Brevet FR3147058A1 — publié le 20240927

[Ensemble de brosse de mise à la terre] L’ensemble 20 de brosse de mise à la terre comprend une brosse 30 de mise à la terre pourvue d’une pluralité de fibres conductrices 31 et d’un support 32 à l’intérieur duquel sont montées les fibres conductrices, et une plaque de montage 40 de brosse qui est solidaire du support 32 de la brosse, la plaque de montage 40 comprenant une pluralité de languettes 44 de retenue du support 32 de la brosse, une portion radiale 42 et une pluralité de pattes 46 qui s’étendent à partir de la portion radiale et qui définissent le diamètre extérieur de la plaque de montage 40. Au moins une déformation locale 50 est formée sur une des pattes 46 de la plaque de montage et s’étend radialement vers l’intérieur. Référence : Figure 3 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 antérieure Dans un moteur ou une machine électrique, au moins un palier à roulement est monté entre le carter du moteur ou de la machine électrique et l’arbre rotatif afin de supporter cet arbre. En fonctionnement lorsque l’arbre est en rotation, une différence de potentiel électrique peut apparaître entre celui-ci et le carter du moteur ou de la machine électrique, ce qui génère un courant électrique entre la bague intérieure du palier à roulement qui est solidaire de l’arbre, et la bague extérieure solidaire du carter. Le courant électrique traversant les composants du palier à roulement peut endommager ces composants, notamment les éléments roulants et les chemins de roulement ménagés sur les bagues intérieure et extérieure. Les décharges électriques peuvent également générer des vibrations. Pour 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 dans l’alésage du carter du moteur électrique de telle sorte que les extrémités libres des fibres sont en contact radial avec la surface extérieure 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. On connait, par le document US-A1-2021/0021180, un ensemble de brosse de mise à la terre comprenant une brosse de mise à la terre pourvue d’une pluralité de fibres conductrices, d’un support à l’intérieur duquel sont montées les fibres conductrices, et d’une plaque de montage annulaire comprenant une pluralité de languettes de retenue radiale et axiale du support et une bride extérieure annulaire entourant radialement ladite brosse et les languettes. Les languettes sont formées par découpe et déformations plastiques d’une portion radiale de la plaque de montage qui est axialement en appui avec le support. Classiquement, pour réaliser le montage de l’ensemble de brosse à l’intérieur de l’alésage du carter du moteur électrique, on utilise un outil cylindrique qui est introduit radialement entre le support de la brosse et la bride extérieure de la plaque de montage et qui vient axialement en appui contre la portion radiale de la plaque de montage. Pour un moteur électrique présentant un encombrement radial réduit entre le carter et l’arbre rotatif, il n’est plus possible de placer l’outil de cette façon pour réaliser le montage de l’ensemble de brosse compte tenu de la distance radiale réduite entre d’une part la bride de la plaque de montage et d’autre part le support et les languette de retenue de celle-ci. Il n’est pas non plus possible de venir appuyer avec l’outil contre l’extrémité libre de la bride extérieure de la plaque de montage de l’ensemble de brosse dans la mesure où son épaisseur est aussi réduite compte tenu de la compacité radiale entre le carter et l’arbre rotatif. Il n’est pas non plus envisageable d’appliquer l’outil de montage contre l’extrémité des languettes de retenue de la plaque de montage de l’ensemble de brosse afin d’éviter une déformation du support et des fibres conductrices de la brosse. On comprend qu’il existe un besoin de proposer un ensemble de brosse de mise à la terre adapté pour des moteurs électriques présentant un espace radial réduit entre le carter et l’arbre rotatif. L’invention concerne un ensemble de brosse de mise à la terre comprenant une brosse de mise à la terre pourvue d’une pluralité de fibres conductrices et d’un support à l’intérieur duquel sont montées les fibres conductrices. L’ensemble comprend également une plaque de montage de brosse qui est solidaire du support de la brosse. La plaque de montage comprend une pluralité de languettes de retenue du support de la brosse, une portion radiale et une pluralité de pattes qui s’étendent à partir de la portion radiale, qui sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, qui sont décalées radialement vers l’extérieur par rapport aux languettes de retenue et qui définissent le diamètre extérieur de la plaque de montage. Selon une