de l’ensemble de brosse de mise à la terre de la ; est une vue en coupe selon l’axe IV-IV de l’ensemble de brosse de mise à la terre de la ; est une vue en coupe selon l’axe V-V de l’ensemble de brosse de mise à la terre de la ; est une vue de face d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; et est une vue de face d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Description détaillée de l’invention Dans la description qui suit, les termes « extérieur » et « intérieur » font référence à l’axe de rotation X-X de l’arbre rotatif, les parties intérieures sont plus proches de l’axe de rotation que les parties extérieures. Sur la est représentée, en coupe axiale, une partie d’un moteur 10 ou machine électrique comprenant un carter 12 fixe, un arbre rotatif 14, d’axe X-X, supporté radialement par un palier à roulement 16. Le moteur 10 comprend en outre un ensemble 20 de brosse de mise à la terre monté radialement entre l’alésage 12a du carter 12 et la surface cylindrique externe 14a de l’arbre rotatif 14. L’ensemble 20 de brosse de mise à la terre permet de dissiper en continu les charges électriques qui s’accumulent sur l’arbre 14 du moteur pendant le fonctionnement du moteur en les transférant vers le carter 12. En variante, on pourrait prévoir que l’ensemble 20 de brosse de mise à la terre permette de dissiper en continu les charges électriques qui s’accumulent dans le carter 12 en les transférant vers l’arbre 14. Le palier à roulement 16 comprend une bague intérieure 16a, solidaire de la surface externe 14a cylindrique de l’arbre 14, une bague extérieure 16b montée dans l’alésage 12a du carter 12 et une pluralité d’éléments roulants 16c disposés radialement entre lesdites bagues 16a, 16b. La bague extérieure 16b du palier à roulement 16 est maintenue axialement entre un épaulement 12b du carter 12 et un moyen de maintien axial 18, tel que par exemple un circlip. Les éléments roulants 16c sont ici des billes. En variante, on pourrait prévoir d’autres types d’éléments roulants, tels que par exemples des rouleaux cylindriques ou coniques, des aiguilles, etc… On pourrait également prévoir un palier à roulement de type palier lisse. Dans l’exemple illustré, la bague extérieure du palier à roulement et le carter sont deux éléments distincts. En variante, on pourrait prévoir que la bague extérieure du palier à roulement fasse partie du carter du moteur. L’ensemble 20 de brosse de mise à la terre a une forme générale annulaire, disposée radialement autour de l’arbre 14. Tel qu’illustré en détails sur les figures 2 à 5, l’ensemble 20 de brosse de mise à la terre comprend une brosse 30 et une plaque de montage 40 de brosse configurée pour retenir axialement et radialement ladite brosse 30. La brosse 30 comprend une pluralité de fibres individuelles conductrices 31 disposées circonférentiellement autour de l’arbre 14. Les fibres conductrices 31 peuvent être réalisées en carbone, acier inoxydable, plastique conducteurs, tels que des fibres acryliques ou en nylon. La brosse 30 comprend en outre un organe de maintien ou support 32 sensiblement annulaire, dans lequel sont montées les fibres conductrices 31. L’organe de maintien 32 comprenant une portion axiale 32a et deux portions latérales 32b, 32c s’étendant radialement vers l’intérieur afin de serrer les fibres conductrices 31. La portion axiale 32a et les deux portions latérales 32b, 32c délimitent un canal présentant, en coupe, une forme de U dans lequel est située une extrémité des fibres conductrices 31. Dans l’exemple illustré, et de manière nullement limitative, les portions latérales 32b, 32c s’étendent selon une direction sensiblement inclinée. Tel qu’illustré sur les figures 4 et 5, les fibres conductrices 31 sont pliées autour d’un fil de liaison 33. L’extrémité distale libre 31a des fibres conductrices 31 est en contact radial avec la surface extérieure 14a de l’arbre 14. La brosse de mise à la terre 30 se présente sous la forme d’un anneau ouvert comprenant une première extrémité 30a espacée circonférentiellement d’une seconde extrémité 30b, tel que visible sur les figures 2 et 3. Un tel espacement circonférentiel entre deux extrémités de la brosse 30 permet à la brosse de s’adapter à différent diamètre de l’arbre 14. En effet, il est possible de modifier le diamètre de la brosse 30 en appliquant une force radiale et/ou circonférentielle à ladite brosse. De manière générale, la première extrémité 30a de la brosse 30 et la deuxième extrémité 30b ne sont pas fixées l’une à l’autre, mais peuvent être en contact l’une sur l’autre. En variante, la première extrémité 30a de la brosse 30 et la deuxième extrémité 30b peuvent être fixées l’une à l’autre. La plaque de montage 40 de la brosse 30 comprend un corps principal radial annulaire 42 délimité axialement par une