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WO 2016/071580 1 PCT/FR2014/052797
BALAI JUMELE AVEC PLAQUETTE D'APPUI
L'invention se rapporte au domaine des balais destinés à assurer
un contact électrique entre une pièce / élément fixe et une pièce /
élément en rotation dans une machine électrique tournante. Cette pièce
tournante peut par exemple être une partie de collecteur d'un moteur
électrique ou une bague d'une machine synchrone ou asynchrone.
Plus précisément, l'invention concerne un balai pour machine
électrique et plus particulièrement un balai jumelé ( split brush en
anglais).
Il est connu d'assembler côte-à-côte plusieurs tranches,
habituellement à base de graphite, afin de limiter les étincelles et les
effets vibratoires, notamment lorsque l'élément destiné à frotter contre
le balai comprend plusieurs lames ayant chacune un potentiel
électrique associé et étant susceptibles de présenter des défauts
d'alignement d'une lame à l'autre. Prévoir plusieurs tranches peut ainsi
permettre d'assurer un meilleur contact, même en cas de défaut de
surface.
Un balai jumelé comprend ainsi deux tranches disposées côte-à-
côte et s'étendant chacune entre une face frottante, destinée à frotter
contre le l'élément mobile relativement au balai, et une face supérieure
à l'extrémité de la tête ( top en anglais) de la tranche.
L'élément mobile par rapport au balai peut par exemple
comprendre un collecteur d'une machine électrique.
Un système d'appui permet d'exercer une pression sur chacune
des tranches, au niveau des faces supérieures, afin que les faces
frottantes frottent contre l'élément mobile.
On connaît un balai jumelé comprenant deux tranches ayant
chacune une tête biseautée, et un coin sur lequel appuie un ressort,
afin qu'un effort soit appliqué sur chacune des tranches.
Le document US 3,158,772, décrit un exemple d'un tel balai
jumelé à coin, dans lequel les efforts sont appliqués de façon symétrique
à chacune des tranches.
Toutefois, les efforts appliqués peuvent tendre à écarter les
tranches l'une de l'autre, de sorte qu'il existe un risque d'usure des
tranches contre les parois d'une cage de porte-balai assurant le
maintien latéral des tranches.
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On connaît aussi des balais jumelés avec deux tranches et une
plaquette rivetée à l'une des tranches seulement, et s'étendant au-
dessus des faces supérieures des deux tranches, de sorte que la
pression exercée par un ressort sur cette plaquette soit transmise aux
deux tranches. Ces balais sont dits balais jumelés avec plaquette
d'appui.
Toutefois, on comprendra que la tranche non rivetée à cette
plaquette, dite tranche menée ou libre, est susceptible de se déplacer
par rapport à la tranche rigidement fixée à la plaquette, dite tranche
meneuse ou liée. Du fait de ces mouvements relatifs de la tranche libre
relativement à la tranche liée, il existe un risque de formation d'arcs
électriques, et donc d'usure accélérée de la face frottante de la tranche
libre. De ce fait, la tranche libre risque d'avoir une longueur plus courte
que la tranche liée, de sorte que l'appui assuré par la plaquette contre
cette tranche libre risque de diminuer encore, ce qui tend à accentuer
les déplacements relatifs de la tranche liée, et donc son usure.
Il existe donc un besoin pour un balai jumelé avec plaquette
d'appui permettant une usure plus uniforme d'une tranche à l'autre.
Il est connu de prévoir une couche additionnelle anti-vibrations
comme décrit par exemple dans le document GB 1,119,614. Cette
solution risque toutefois de s'avérer insuffisante dans le cas d'un
environnement susceptible de présenter des vibrations relativement
fortes.
Il a été envisagé de fixer rigidement les deux tranches l'une à
l'autre, mais on craint que cette solution présente un risque accru d'arc
électrique, notamment dans le cas d'un collecteur avec des lames
susceptibles d'être relativement peu alignées.
