Brevet FR3144895A1 — publié le 20240712

[Ensemble de brosse de mise à la terre] Cet ensemble (10) de brosse de mise à la terre comprend une brosse (16) de mise à la terre et une plaque de montage (18) de brosse (16), ladite 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), la plaque de montage (18) étant solidaire du support (22) et pourvue d’une portion radiale (36) s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport au support (22), et d’une portion axiale (38) prolongeant axialement ladite portion radiale (36) et entourant radialement au moins en partie le support (22) en étant espacée radialement dudit support (22), la plaque de montage (18) comprenant au moins une collerette (40) prolongeant radialement vers l’extérieur l’extrémité distale de ladite portion axiale (38). Figure pour l’abrégé : Fig 4. 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 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. Un tel ensemble de brosse de mise à la terre est emmanché à force dans l’alésage du carter, l’ensemble de brosse de mise à la terre étant donc difficile à démonter. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient. L’invention concerne un ensemble de brosse de mise à la terre comprenant une brosse de mise à la terre et une plaque de montage de brosse, ladite brosse étant pourvue d’une pluralité de fibres conductrices et d’un support à l’intérieur duquel sont logées les fibres conductrices. La plaque de montage est solidaire du support et est pourvue d’une portion radiale s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport au support, et d’une portion axiale prolongeant axialement ladite portion radiale et entourant radialement au moins en partie le support en étant espacée radialement dudit support. Selon une caractéristique générale de l’invention, la plaque de montage comprend au moins une collerette prolongeant radialement vers l’extérieur l’extrémité distale de ladite portion axiale. La portion axiale de la plaque de montage peut être annulaire. Dans un mode de réalisation, la collerette de la plaque de montage peut être annulaire. Alternativement, la plaque de montage peut comprendre une pluralité de collerettes espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. La plaque de montage peut comprendre au moins une patte d’accroche prolongeant axialement ladite portion axiale et munie à son extrémité distale d’un crochet s’étendant radialement, ledit crochet pouvant être décalé axialement par rapport à ladite collerette du côté opposé à la portion radiale. Ladite patte d’accroche de la plaque de montage peut comprendre deux rebords opposés prolongeant chacun le crochet de ladite patte d’accroche et se raccordant chacun à une collerette directement adjacente de la pluralité de collerettes. Un jeu circonférentiel peut subsister entre ladite patte d’accroche de la plaque de montage et chaque collerette directement adjacentes de la pluralité de collerettes. L’invention concerne également une machine ou moteur électrique comprenant un carter, un arbre, un ensemble de brosse de mise à la terre tel que défini précédemment monté radialement au moins en partie entre le carter et l’arbre, les fibres conductrices dudit ensemble étant en contact avec l’arbre. Un jeu axial peut subsister entre le carter et ladite collerette de la plaque de montage. La plaque de montage peut comprendre une pluralité de portions radiales espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, un jeu axial pouvant subsister entre le carter et lesdites portions radiales. Un jeu axial peut subsister entre le carter et lesdits crochets. 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 en partie entre un arbre rotatif et un carter de moteur électrique selon un premier exemple de réalisation de l’invention ; 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 de l’ensemble de la selon l’axe IV-IV ; est une vue en coupe de l’ensemble de la selon l’axe V-V ; est une vue en coupe axiale d’un deuxième montage de l’ensemble de la ; est une vue en perspective d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un deuxième exemple de réalisation de l’invention ; est une vue en perspective d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un troisième 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 X-X monté radialement en partie entre l’arbre rotatif et le carter ; est une vue en coupe de l’ensemble de la selon l’axe XI-XI monté radialement en partie entre l’arbre rotatif et le carter ; est une vue en perspective d’un ensemble de brosse de mise à la terre selon un quatrième 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 XIV-XIV monté radialement en partie entre l’arbre rotatif et le carter ; et est une vue en coupe de l’ensemble de la selon l’axe XV-XV monté radialement en partie entre l’arbre rotatif et le carter. 