Brevet FR3150656A1 — publié le 20250103

[Ensemble de brosse de mise à la terre] Cet ensemble (10) de brosse de mise à la terre comprend une brosse (16) et une plaque de montage (18), la brosse (16) étant pourvue d’une pluralité de fibres conductrices (20) et d’un support (22) à l’intérieur duquel sont logées les fibres conductrices (20), le support (22) comprenant une portion de montage (24), des premier et deuxième rebords latéraux (26, 28) enserrant axialement lesdites fibres conductrices (20), le support (22) de la brosse (16) comprenant au moins une languette (40) distincte des premier et deuxième rebord latéraux (26, 28) et axialement en appui contre la plaque de montage (18), l’ensemble (10) comprenant au moins un moyen de solidarisation (42) de ladite languette (40) avec la plaque de montage (18), ledit moyen de solidarisation (42) étant distinct du support (22) et de la plaque de montage (18). Figure pour l’abrégé : Fig 1. 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 rotatif, 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’un support et d’une pluralité de fibres conductrices montée dans ce support, et une plaque de montage annulaire pourvue d’une pluralité de languettes de retenue radiale et axiale du support de la brosse de mise à la terre, et d’une bride extérieure annulaire entourant radialement la brosse et les languettes. Les languettes sont formées par déformations plastiques de la plaque de montage. La présente invention vise à fournir une fixation alternative d’une brosse de mise à la terre à une plaque de montage. L’invention un ensemble de brosse de mise à la terre comprenant une brosse de mise à la terre et une plaque de montage de brosse, la brosse étant pourvue d’une pluralité de fibres conductrices et d’un support à l’intérieur duquel sont logées les fibres conductrices. Le support comprenant une portion de montage, un premier rebord latéral prolongeant d’une part la portion de montage, et un deuxième rebord latéral prolongeant d’autre part la portion de montage, les premier et deuxième rebords latéraux enserrant axialement lesdites fibres conductrices. Selon une caractéristique générale, le support de la brosse comprend au moins une languette distincte des premier et deuxième rebord latéraux et axialement en appui contre la plaque de montage, l’ensemble comprenant en outre au moins un moyen de solidarisation de ladite languette avec la plaque de montage, ledit moyen de solidarisation étant distinct du support et de la plaque de montage. Ainsi, on réalise de façon simple et économique la solidarisation axiale et radiale de la brosse et de la plaque de montage grâce à la ou les languettes du support de la brosse et au ou aux moyens de solidarisation de ladite languette avec la plaque de montage. La plaque de montage peut être pourvue d’un corps principal. La plaque de montage peut être pourvue d’au moins une portion de centrage prolongeant au moins axialement le corps principal, décalée radialement vers l’extérieur par rapport au support et pourvue d’une surface extérieure définissant le diamètre extérieur de la plaque de montage. Ladite languette du support peut être axialement en appui contre le corps principal de la plaque de montage. Selon une première conception, ladite languette du support de la brosse est axialement en appui direct contre la plaque de montage. Selon une deuxième conception alternative, ledit moyen de solidarisation est interposé axialement entre la plaque de montage et ladite languette du support. Ladite languette du support est axialement en appui indirect contre la plaque de montage avec interposition axial dudit moyen de solidarisation. Ladite languette du support de la brosse peut s’étendre à partir de la portion de montage du support de la brosse. Ladite languette du support de la brosse peut s’étendre à partir du premier rebord latéral du support de la brosse. Ledit moyen de solidarisation peut être électriquement conducteur. Ledit moyen de solidarisation peut être réalisé en matériau électriquement conducteur. Le premier rebord latéral du support peut être en contact axial avec la plaque de montage. Ledit moyen de solidarisation peut comprendre de la colle et/ou un adhésif et/ou une soudure et/ou une brasure. Le support de la brosse peut comprendre une pluralité de languettes axialement en appui