Il a également été envisagé de solidariser les deux tranches par
une colle souple (balai sandwich), afin d'autoriser les mouvements
relatifs de faible amplitude, et d'interdire les mouvements relatifs plus
amples. Toutefois, et en particulier dans le cas d'un environnement
susceptible de présenter des vibrations relativement fortes, il existe un
risque de désolidarisation des tranches. En outre, l'amplitude des
mouvements autorisés resterait relativement limitée.
Selon un premier aspect général de l'invention, il est proposé un
dispositif de balai pour la transmission de puissance électrique entre un
premier élément et un deuxième élément mobiles l'un par rapport à
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l'autre. Le dispositif comprend une première tranche et une deuxième
tranche disposées côte-à-côte, chacune des première et deuxième
tranches s'étendant radialement entre une face frottante destinée à
frotter contre le premier élément mobile et une tête de tranche destinée
à être électriquement raccordée au deuxième élément, une première
plaquette rigidement fixée à la première tranche seulement, et
s'étendant tangentiellement au-dessus d'une portion au moins de la tête
de tranche de la deuxième tranche, de façon à transmettre, lorsque la
première plaquette est sollicitée par des moyens de pression, des efforts
de pression sur la deuxième tranche afin que les faces frottantes des
première et deuxième tranches frottent sur le premier élément mobile.
Le dispositif comporte en outre une deuxième plaquette, distincte de la
première plaquette, rigidement fixée à la deuxième tranche seulement et
s'étendant tangentiellement au-dessus d'une portion au moins de la tête
de tranche de la première tranche de façon à appuyer sur ladite
première tranche en cas de mouvement relatif de la deuxième tranche
par rapport à la première tranche vers le premier élément mobile, dans
lequel lorsque la première plaquette transmet les efforts de pression
vers la deuxième tranche, la deuxième plaquette et une partie de, ou
solidaire de, la tête de tranche de la première tranche susceptible d'être
en butée contre la deuxième plaquette en cas de mouvement relatif de
la deuxième tranche par rapport à la première tranche vers le premier
élément mobile peuvent être séparées d'un jeu présentant une
épaisseur suivant la direction radiale comprise entre 100 mm et 1 mm.
Selon un autre aspect général, il est proposé une machine
électrique tournante comprenant un dispositif de balai selon la présente
invention.
Selon un autre aspect général, il est proposé une utilisation d'un
dispositif de balai selon la présente invention.
Selon un autre aspect général, il est proposé une utilisation d'une
machine électrique tournante comportant un dispositif de balai selon la
présente invention, la machine tournante équipant un aéronef ou un
véhicule spatial.
Selon un autre aspect général, il est proposé un dispositif de balai
pour la transmission de puissance électrique entre un premier élément
et un deuxième élément mobiles l'un par rapport à l'autre. Le dispositif
comprend une première tranche ; une deuxième tranche disposée à côté
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de la première tranche ; une première plaquette comprenant une
première extrémité fixe fixée rigidement à la première tranche et une
première extrémité libre s'étendant tangentiellement au-dessus d'une
intégralité d'une première face supérieure de la première tranche et au-
dessus d'une portion d'une seconde face supérieure de la deuxième
tranche ; une seconde plaquette comprenant une seconde extrémité fixe
fixée rigidement à la seconde tranche et une seconde extrémité libre
s'étendant tangentiellement au-dessus d'une intégralité de la seconde
face supérieure de la seconde tranche et au-dessus d'une portion de la
première face supérieure de la première tranche ; une surface inférieure
de la première plaquette, faisant face à une surface supérieure de la
première face supérieure de la première tranche, étant espacée de la
surface supérieure de la première face supérieure de la première
tranche de telle sorte que la seconde extrémité libre de la seconde
plaquette est disposée entre la surface inférieure de la première
plaquette et la surface supérieure de la première face supérieure de la
première tranche. Lorsqu'une force est appliquée à une surface
supérieure de la première plaquette, la première plaquette transmet des
efforts de pressions vers la deuxième tranche au moyen d'un contact
entre les première et deuxième plaquettes ; et lors d'un déplacement
relatif de la deuxième tranche par rapport à la première tranche vers le
bas, une surface inférieure de la seconde plaquette exerce une pression
sur la première face supérieure de la première tranche.
