Brevet FR3121800A1 — publié le 20221014

Machine électrique (10) comprenant une partie non tournante (12), une partie tournante (14), au moins un roulement (15) supportant ladite partie tournante (14) et une brosse de masse (18) fixée à ladite partie non tournante (12), ledit roulement (15) comprenant une bague tournante (16) et une bague non tournante (17), et ladite brosse de masse (18) étant fixée à la partie non tournante (12) et présentant une extrémité libre (19b) s'étendant vers la bague tournante (16) du roulement (15). La machine électrique (10) comprend une couche conductrice (24) recouvrant au moins partiellement une surface (16b, 16c) de la bague tournante (16) du roulement (15), l'extrémité libre (19b) de la brosse de masse (18) étant en contact avec ladite couche (24). Référence : figure 1 Machine électrique comportant une couche conductrice Domaine technique de l’invention La présente invention concerne une machine électrique tournante comportant une brosse de masse, notamment une brosse de masse en fibres. Les machines tournantes comprennent de manière générale un boîtier et un arbre tournant supporté par au moins un roulement. L'alimentation électrique des machines tournantes génère une différence de potentiel électrique entre l'arbre et le boîtier, qui crée quant à elle un potentiel électrique entre une bague de roulement intérieure reliée à l'arbre et une bague de roulement extérieure reliée au châssis de la machine. La différence de potentiel entre les bagues de roulement intérieure et extérieure peut entraîner une décharge de courant à travers le roulement. Le courant qui passe à travers le roulement peut endommager les chemins de roulement et les éléments roulants dudit roulement. Des décharges électriques peuvent également créer des vibrations qui augmentent le bruit acoustique de la machine. Etat de la technique antérieure Il est connu de mettre à la masse un arbre tournant en utilisant une brosse de masse, une conception de brosse pouvant comporter des fibres conductrices. La brosse de masse est généralement montée sur le châssis de la machine de telle manière que les extrémités distales des fibres entrent en contact radial avec la surface extérieure de l'arbre tournant. La conductivité des fibres crée un trajet électrique parallèle et permet ainsi de maintenir l'arbre au même potentiel électrique que le châssis de la machine. Cela permet également de maintenir les bagues intérieure et extérieure du roulement qui supporte l'arbre au même potentiel électrique et de réduire considérablement les décharges électriques à travers le roulement. Cependant, même lorsqu'on utilise ce type de brosse de masse, la résistance de la surface de l'arbre augmente au cours du temps en raison de la modification électrique de la surface de l'arbre. En effet, pendant la durée de vie du moteur, une oxydation peut se produire à la surface de l'arbre, par exemple en raison de la chaleur, de l'humidité, du passage du courant électrique ou des frottements. Du fait de cette modification de la surface de l'arbre, la brosse de masse aura une résistance et une tension de claquage plus élevées que celles du roulement et ne sera peut-être plus en mesure de créer un trajet parallèle au courant. Le courant va alors passer à travers le roulement et provoquer un endommagement important du roulement, voire sa destruction. Il est donc nécessaire de protéger la surface extérieure de la pièce tournante afin d'éviter toute modification pendant la durée de vie du moteur. Afin de réduire le risque d'oxydation de la surface extérieure de l'arbre, et ainsi rendre maximale sa conductivité, il est connu d'appliquer un revêtement constitué d'une résine, telle que de l'époxy, sur la surface extérieure de l'arbre. Cependant, un revêtement de ce type présente une faible dureté et peut être endommagé ou enlevé par le glissement de la brosse de masse. Le but de la présente invention est d'améliorer la protection de la surface de glissement de la pièce tournante. Un objet particulier de la présente invention est de fournir une machine électrique comprenant une partie non tournante, une partie tournante, au moins un roulement supportant ladite partie tournante et une brosse de masse fixée à ladite partie non tournante. Ledit roulement comprend une bague tournante et une bague non tournante. Ladite brosse de masse est fixée à la partie non tournante et présente une extrémité libre, s'étendant vers la bague tournante du roulement. La machine électrique comprend en outre une couche conductrice recouvrant au moins partiellement une surface de la bague tournante du roulement, l'extrémité libre de la brosse de masse étant en contact avec ladite couche conductrice. La couche conductrice agit comme une surface de glissement dédiée intégrée destinée à le brosse de masse, assure une résistance de contact minimale au fil du temps et évite une modification de la surface de glissement au cours du temps. Dans un mode de réalisation, le brosse de masse peut être une brosse pleine à ressort faite d'un matériau conducteur, comme par exemple du graphite, une poudre métallique, etc. Dans un autre mode de réalisation, le brosse de masse peut être un feutre conducteur. Dans un mode de réalisation, le brosse de masse peut être un polymère comportant une couche électriquement conductrice ou une charge conductrice, comme par exemple un joint contenant du carbone chargé dans la matrice polymère ou un