contre la plaque de montage et espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel de manière régulière ou de manière non régulière. L’ensemble peut comprendre une pluralité de moyens de solidarisation desdites languettes avec la plaque de montage qui peuvent être ou non chacun électriquement conducteurs. Les moyens de solidarisation peuvent être identiques ou différents. La présente invention a également pour objet un moteur électrique comprenant un carter, un arbre et 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 dudit ensemble étant en contact avec l’arbre, la plaque de montage étant en contact radial avec l’alésage du carter. La présente invention a également pour objet un procédé d’assemblage d’un ensemble de brosse de mise à la terre tel que défini précédemment comprenant les étapes suivantes : - une étape de formation de ladite languette du support par découpe partielle du support de la brosse et par pliage ; - une étape de positionnement dans laquelle on amène axialement la brosse de mise à la terre contre la plaque de montage ; et - une étape d’assemblage au cours de laquelle on solidarise ladite languette du support avec la plaque de montage avec ledit moyen de solidarisation. 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 selon un premier exemple de réalisation de l’invention ; est une vue de face de l’ensemble de brosse de mise à la terre de la ; est une vue en coupe de l’ensemble de la selon l’axe III-III ; est une vue de détail de la ; illustre schématiquement un procédé d’assemblage de l’ensemble de brosse de mise à la terre des figures 1 à 4, 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 de détail de la . Description détaillée de l’invention La représente, en coupe axiale, une partie d’un moteur ou machine électrique 2 comprenant un carter 4 fixe, un arbre 6 notamment rotatif, d’axe X-X, supporté radialement par un palier 8. Le palier 8 est par exemple un palier à roulement du type à billes. En variante, il est possible de prévoir d’autre éléments roulants, par exemple des rouleaux. Dans une autre variante, il est également possible de prévoir un palier lisse. Le moteur 2 comprend un ensemble 10 de brosse de mise à la terre monté radialement entre l’alésage du carter 12 et la surface cylindrique externe de l’arbre 14. L’ensemble 10 est, par exemple, emmanché à force dans l’alésage du carter 12. Comme illustré plus visiblement aux figures 2 et 3, l’ensemble 10 présente une forme générale annulaire. L’ensemble 10 comprend une brosse 16 de mise à la terre et une plaque de montage 18 de brosse. La brosse 16 comprend une pluralité de fibres conductrices 20 et un support 22, les fibres conductrices 20 étant logées à l’intérieur du support 22 de la brosse 16. Les fibres conductrices 20 sont par exemple réalisées en carbone, acier inoxydable, plastiques conducteurs, tels que des fibres acryliques ou en nylon. La pluralité de fibres conductrices 20 se présente sous la forme d’un anneau ouvert. Dans l’exemple illustré, les fibres conductrices 20 sont pliées autour d’un fil de liaison. L’extrémité distale libre des fibres conductrices 20 est en contact radial avec la surface cylindrique externe de l’arbre 14. Pour assurer le montage et la retenue des fibres conductrices 20, le support 22 de la brosse 16 comprend une portion de montage 24, un premier rebord 26 latéral prolongeant la portion de montage 24 d’une part et un deuxième rebord latéral 28 prolongeant la portion de montage 24 d’autre part. La portion de montage 24 prolonge le bord de grand diamètre du premier rebord latéral 26. Le premier rebord latéral 26 prolonge radialement vers l’intérieur la portion de montage 24. La portion de montage 24 prolonge le bord de grand diamètre du deuxième rebord latéral 28. Le deuxième rebord latéral 28 prolonge radialement vers l’intérieur la portion de montage 24. Le deuxième rebord latéral 28 prolonge la portion de montage 24 du côté opposé au premier rebord latéral 26. La portion de montage 24 s’étend ici axialement. En variante, la portion de montage 24 s’étend obliquement. La portion de montage 24 et les premier et deuxième rebords latéraux 26, 28 sont de forme générale annulaire et délimitent un canal ouvert radialement du côté intérieur à l’intérieur duquel est située une extrémité des fibres conductrices 20. Les premier et