caractéristique générale, au moins une déformation locale est formée sur une des pattes de la plaque de montage et s’étend radialement vers l’intérieur. Ladite déformation permet d’augmenter localement la surface de contact entre la plaque de montage et l’outil utilisé lors du montage de l’ensemble de brosse à l’intérieur de l’alésage du carter du moteur électrique. Ainsi, on limite lors du montage le risque de déformation de ladite patte de la plaque de montage. En outre, l’effort axial appliqué sur la plaque de montage est situé dans une zone éloignée du support et des fibres conductrices. Le support et les fibres conductrices ne sont donc pas déformées au montage. Avec une telle solution, il est possible d’obtenir un ensemble de brosse d’encombrement radial réduit. Par ailleurs, ladite déformation locale de la plaque de montage peut également remplir une fonction d’anti-rotation de l’ensemble en prévoyant sur l’alésage du carter du moteur électrique associé une protubérance de forme correspondante. Selon une conception, ladite déformation locale s’étend à partir de l’extrémité libre de la patte associée de la plaque de montage. Ladite déformation locale peut être formée sur une partie de la longueur de la patte associée de la plaque de montage. Alternativement, ladite déformation locale peut être formée sur toute la longueur de la patte associée de la plaque de montage. Cela permet de renforcer la rigidité de la patte. Selon une autre conception, ladite déformation locale reste axialement à distance de l’extrémité libre de la patte associée de la plaque de montage. Ladite déformation locale peut se présenter sous la forme d’un creux orienté radialement vers l’extérieur. Dans un mode de réalisation, une pluralité de déformations locales est formée sur les pattes de la plaque de montage, les déformations locales s’étendant chacune radialement vers l’intérieur et étant décalées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. De préférence, les déformations locales sont formées chacune sur une patte de la plaque de montage qui lui est propre. Dans un mode de réalisation, les languettes de retenue de la plaque de montage s’étendent à partir de la portion radiale. Alternativement, les languettes de retenue de la plaque de montage peuvent s’étendre d’une autre portion de la plaque de montage. Dans un mode de réalisation, le support et la plaque de montage sont deux pièces distinctes. Alternativement, le support et la plaque de montage peuvent être réalisés monoblocs. Dans un mode de réalisation, la portion radiale de la plaque de montage est axialement en appui contre le support de la brosse. Alternativement, une autre portion radiale de la plaque de montage pourrait être axialement en appui contre le support de la brosse. L’invention concerne également un moteur électrique comprenant un carter, un arbre et au moins un ensemble de brosse de mise à la terre tel que défini précédemment et monté radialement entre le carter et l’arbre, les fibres conductrices de la brosse dudit ensemble étant en contact avec l’arbre. Brève description des figures La présente invention sera mieux comprise à l’étude de la description détaillée de 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 monté radialement entre un arbre rotatif et un carter de moteur électrique, sont des vues en perspective d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un premier exemple de réalisation de l’invention, est une vue de face de l’ensemble de brosse de mise à la terre des figures 2 et 3, est une vue en coupe selon l’axe V-V de la , est une vue en coupe selon l’axe VI-VI de la , est une vue en coupe d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un deuxième exemple de réalisation de l’invention, et est une vue en perspective de l’ensemble de brosse de mise à la terre de la . Description détaillée de l’invention 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 16 à roulement. Le palier est ici du type à billes. Alternativement, il est possible de prévoir d’autres éléments roulants, ou encore un palier lisse. 