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 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 en partie entre l’alésage 12 du carter et la surface cylindrique externe 14 de l’arbre. L’ensemble 10 est par exemple emmanché à force dans l’alésage 12 du carter. Comme illustré plus visiblement aux figures 2 à 5, l’ensemble 10 de brosse de mise à la terre 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 16. La brosse 16 de mise à la terre comprend une pluralité de fibres conductrices 20 et un support 22, les fibres conductrices étant logées à l’intérieur du support 22 de la brosse 16. Les fibres conductrices 20 sont par exemple réalisées en carbone, acier inoxydable, plastique 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 24. L’extrémité distale libre des fibres conductrices 20 est destinée à venir en contact radial avec la surface externe 14 de l’arbre 6. Pour assurer le montage et la retenue des fibres conductrices 20, le support 22 comprend une portion de montage 26, un premier rebord 28 latéral prolongeant la portion de montage 26 d’une part et un deuxième rebord 30 latéral prolongeant la portion de montage 26 d’autre part. La plaque de montage 18 est solidaire du support 22. La plaque de montage 18 comprend un corps principal 32 axialement en appui contre le premier rebord 28 du support, une pluralité de languettes 34 de retenue axiale et radiale de la brosse 16, et une pluralité de portions radiales 36. Lesdites portions radiales 36 de la plaque de montage 18 s’étendent radialement vers l’extérieur à partir du corps principal 32 de la plaque de montage 18 et sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. En variante, il pourrait être possible de prévoir que la plaque de montage 18 comprenne une portion radiale 36 annulaire. Les languettes 34 de retenue s’étendent à partir du corps principal 32 de la plaque de montage 18 et sont espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, chaque languette 34 de retenue étant située dans le sens circonférentiel entre deux portions radiales 36 de la plaque de montage 18 successives. Chaque languette 34 de retenue s’étend à partir du corps principal 32 de la plaque de montage 18 de sorte que la languette 34 de retenue entoure localement radialement le support 22 de la brosse 16 en étant en contact radial et axial avec le support 22. Le support 22 est ainsi maintenu axialement et radialement par les languettes 34 de retenue. Dans l’exemple représenté, la plaque de montage 18 comprend six portions radiales 36 et six languettes 34 de retenue espacées régulièrement dans le sens circonférentiel. En variante, la plaque de montage comprend un nombre différent de portions radiales 36 et un nombre différent de languettes 34 de retenue. La portion de montage 26 du support 22 est en contact radial contre les languettes 34 de retenue et le deuxième rebord 30 latéral est en contact axial contre lesdites languettes. La portion de montage 26 prolonge le bord de grand diamètre du premier rebord latéral 28. La portion de montage 26 s’étend ici axialement. En variante, la portion de montage 26 s’étend obliquement. Le deuxième rebord 30 latéral du support 22 prolonge radialement vers l’intérieur la portion de montage 26. Le deuxième rebord 30 latéral prolonge la portion de montage 26 du côté opposé au premier rebord latéral 28. La portion de montage 26 et les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux sont de forme 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 28, 30 latéraux 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 28, 30 latéraux. Dans l’exemple de réalisation illustré, les fibres conductrices 20 viennent radialement en appui contre la portion de montage 26, les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux s’étendant obliquement vers l’intérieur à partir de la portion de montage 26. En variante, les premier et deuxième rebords 28, 30 latéraux pourraient s’étendre radialement. Dans l’exemple de réalisation illustré, la plaque de montage 18 et le support 22 sont deux pièces distinctes. En variante, la plaque de montage 18 pourrait être réalisée en une seule pièce avec le support 22, par exemple réalisés par découpe et emboutissage. Dans ce cas, le corps principal 32 de la plaque de montage 18 prolonge le bord de petit diamètre du premier rebord 28 latéral. 