deuxième rebords latéraux 26, 28 enserrent axialement les fibres conductrices 20. Les fibres conductrices 20 sont axialement en appui de part et d’autre contre les premier et deuxième rebords latéraux 26, 28. Dans l’exemple de réalisation illustré, les fibres conductrices 20 viennent radialement en appui contre la portion de montage 24, les premier et deuxième rebords latéraux 26, 28 s’étendant obliquement vers l’intérieur à partir de la portion de montage 24. En variante, les premier et deuxième rebords latéraux 26, 28 pourraient s’étendre radialement. Comme cela sera décrit plus en détail par la suite, le support 22 de la brosse comprend également une pluralité de languettes 40 pour assurer sa solidarisation relativement à la plaque de montage 18. La plaque de montage 18 comprend un corps principal 30 annulaire axialement en appui contre le premier rebord latéral 26 du support 22 de la brosse 16, et une pluralité de portions de centrage 32 prolongeant obliquement vers l’extérieur le bord de grand diamètre du corps principal 30. Le corps principal 30 de la plaque de montage 18 comprend deux faces frontales opposées 34, 36 qui délimitent l’épaisseur axiale du corps principal 30 de la plaque de montage 18. Le premier rebord latéral 26 du support de la brosse est axialement en appui contre la face frontale 36 du corps principal 30. Les portions de centrage 32 de la plaque de montage 18 sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel de l’ensemble 10 en laissant subsister dans le sens circonférentiel une échancrure 38 entre deux portions de centrage 32 directement successives. Les portions de centrage 32 sont, par exemple, formées par découpe d’une portion annulaire de manière à former les échancrures 38. Les portions de centrage 32 définissent le diamètre extérieur de la plaque de montage 18. Les surfaces extérieures des portions de centrage 32 définissent le diamètre extérieur de la plaque de montage 18. Les portions de centrage 32 permettent le centrage de la plaque de montage après montage dans l’alésage du carter 12 du moteur 2 électrique associé. Chaque portion de centrage 32 s’étend ici obliquement vers l’extérieur en entourant au moins localement la portion de montage 24 de la brosse 16 et en restant radialement à distance de la portion de montage 24 du support 22 de la brosse 16. En variante, chaque portion de centrage 32 peut s’étendre purement axialement. Dans une autre variante, chaque portion de centrage 32 peut s’étendre au moins axialement à l’opposé du support 22 de la brosse 16. Comme indiqué précédemment, le support 22 de la brosse 16 comprend également la pluralité de languettes 40. Chaque languette 40 du support 22 s’étend radialement vers l’extérieur à partir de la portion de montage 24 du support 22 de la brosse 16, chaque languette 40 prolongeant la portion de montage 24 du support 22 du côté opposé au deuxième rebord latéral 28. Chaque languette 40 s’étend dans le prolongement radial du premier rebord latéral 26. Chaque languette 40 du support s’étend sensiblement parallèlement au corps principal 30 de la plaque de montage 18. Chaque languette 40 du support 22 est axialement en appui contre la plaque de montage 18. Plus précisément, chaque languette 40 du support 22 est axialement en appui contre la face frontale 36 du corps principal 30 de la plaque de montage 18. Dans l’exemple représenté, chaque languette 40 du support 22 est agencée de manière à s’étendre vers une des portions de centrage 32 de la plaque de montage 18, l’extrémité libre de chaque languette 40 restant radialement à distance de ladite portion de centrage 32. Alternativement, tout ou partie des languettes 40 du support 22 peuvent s’étendre en direction d’une échancrure 38 de la plaque de montage 18. En variante, tout ou partie des languettes 40 du support 22 peuvent également s’étendre contre une portion de centrage 32 de la plaque de montage 18. Les languettes 40 sont décalées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel de l’ensemble 10, ici de manière régulière. Dans l’exemple de réalisation illustré, les languettes 40 sont au nombre de huit. Alternativement, il est bien entendu possible de prévoir un nombre différent de languettes 40, par exemple inférieur ou supérieur. L’ensemble 10 comprend également un moyen de solidarisation 42 ( ) associé à chacune