joint en PTFE doté d'un revêtement conducteur. Dans un mode de réalisation, le brosse de masse peut être une brosse en fibres comprenant un support fixé à la partie non tournante et une pluralité de fibres conductrices présentant une première extrémité fixée audit support et une seconde extrémité libre, opposée à ladite première extrémité. A titre d'exemple, la seconde extrémité libre des fibres conductrices de la brosse de masse en fibres est en contact avec la couche conductrice. A titre d'exemple, les fibres s'étendent vers la bague tournante du roulement. Selon un mode de réalisation, la bague tournante comprend une partie axiale s'étendant axialement au-delà d'une face latérale de la bague non tournante, et la couche conductrice recouvre au moins une surface cylindrique de ladite partie axiale, par exemple la surface extérieure ou la surface intérieure. Dans un mode de réalisation, la brosse s'étend radialement vers la surface cylindrique de la bague tournante du roulement recouvert de la couche conductrice. L'extrémité libre de la brosse conductrice est en contact radial avec la couche conductrice. Selon un mode de réalisation, la couche conductrice recouvre une face latérale de la bague tournante du roulement. A titre d'exemple, la brosse s'étend dans une direction inclinée vers la face latérale de la bague tournante du roulement recouvert de la couche conductrice. L'extrémité libre de la brosse conductrice est en contact axial avec la couche conductrice. Avantageusement, la couche conductrice est appliquée par métallisation sur la bague tournante du roulement. A titre d'exemple, la couche conductrice est faite d'un matériau métallique choisi dans un premier groupe de matériaux nobles comprenant l'or, l'argent, le platine. A titre d'exemple, la couche conductrice est faite d'un matériau métallique choisi dans un second groupe de matériaux corrodables comprenant l'étain ou le nickel. A titre d'exemple, la bague tournante peut être entièrement recouverte de la couche conductrice. A titre d'exemple, la bague tournante est la bague intérieure et la bague non tournante est la bague extérieure du roulement. A titre d'exemple, la pièce tournante est un arbre et la pièce non tournante est un boîtier. Brève description des figures La présente invention et ses avantages seront mieux compris à l'examen de la description détaillée de modes de réalisation spécifiques donnés à titre non limitatif d'exemples et illustrés par les dessins annexés, sur lesquels : est une vue schématique en coupe transversale d'une machine électrique comportant une couche conductrice selon un premier mode de réalisation de l'invention ; et est une vue schématique en coupe transversale d'une machine électrique comportant une couche conductrice selon un second mode de réalisation de l'invention. Machine électrique (10) comprenant une partie non tournante (12), une partie tournante (14), au moins un roulement (15) supportant ladite partie tournante (14) et une brosse de masse (18) fixée à ladite partie non tournante (12), ledit roulement (15) comprenant une bague tournante (16) et une bague non tournante (17), et ladite brosse de masse (18) étant fixée à la partie non tournante (12) et présentant une extrémité libre s'étendant vers la bague tournante (16) du roulement (15), caractérisée en ce que la machine électrique (10) comprend en outre une couche conductrice (24) recouvrant au moins partiellement une surface (16b, 16c) de la bague tournante (16) du roulement (15), l'extrémité libre (19b) de la brosse de masse (18) étant en contact avec ladite couche conductrice (24). Machine électrique (10) selon la revendication 1, dans laquelle la bague tournante (16) comprend une partie axiale (16f) s'étendant axialement au-delà d'une face latérale (17c, 17d) de la bague non tournante (17), et la couche conductrice (24) recouvre au moins une surface cylindrique de ladite partie axiale (16f). Machine électrique (10) selon la revendication 2, dans laquelle l'extrémité libre (19b) de la brosse de masse en fibres (18) est en contact radial avec la couche conductrice (24). Machine électrique (10) selon la revendication 1, dans laquelle la couche conductrice (24) recouvre une face latérale (16c) de la bague tournante (16) du roulement (15). Machine électrique (10) selon la revendication 4, dans laquelle la brosse (18) s'étend dans une direction inclinée vers la face latérale (16c) de la bague tournante (16) du roulement (15) recouverte de la couche conductrice (24) et est en contact axial avec ladite couche (24). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche conductrice (24) est appliquée par métallisation sur la bague tournante (16) du roulement (15). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la couche conductrice (24) est faite d'un matériau métallique choisi dans un premier groupe de matériaux nobles comprenant l'or, l'argent, le platine. Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la couche conductrice (24) est faite d'un matériau métallique choisi dans un second groupe de matériaux corrodables comprenant l'étain ou le nickel. Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la bague tournante est entièrement recouverte de la couche conductrice (24). Machine électrique (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la bague tournante (16) du roulement (15) est la bague intérieure et la bague non tournante (17) est la bague extérieure du roulement (15).