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. La plaque de montage 18 comprend encore une portion axiale 38 annulaire prolongeant axialement le bord de grand diamètre des portions radiales 36 de la plaque de montage 18. Ladite portion axiale 38 entoure radialement la portion de montage 26 du support 22 et est espacée radialement de celle-ci. Ladite portion axiale 38 s’étend ici purement axialement. En variante, ladite portion axiale 38 pourrait s'étendre à la fois axialement et radialement, i.e. obliquement, vers l'intérieur ou vers l’extérieur. En variante, la plaque de montage 18 pourrait comprendre, en remplacement de la portion axiale annulaire, une pluralité de portions axiales 38 espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. La plaque de montage 18 comprend également une collerette 40 annulaire prolongeant radialement vers l’extérieur l’extrémité distale de la portion axiale 38 annulaire de la plaque de montage 18. L’extrémité proximale de la portion axiale 38 se raccorde aux portions radiales 36. Dans l’exemple représenté, la collerette 40 présente une portion de raccordement à la portion axiale 38 courbe, et une portion s’étendant radialement prolongeant cette portion de raccordement. En variante, la collerette 40 pourrait s’étendre purement radialement. Dans une autre variante, la collerette 40 pourrait prolonger radialement vers l’intérieur l’extrémité distale de la portion axiale 38 annulaire de la plaque de montage 18. En se référant de nouveau à la , l’ensemble 10 est monté radialement en partie entre l’alésage 12 du carter et la surface cylindrique externe 14 de l’arbre de sorte que la pluralité de portions radiales 36 de la plaque de montage 18 est en appui axial contre un épaulement du carter 4. Les portions radiales 30 de la plaque de montage 18 sont radialement en appui contre l’alésage 12 du carter. Les portions radiales 36 s’étendant axialement en saillie vers l’extérieur par rapport au carter 4. Ainsi, la collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 de l’ensemble 10 est espacée axialement du carter 4. Un jeu 42 axial subsiste entre le carter 4 et la collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 de l’ensemble 10. Ce jeu 42 axial permet l’insertion d’un outil (non représenté) permettant de démonter l’ensemble 10 aisément, l’outil permettant de tirer axialement sur la collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 en exerçant un effort du côté opposé au carter 4. La représente un autre montage de l’ensemble 10 à l’intérieur du moteur. La collerette 40 annulaire de la plaque de montage 18 est ici en contact axial avec le carter 4 et les portions radiales 36 sont espacées axialement de l’épaulement du carter 4. Un jeu 44 axial subsiste entre les portions radiales 36 et le carter 4. De façon analogue à l’exemple de réalisation précédent, le jeu 44 axial permet l’insertion d’un outil permettant de démonter l’ensemble 10, ici par poussée axiale contre les portions radiales 36 de la plaque de montage 18 et/ou contre le corps principal 32 de la plaque de montage 18. L’exemple de réalisation illustré à la , sur laquelle les éléments identiques portent les mêmes références, diffère de l’exemple illustré aux figures 1 à 6 en ce que la plaque de montage 18 de l’ensemble 10 comprend une pluralité de collerettes 40 espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Une pluralité d’encoches 45 est formée au niveau de l’extrémité distale de la portion axiale 38 pour former la pluralité de collerettes 40. Dans l’exemple de réalisation illustré, les collerettes 40 sont espacées de manière régulière les unes par rapport autres. Alternativement, il est possible de prévoir un espacement irrégulier. L’exemple de réalisation illustré aux figures 8 à 11, sur lesquelles les éléments identiques portent les mêmes références, diffère de l’exemple illustré aux figures 1 à 6 en ce que la plaque de montage 18 de l’ensemble 10 comprend une pluralité de collerettes 40 espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, et une pluralité de pattes d’accroche 46 espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, chacune desdites pattes d’accroche 46 étant située dans le sens circonférentiel entre deux collerettes 40 successives. Les pattes d’accroche 46 de la plaque de montage 18 prolongent axialement l’extrémité distale de la portion axiale 38 annulaire de la plaque de montage 18 et sont chacune munie à leur extrémité distale d’un crochet 48 s’étendant radialement vers l’extérieur. En variante, lesdits crochets 48 pourraient s’étendent radialement vers l’intérieur. Lesdits crochets 48 sont décalés axialement