des languettes 40 du support 22 pour assurer la solidarisation avec la plaque de montage 18. Le nombre de moyen de solidarisation 42 est donc égal au nombre de languette 40. Les moyens de solidarisation 42 sont des éléments distincts du support 22 et de la plaque de montage 18, et rapportés ceux-ci. Dans l’exemple de réalisation illustré, chaque moyen de solidarisation 42 est prévu entre le bord d’extrémité libre de la languette 40 associée et la face frontale 36 du corps principal 30 de la plaque de montage 18. Le moyen de solidarisation 42 recouvre le bord d’extrémité libre de la languette 40 associée et recouvre localement la face frontale 36 du corps principal 30 de la plaque de montage 18. Chaque moyen de solidarisation 42 comprend ici une soudure, et chaque languette 40 du support 22 est en appui direct contre la plaque de montage 18 en étant soudé avec le corps principal 30 de la plaque de montage 18. Alternativement, le moyen de solidarisation 42 peut comprendre au moins l’un parmi : une colle, un adhésif ou une brasure. Dans ce cas, la languette 40 du support 22 est en appui indirect contre la plaque de montage 18, le moyen de solidarisation 42 étant interposé axialement entre la plaque de montage 18 et chaque languette 40 du support 22. Dans l’exemple représenté, chaque languette 40 du support 22 s’étend radialement. En variante, tout ou partie des languettes 40 du support 22 peuvent s’étendre obliquement. Dans l’exemple représenté, le support 22 de la brosse 16 est réalisé en une seule pièce. Alternativement, les languettes 40 du support 22 pourraient être des pièces distinctes formées séparément et fixées sur le support 22 par tout moyen approprié, par exemple par soudage ou collage. La plaque de montage 18 et le support 22 de la brosse 16 sont deux pièces distinctes. La plaque de montage 18 et la brosse 16 de mise à la terre comprennent un matériau électriquement conducteur, tel que par exemple de l’aluminium, acier inoxydable, bronze, cuivre ou autre matériau. Avantageusement, chaque moyen de solidarisation 42 est également réalisé en matériau électriquement conducteur pour favoriser encore la dissipation des charges électriques. Ainsi, les charges électriques qui s’accumulent sur l’arbre 6 pendant le fonctionnement de la machine 2 électrique sont dissipées vers le carter 4 au travers des fibres conductrices 20, du support 22 de la brosse 16, des moyens de solidarisation 42 et de la plaque de montage 18. Il reste cependant possible de prévoir que le moyen de solidarisation 42 soit réalisé dans un matériau non électriquement conducteur. Dans l’exemple représenté, la plaque de montage 18 comprend une pluralité de portions de centrage 32 espacées régulièrement dans le sens circonférentiel de l’ensemble 10. En variante, la plaque de montage 18 peut comprendre une pluralité de portions de centrage 32 espacées irrégulièrement dans le sens circonférentiel de l’ensemble 10. Dans une autre variante, la plaque de montage 18 peut comprendre une unique portion de centrage 32 annulaire formant une bride. Dans l’exemple représenté, le support de la brosse 16 comprend une pluralité de languettes 40 espacées régulièrement dans le sens circonférentiel de l’ensemble 10. Alternativement, le support 22 de la brosse 16 peut comprendre une pluralité de languettes 40 espacées irrégulièrement dans le sens circonférentiel de l’ensemble 10. En variante, le support 22 de la brosse 16 comprend une seule languette 40. La illustre schématiquement un procédé d’assemblage de l’ensemble 10. On commence par une étape 44 de formation des languettes 40 dans laquelle on découpe et on plie le premier rebord latéral 26 du support 22 pour former les languettes 40. Puis, on effectue une étape 46 de positionnement dans laquelle on amène axialement le support 22 de la brosse 16 en contact axial contre la plaque de montage 18. Plus précisément, on amène le support 22 de la brosse 16 contre le corps principal 30 de la plaque de montage 18, le premier rebord latéral 26 du support et les languettes 40 étant en appui axial contre le corps principal 30. Enfin, on effectue une étape 48 d’assemblage dans laquelle on solidarise les languettes 40 du support 22 avec la plaque de montage 18 avec les moyens de solidarisation 42. Dans l’exemple de réalisation qui vient d’être décrit, les languettes 40 