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 référence aux figures 2 à 5, il va maintenant être décrit un ensemble 20 de brosse de mise à la terre selon un premier exemple. L’ensemble 20 de brosse de mise à la terre présente une forme générale annulaire. L’ensemble 20 comprend 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. La brosse 30 comprend une pluralité de fibres individuelles conductrices 31 destinées à venir autour de l’arbre rotatif du moteur. Les fibres conductrices 31 peuvent être réalisées en carbone, acier inoxydable, plastiques conducteurs, tels que des fibres acryliques ou en nylon. La brosse 30 comprend en outre un organe de maintien ou support 32 à l’intérieur duquel sont montées les fibres conductrices 31. Dans l’exemple de réalisation illustré, le support 32 se présente sous la forme d’un anneau ouvert. Le support 32 peut être réalisé par découpe et emboutissage. Le support 32 est réalisé en matériau électriquement conducteur, tel que par exemple en aluminium, acier inoxydable, bronze, cuivre ou autre matériau. Alternativement, le support 32 peut être réalisé en matériau électriquement non conducteur avec un revêtement conducteur ou une peinture conductrice. Comme illustré plus visiblement à la , le support 32 comprenant une portion de montage 34 axiale et deux flancs latéraux 36, 38 opposés s’étendant à partir de la portion de montage 34 vers l’intérieur et enserrant axialement les fibres conductrices 31. Les fibres conductrices 31 sont axialement en appui de part et d’autre contre les flancs latéraux 36, 38. La portion de montage 34 et les deux flancs latéraux 36, 38 délimitent un canal ouvert radialement du côté intérieur et à l’intérieur duquel sont situées en partie les fibres conductrices 31. Dans l’exemple illustré, les fibres conductrices 31 sont pliées autour d’un fil de liaison 39 du support 32. L’extrémité distale libre des fibres conductrices 31 est destinée à venir en contact radial avec la surface extérieure de l’arbre rotatif du moteur. L’extrémité proximale des fibres conductrices 31 est en contact radial avec la portion de montage 34 du support. Le flanc latéral 36 prolonge une extrémité de la portion de montage 34 et le flanc latéral 38 prolonge l’extrémité opposée de celle-ci. Les flancs latéraux 36, 38 s’étendent obliquement vers l’intérieur à partir de la portion de montage 34. Les flancs latéraux 36, 38 sont symétriques entre eux par rapport à un plan radial médian du support 32. La portion de montage 34 s’étend ici axialement. Alternativement, la portion de montage 34 pourrait s’étendre obliquement. Alternativement, les flancs latéraux 36, 38 pourraient ne pas être symétriques. La brosse 30 se présente sous la forme d’un anneau ouvert comprenant une première extrémité espacée circonférentiellement d’une seconde extrémité circonférentiellement en regard de la première extrémité, tel que notamment visible sur les figures 2 à 4. Un tel espacement circonférentiel entre deux extrémités de la brosse 30 permet à la brosse de s’adapter à différents diamètres de l’arbre du moteur. De manière générale, la première extrémité de la brosse 30 et la seconde extrémité ne sont pas fixées l’une à l’autre, mais peuvent être en contact l’une sur l’autre. En variante, il reste possible de fixer l’une à l’autre la première extrémité et la seconde extrémité de la brosse 30. La plaque de montage 40 de la brosse comprend une portion radiale 42 annulaire, et une pluralité de languettes 44 de retenue axiale et radiale de la brosse 30 s’étendant à partir de la portion radiale 42. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, la plaque de montage 40 comprend également une pluralité de pattes 56 s’étendant à partir de la portion radiale 42 et espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. La plaque de montage 40 est réalisée par découpe et emboutissage. La plaque de montage 40 est réalisée en matériau conducteur, tel que par exemple en aluminium, acier inoxydable, bronze, cuivre ou autre matériau. Alternativement, la plaque de montage 40 peut être réalisée en matériau électriquement non conducteur avec un revêtement conducteur ou une peinture conductrice. La portion radiale 42 de la plaque de montage est axialement en appui contre le support 32 de la brosse 30. Plus précisément, la portion radiale 42 est axialement en appui contre le flanc latéral 36 du support. Les languettes 44 sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, ici de manière régulière. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir un espacement circonférentiel irrégulier. Dans l’exemple de réalisation illustré, les languettes 44 sont au nombre de huit. Alternativement, il est possible de prévoir un nombre supérieur ou encore inférieur de languettes 46. Il est possible de prévoir deux languettes 46, ou au moins quatre languettes. De préférence, le nombre de languettes 46 est au moins égal à deux. Chaque languette 44 s’étend axialement en saillie par rapport à la portion radiale 42. Chaque languette 44 entoure localement radialement le support 32 de la brosse 30 et est en contact radial avec la portion de montage 34 dudit support. Le support 32 est maintenu axialement en appui contre la portion radiale 42 de la plaque de montage par les languettes 44. Les languettes 44 permettent de retenir axialement et radialement la brosse 30 de