par rapport aux collerettes 40 du côté opposé à ladite pluralité de portions radiales 36. Dans l’exemple représenté, les pattes d’accroche 46 de la plaque de montage 18 comprennent chacune deux rebords 50 opposés dans le sens circonférentiel et prolongeant chacun le crochet 48 de ladite patte d’accroche 46 et se raccordant chacun à une collerette 40 directement adjacente. Les figures 10 et 11 représentent l’ensemble 10 monté radialement en partie entre l’alésage 12 du carter et la surface cylindrique externe 14 de l’arbre. Les collerettes 40 de la plaque de montage 18 sont en contact axial avec le carter 4. Les pattes d’accroche 46 s’étendent axialement en saillie vers l’extérieur par rapport au carter 4. Ainsi, les crochets 48 des pattes d’accroche 46 sont espacés axialement du carter 4. Un jeu 52 axial subsiste entre les crochets 48 et le carter 4, ce jeu 52 axial permettant l’insertion d’un outil permettant de démonter l’ensemble 10 par traction axiale sur lesdits crochets 48. L’exemple de réalisation illustré aux figures 12 à 15, sur lesquelles les éléments identiques portent les mêmes références, diffère de l’exemple illustré aux figures 8 à 11 en ce que la plaque de montage 18 ne comprend pas les rebords 50 et en ce qu’une pluralité d’encoches 45 est formée au niveau de l’extrémité distale de la portion axiale 38 de sorte qu’un jeu circonférentiel est formé entre chacune desdites pattes d’accroche 46 et les deux collerettes 40 directement adjacentes. En variante, il est possible de former les encoches 45 de sorte qu’un jeu circonférentiel est formé entre une partie desdites pattes d’accroche 46 et au moins l’une des deux collerettes 40 directement adjacentes. 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 (16), ladite 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), la plaque de montage (18) étant solidaire du support (22) et pourvue d’une portion radiale (36) s’étendant radialement vers l’extérieur par rapport au support (22), et d’une portion axiale (38) prolongeant axialement ladite portion radiale (36) et entourant radialement au moins en partie le support (22) en étant espacée radialement dudit support (22), caractérisé en ce que la plaque de montage (18) comprend au moins une collerette (40) prolongeant radialement vers l’extérieur l’extrémité distale de ladite portion axiale (38). Ensemble (10) selon la revendication 1, dans lequel la collerette (40) de la plaque de montage (18) est annulaire. Ensemble (10) selon la revendication 1, dans lequel la plaque de montage (18) comprend une pluralité de collerettes (40) espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel. Ensemble (10) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la plaque de montage (18) comprend au moins une patte d’accroche (46) prolongeant axialement ladite portion axiale (38) et munie à son extrémité distale d’un crochet (48) s’étendant radialement, ledit crochet (48) étant décalé axialement par rapport à ladite collerette (40) du côté opposé à la portion radiale (36). Ensemble (10) selon la revendication 4 dépendante de la revendication 3, dans lequel ladite patte d’accroche (46) de la plaque de montage (18) comprend deux rebords (50) opposés prolongeant chacun le crochet (48) de ladite patte d’accroche (46) et se raccordant chacun à une collerette (40) directement adjacente de la pluralité de collerettes (40). Ensemble (10) selon la revendication 4 dépendante de la revendication 3, dans lequel un jeu circonférentiel subsiste entre ladite patte d’accroche (46) de la plaque de montage (18) et chaque collerette (40) directement adjacentes de la pluralité de collerettes (40). Moteur (2) électrique comprenant un carter (4), un arbre (6), un ensemble (10) de brosse de mise à la terre selon l’une quelconque des revendications précédentes monté radialement au moins en partie entre le carter (4) et l’arbre (6), les fibres conductrices (20) dudit ensemble étant en contact avec l’arbre (6). Moteur (2) selon la revendication 7, dans lequel un jeu axial (42) subsiste entre le carter (4) et ladite collerette (40) de la plaque de montage (18). Moteur (2) selon l’une des revendications 7 et 8, dans lequel la plaque de montage (18) comprend une pluralité de portions radiales (36) espacées les unes par rapport aux autres dans le sens circonférentiel, un jeu axial (44) subsistant entre le carter (4) et lesdites portions radiales (36). Moteur (2) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9 dépendante de l’une quelconque des revendications 4 à 6, dans lequel un jeu axial (52) subsiste entre le carter (4) et lesdits crochets (48).