du support 22 de la brosse 16 s’étendent à partir de la portion de montage 24 du support 22. Alternativement, comme cela est illustré aux figures 6 et 7, sur lesquelles les éléments identiques portent les mêmes références, les languettes 40 du support 22 de la brosse 16 peuvent s’étendre à partir du premier rebord latéral 26 du support 22. Les languettes 40 s’étendent ici partir du bord de grand diamètre du premier rebord latéral 26 du support 22. Ensemble (10) de brosse de mise à la terre comprenant une brosse (16) de mise à la terre et une plaque de montage (18) de brosse, la brosse (16) étant pourvue d’une pluralité de fibres conductrices (20) et d’un support (22) à l’intérieur duquel sont logées les fibres conductrices (20), le support (22) comprenant une portion de montage (24), un premier rebord latéral (26) prolongeant d’une part la portion de montage (24), et un deuxième rebord latéral (28) prolongeant d’autre part la portion de montage (24), les premier et deuxième rebords latéraux (26, 28) enserrant axialement lesdites fibres conductrices (20), caractérisé en ce que le support (22) de la brosse (16) comprend au moins une languette (40) distincte des premier et deuxième rebord latéraux (26, 28) et axialement en appui contre la plaque de montage (18), l’ensemble (10) comprenant en outre au moins un moyen de solidarisation (42) de ladite languette (40) avec la plaque de montage (18), ledit moyen de solidarisation (42) étant distinct du support (22) et de la plaque de montage (18). Ensemble (10) selon la revendication 1, dans lequel la plaque de montage (18) est pourvue d’un corps principal (30) et d’au moins une portion de centrage (32) prolongeant au moins axialement le corps principal (30), décalée radialement vers l’extérieur par rapport au support (22) et pourvue d’une surface extérieure définissant le diamètre extérieur de la plaque de montage (18), ladite languette (40) du support (22) étant axialement en appui contre le corps principal (30) de la plaque de montage (18). Ensemble (10) selon l’une des revendications 1 et 2, dans lequel ladite languette (40) du support de la brosse est axialement en appui direct contre la plaque de montage (18), ou dans lequel ladite languette (40) du support (22) est axialement en appui indirect contre la plaque de montage (18) avec interposition axial dudit moyen de solidarisation (42). Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite languette (40) du support de la brosse s’étend à partir de la portion de montage (24) du support, ou s’étend à partir du premier rebord (26) du support. Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de solidarisation (42) est réalisé en matériau électriquement conducteur. Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le premier rebord latéral (26) du support (22) est en contact axial avec la plaque de montage (18). Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit moyen de solidarisation (42) comprend de la colle et/ou un adhésif et/ou une soudure et/ou une brasure. Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (22) de la brosse (16) comprend une pluralité de languettes (40) axialement en appui contre la plaque de montage (18) et espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, l’ensemble (10) comprenant une pluralité de moyens de solidarisation (42) desdites languettes (40) avec la plaque de montage (18). Moteur (2) électrique comprenant un carter (4), un arbre (6) et un ensemble (10) de brosse de mise à la terre selon l’une quelconque des revendications précédentes monté radialement entre le carter (4) et l’arbre (6), les fibres conductrices (20) dudit ensemble (10) étant en contact avec l’arbre (6), la plaque de montage (18) étant en contact radial avec l’alésage du carter (12). Procédé d’assemblage d’un ensemble (10) de brosse de mise à la terre selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes : une étape (44) de formation de ladite languette (40) du support (22) par découpe partielle du support (22) de la brosse (16) et par pliage, une étape (46) de positionnement dans laquelle on amène axialement la brosse (16) de mise à la terre contre la plaque de montage (18), et une étape (48) d’assemblage au cours de laquelle on solidarise ladite languette (40) du support (22) avec la plaque de montage (18) avec ledit moyen de solidarisation.