première face frontale 41a et une deuxième face frontale 41b et radialement par un alésage 42a et une surface extérieure 42b. La plaque de montage 40 comprend en outre une pluralité de segments de montage 44 s’étendant depuis la surface extérieure 42b du corps principal radialement vers l’extérieur et axialement depuis la deuxième face frontale 41b, comme dans l’exemple illustré. En variante, les segments pourraient s’étendre axialement depuis la première face frontale 41a. de manière générale, les segments 44 s’étendent axialement dans la même direction que les languettes 46. Chaque segment de montage 44 comprend une surface d’appui extérieure 44a entourant radialement localement le support 32 de la brosse de mise à la terre. Tel qu’illustré, la surface d’appui extérieure 44a s’étend axialement au-delà de la brosse 30 de mise à la terre. En variante, on pourrait prévoir que la surface d’appui extérieure 44a ne s’étende pas axialement au-delà de la brosse 30 de mise à la terre. Tel qu’illustré, chaque segment de montage 44 comprend deux portions de liaison 44b reliant chaque surface d’appui extérieure 44a à la surface extérieure 42b du corps principal 42. Dans l’exemple illustré, la surface d’appui extérieure 44a de chaque segment de montage 44 est reliée à la surface extérieure 42b du corps principal 42 par deux portions de liaison 44b de manière à conférer à la plaque de montage 40 une surface extérieure continue ondulée Ainsi, la résistance au serrage se trouve améliorée par rapport à une forme ajourée. En variante, on pourrait prévoir que la plaque de montage soit dépourvue de portions de liaison 44b. La surface d’appui extérieure 44a de chaque segment de montage 44 est espacée radialement de la portion axiale 32a de l’organe de maintien 32 de la brosse d’une distance radiale d non nulle. Chaque segment de montage 44 présente ici une forme générale parallélépipédique. En variante, on pourrait prévoir une autre forme, par exemple circulaire. Tel qu’illustré sur les figures 2 et 3, les segments de montage 44 sont régulièrement répartis autour de la circonférence du corps principal 42 et sont espacées circonférentiellement les uns des autres. En variante, on pourrait prévoir que les segments de montage 44 ne soient pas régulièrement répartis autour de la circonférence du corps principal 42. Tel qu’illustré, le nombre de segments de montage 44 est égal à huit. En variante, on pourrait prévoir un nombre différent de segments de montage 44, par exemple supérieur ou égal à trois. La plaque de montage 40 comprend en outre une pluralité de languettes 46 ou pattes de maintien s’étendant axialement depuis la deuxième face frontale 41b du corps principal 42. Les pattes de maintien 46 permettent de retenir axialement et radialement la brosse 30 de mise à la terre. Chaque patte de maintien 46 comprend une portion axiale 46a s’étendant axialement depuis la surface extérieure 42b du corps principal axialement depuis la deuxième face frontale et une lèvre ou crochet de retenue 46b s’étendant depuis une extrémité de la portion axiale 46a, du côté opposé au corps principal 42, radialement vers l’intérieur. La lèvre de retenue 46b est destinée à retenir axialement la brosse 30 de mise à la terre. La lèvre de retenue 46b est en contact axial avec une des portions latérales 32b du support 32. Le support 32 de la brosse 30 de mise à la terre est maintenu axialement en appui contre la deuxième face frontale 41b du corps principal 42 de la plaque de montage. La portion axiale 46a de chaque patte de maintien 46 entoure localement radialement le support 32 de la brosse 30 et est en contact radial avec la portion axiale 32a dudit support 32. Tel qu’illustré sur les figures 2 et 3, les pattes de maintien axial 46 sont régulièrement répartis autour de la circonférence du corps principal 42 et sont espacées circonférentiellement les uns des autres. En variante, on pourrait prévoir que les pattes de maintien axial 46 ne soient pas régulièrement répartis autour de la circonférence du corps principal 42. Tel qu’illustré, une patte de maintien axial 46 est située entre deux segments de montage 44 adjacents. Tel qu’illustré, le nombre de pattes de maintien axial 46 est égal à huit. En variante, on pourrait prévoir un nombre différent de pattes de maintien axial 46, par exemple supérieur ou égal à trois. Tel qu’illustré, le nombre de pattes de maintien axial 46 est identique au nombre de segments de montage 44. En variante, on pourrait prévoir un nombre de pattes de maintien axial 46 différent du nombre de segments de montage 44. Dans l’exemple illustré, la plaque de montage 40 présente une surface extérieure continue ondulée. La plaque de montage 40 est réalisée par emboutissage. La plaque de montage 40 est réalisée en matériau conducteur, tel que par