mise à la terre. Le flanc latéral 36 du support est en appui contre la portion radiale 42 de la plaque de montage et le flanc latéral 38 est en appui contre les languettes 44. Les languettes 44 sont ici identiques entre elles. Chaque languette 44 comprend une portion axiale 44a s’étendant axialement à partir de la portion radiale 42, entourant localement radialement le support 32 et est en contact radial avec celui-ci, et une portion repliée 44b radialement vers l’intérieur qui est prévue à l’extrémité libre de la portion axiale. La portion repliée 44b de chaque languette permet de retenir axialement le support 32 de la brosse 30 de mise à la terre. La portion repliée 44b de chaque languette est en contact axial contre le flanc latéral 38 du support. Chaque patte 46 de la plaque de montage prolonge axialement la portion radiale 42. Les pattes 46 s’étendent axialement à partir d’un bord de grand diamètre de la portion radiale 42. Les pattes 46 s’étendent ici axialement du même côté que les languettes 44. Alternativement, les pattes 46 pourraient s’étendre axialement du côté opposé. Chaque patte 46 entoure localement radialement le support 32 de la brosse 30 en restant à distance de celui-ci. Les pattes 46 sont décalées radialement vers l’extérieur en partie par rapport aux languettes 44. Les pattes 46 sont ici identiques entre elles. Les pattes 46 définissent le diamètre extérieur de la plaque de montage 40. Chaque patte 46 s’étend ici axialement. Alternativement, les pattes 46 pourraient s’étendre obliquement. Chaque patte 46 se présente sous la forme d’une portion de cylindre. L’alésage de de chaque patte 46 est espacé radialement du support 32 d’une distance radiale non nulle. Les surfaces extérieures des pattes 46 définissent le diamètre extérieur de la plaque de montage 40. Les pattes 46 permettent le centrage de la plaque de montage après montage dans l’alésage du carter du moteur électrique associé. Comme illustré aux figures 2 à 4, les pattes 46 sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, ici de manière régulière. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir un espacement circonférentiel irrégulier. Chaque patte 46 est située dans le sens circonférentiel entre deux languettes 44 immédiatement successives. Chaque patte 46 est espacée dans le sens circonférentiel des deux languettes 44 immédiatement adjacentes. Chaque patte 46 présente ici une dimension circonférentielle supérieure à celle des languettes 44. La plaque de montage 40 comprend encore une pluralité de déformations 50 locales qui sont formées sur les pattes 46 et s’étendent radialement vers l’intérieur. Chaque déformation 50 locale est située ici sur une patte 46 qui lui est propre. Autrement dit, une seule déformation 50 locale est prévue par patte 46. Chaque déformation 50 locale s’étend radialement vers l’intérieur à partir de la surface extérieure de la patte 46 associée. Chaque déformation 50 locale est formée par repoussage local de la matière de la patte 46 associée radialement vers l’intérieur. Chaque déformation 50 locale forme sur la patte 46 associée une dépression ou creux orienté radialement vers l’extérieur. Chaque déformation 50 locale ne débouche pas radialement sur l’alésage de la patte 46 associée. Chaque déformation 50 locale fait saillie vers l’intérieur par rapport au reste de la patte 46 associée. Dans l’exemple de réalisation illustré, chaque déformation 50 locale s’étend axialement à partir de l’extrémité libre 46a de la patte 46 associée. Chaque déformation 50 locale s’étend axialement sur une partie de la longueur de la patte 46 associée. Chaque déformation 50 locale reste axialement à distance de la portion radiale 42. Les déformations 50 locales sont ici identiques entre elles. Les déformations 50 locales sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, ici de manière régulière. Alternativement, il pourrait être possible de prévoir un espacement circonférentiel irrégulier. Dans l’exemple de réalisation illustré, les déformations 50 sont au nombre de quatre. Alternativement, il est possible de prévoir un nombre supérieur ou encore inférieur de déformations 50. Il est par exemple possible de prévoir une unique déformation ou encore au moins deux déformations de préférence diamétralement opposées ou au moins quatre déformations 50. Il est également possible de prévoir plus d’une déformation 50 par patte. Pour réaliser le montage de l’ensemble 10 de brosse à l’intérieur de l’alésage du carter du moteur électrique associé, on utilise un outil 52 de montage cylindrique, représenté partiellement en pointillés sur la , qui est amené axialement en appui contre les extrémités libres 46a des pattes pour pouvoir pousser axialement l’ensemble 10. Les déformations 50 locales permettent d’augmenter les surfaces de contact entre les pattes 46 de la plaque de montage et l’outil, ce qui permet de pouvoir monter aisément l’ensemble 10 de brosse à l’intérieur du carter du moteur électrique associé et sans déformation du support 32 et des fibres conductrices 31. L’exemple de réalisation illustré aux figures 7 et 8, sur lesquelles les éléments identiques portent les mêmes références, diffère du premier exemple illustré en ce que les déformations 50 locales de la plaque de montage s’étendent axialement sur la totalité de la longueur de la patte 46 associée. Les déformations 50 locales s’étendent à partir de l’extrémité libre 46a de la patte associée jusqu’à la portion radiale 42. Dans les exemples de réalisation illustrés, chaque déformation 50 locale de la plaque de montage s’étend à partir de l’extrémité libre 46a de la patte associée. Alternativement, les déformations locales de la plaque de montage peuvent rester à distance des extrémités libres 46a des pattes. Comme indiqué précédemment, les déformations 50 locales qui sont formées sur les pattes 46 s’étendent radialement vers l’intérieur et ne débouchent pas radialement sur l’alésage des pattes. Dans les exemples de réalisation illustrés, les déformations 50 ne sont en outre pas débouchantes dans le sens axial. Alternativement, chaque déformation 50 pourrait être débouchante dans le sens axial au moins d’un côté. Dans les exemples de réalisation décrits, la plaque de montage 40 est réalisée par découpe et emboutissage, et les déformations locales 50 sont formées par repoussage local de matière. Alternativement, la plaque de montage 40 pourrait être obtenue par d’autres procédés de fabrication, par exemple par fabrication additive, c’est-à-dire par tout procédé de fabrication basé sur la construction de la plaque de montage couche par couche par addition de matière. Dans ce cas, les déformations locales sont obtenues lors de la fabrication de la plaque de montage. Ensemble (20) de brosse de mise à la terre comprenant une brosse (30) de mise à la terre pourvue d’une pluralité de fibres conductrices (31) et d’un support (32) à l’intérieur duquel sont montées les fibres conductrices, et une plaque de montage (40) de brosse qui est solidaire du support (32) de la brosse, la plaque de montage (40) comprenant une pluralité de languettes (44) de retenue du support (32) de la brosse, une portion radiale (42) et une pluralité de pattes (46) qui s’étendent à partir de la portion radiale (42), qui sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, qui sont décalées radialement vers l’extérieur par rapport aux languettes (44) de retenue et qui définissent le diamètre extérieur de la plaque de montage (40), caractérisé en ce qu’au moins une déformation locale (50) est formée sur une des pattes (46) de la plaque de montage et s’étend radialement vers l’intérieur. Ensemble selon la revendication 1, dans lequel ladite déformation locale (50) s’étend à partir de l’extrémité libre (46a) de la patte associée de la plaque de montage. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite déformation locale (50) est formée sur une partie de la longueur de la patte (46) associée de la plaque de montage. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, dans lequel ladite déformation locale (50) est formée sur toute la longueur de la patte (46) associée de la plaque de montage. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite déformation locale (50) se présente sous la forme d’un creux orienté radialement vers l’extérieur. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une pluralité de déformations locales (50) est formée sur les pattes (46) de la plaque de montage, les déformations locales s’étendant chacune radialement vers l’intérieur et étant décalées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Ensemble selon la revendications précédente 6, dans lequel les déformations locales (50) sont formées chacune sur une patte (46) de la plaque de montage qui lui est propre. Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les languettes (44) de retenue de la plaque de montage s’étendent à partir de la portion radiale (42). Ensemble selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la portion radiale (42) de la plaque de montage est axialement en appui contre le support (32) de la brosse. Moteur électrique comprenant un carter (12), un arbre (14) et au moins un ensemble (20) de brosse de mise à la terre l’une quelconque des revendications précédentes monté radialement entre le carter (12) et l’arbre (14), les fibres conductrices de la brosse dudit ensemble étant en contact avec l’arbre.