exemple en aluminium, acier inoxydable, bronze, cuivre ou autre matériau. Le mode de réalisation illustré sur la , dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références, diffère du mode de réalisation précédent par le fait que le nombre de pattes de maintien axial 46 est différent du nombre de segments de montage 44. Tel qu’illustré sur la , le nombre de segments de montage 44 est égal à huit et le nombre de pattes de maintien axial 46 est égal à quatre. Les pattes de maintien axial 46 sont régulièrement réparties autour de la circonférence de la plaque de montage 40. Le mode de réalisation illustré sur la , dans lequel les mêmes éléments portent les mêmes références, diffère du mode de réalisation illustré sur les figures 2 à 5 par le fait que le nombre de segments de montage 44 est égal à trois. Tel qu’illustré sur la , un segment de montage 44 est décalé angulairement par rapport aux autres segments de montage. En variante, on pourrait prévoir que les segments de montage soient disposés à 120° les uns des autres. Tel qu’illustré sur la , le nombre de pattes de maintien axial 46 est égal à trois, chaque patte étant disposée entre deux segments de montage 44 adjacents. Un tel ensemble de brosse de mise à la terre est facile à fabriquer par emboutissage, capable de s’adapter à la variation de diamètres d’arbres et de carters utilisés dans les moteurs électriques, tout en étant adapté pour des moteurs électriques comprenant un espace radial réduit entre le carter et l’arbre rotatif. Ensemble (20) de brosse de mise à la terre comprenant une brosse (30) de mise à la terre et une plaque de montage (40) de brosse configurée pour retenir axialement et radialement ladite brosse (30), ladite brosse (30) comprenant un support (32) et une pluralité de fibres individuelles conductrices (31) montée dans ledit support (32), la plaque de montage (40) comprenant un corps principal radial (42) délimité axialement par une première face frontale (41a) et par une deuxième face frontale (41b), et une pluralité de languettes (46) de retenue axiale et radiale de ladite brosse (30), lesdites languettes (46) étant circonférentiellement réparties autour du corps principal (42) de la plaque de montage (40) et s’étendant axialement depuis la deuxième face frontale (41b) du corps principal (42), caractérisé en ce que la plaque de montage (40) de brosse comprend au moins trois segments de montage (44) s’étendant depuis une surface extérieure (42b) du corps principal (42) radialement vers l’extérieur, lesdits segments de montage (44) étant circonférentiellement répartis autour du corps principal (42) de la plaque de montage (40), chacun des segments (44) entourant localement le support (32) de la brosse (30) de mise à la terre en restant radialement à distance dudit support (32). Ensemble (20) selon la revendication 1, dans lequel le support (32) de la brosse de mise à la terre (30) est en appui axial contre la deuxième face frontale (41b) du corps principal (42) de la plaque de montage (40). Ensemble (20) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les segments de montage (44) sont régulièrement répartis autour du corps principal (42) et sont espacés circonférentiellement les uns des autres. Ensemble (20) l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le nombre de languettes de maintien (46) est identique au nombre de segments de montage (44), chaque languette étant disposée entre deux segments adjacents. Ensemble (20) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le nombre de languettes de maintien (46) est différent du nombre de segments de montage (44). Ensemble (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque segment de montage (44) comprend une surface axiale d’appui extérieure (44a) s’étendant axialement depuis la deuxième face frontale (41b) du corps principal (42), la surface axiale d’appui extérieure (44a) étant espacée radialement d’une distance radiale (d) non nulle du support (32) de la brosse (30) de mise à la terre. Ensemble (20) selon la revendication 6, dans lequel chaque segment de montage (44) comprend deux portions de liaison (44b) reliant ladite surface d’appui extérieure (44a) à la surface extérieure (42b) du corps principal (42). Ensemble (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la brosse de mise à la terre (30) se présente sous la forme d’un anneau ouvert ou fermé. Ensemble (20) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la plaque de maintien (44) est réalisée par emboutissage d’un matériau conducteur. Machine électrique (10) comprenant un carter (12), un arbre (14) et au moins un ensemble (20) de brosse de mise à la terre selon l’une quelconque des revendications précédentes monté radialement entre le carter (12) et l’arbre (14), et en contact radial avec ledit arbre.