D'autres aspects, objets, modes de réalisation, variantes et/ou
avantages, tous étant optionnels, sont brièvement décrits ci-dessous.
Par exemple, il est proposé un dispositif de balai pour la
transmission de puissance électrique entre un premier et un deuxième
éléments mobiles l'un par rapport à l'autre, comprenant :
- deux tranches disposées côte-à-côte, chaque tranche s'étendant
radialement entre une face frottante destinée à frotter contre le premier
élément mobile et une tête de tranche destinée à être électriquement
raccordée au deuxième élément,
- une première plaquette rigidement fixée à la première tranche
seulement, et s'étendant tangentiellement au-dessus d'une portion au
moins de la tête de la deuxième tranche, de façon à transmettre,
lorsque cette première plaquette est sollicitée par des moyens de
pression, par exemple un ressort, des efforts de pression sur la
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deuxième tranche afin que les faces frottantes des première et deuxième
tranches frottent sur le premier élément mobile.
Selon l'invention, le dispositif de balai comporte en outre une
deuxième plaquette, distincte de la première plaquette, rigidement fixée
à la deuxième tranche seulement et s'étendant tangentiellement au-
dessus d'une portion au moins de la tête de la première tranche de
façon à appuyer sur ladite première tranche en cas de mouvement
relatif de la deuxième tranche par rapport à la première tranche vers le
premier élément mobile.
Ainsi, si, par exemple du fait des vibrations environnantes, la
deuxième tranche est déplacée, relativement à la première tranche, vers
le premier élément mobile, par exemple un collecteur, cette deuxième
plaquette vient entraîner la première tranche vers le premier élément
mobile. Les deux tranches restent ainsi relativement solidaires l'une de
l'autre, de sorte que l'usure d'une tranche à l'autre reste relativement
uniforme.
Lorsque le mouvement relatif de la deuxième tranche relativement
à la première tranche tend à éloigner la deuxième tranche du premier
élément mobile, c'est la première plaquette qui vient limiter la course de
la deuxième tranche, maintenant ainsi cette deuxième tranche à
proximité du premier élément mobile.
Du fait du jeu fonctionnel, et éventuellement d'un léger jeu
prévu entre les tranches et les plaquettes, les mouvements de la
deuxième tranche relativement à la première tranche de relativement
faibles amplitudes (suivant la dimension radiale) n'entrainent pas de
mouvement supplémentaire de la première tranche. Le dispositif de
balai peut ainsi assurer un contact de relativement bonne qualité,
même dans le cas d'un = remier élément relativement 'eu slan, sar
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exemple avec des lames relativement peu alignées radialement (défaut
de surface ou, dans le cas d'un premier élément circulaire, faux-rond).
Avantageusement, on pourra ainsi concevoir le dispositif de balai
avec suffisamment de jeu(x) entre les pièces de ce dispositif pour que la
deuxième tranche puisse être entrainée en mouvement relativement à la
première tranche sur une plage de déplacement déterminée suivant la
direction radiale sans entrainer en mouvement la première tranche.
Cette plage de déplacement peut correspondre à une distance comprise
entre 0,1 mm et 1 mm, avantageusement entre 0,2 mm et 0,4 mm, par
exemple 0,3 mm. Ainsi, la première tranche peut être entrainée en
mouvement par la deuxième plaquette seulement si le déplacement de
la deuxième tranche relativement à la première tranche correspond à
une distance, suivant la direction radiale et depuis une position
d'extrémité de la plage déterminée, supérieure à un seuil, par exemple
un seuil compris entre 0,01 mm et 2 mm, avantageusement entre
100 Jum et 1 mm, par exemple 500 m. Le dispositif de balai reste
susceptible de présenter des mouvements relatifs correspondant à une
amplitude, suivant la direction radiale, inférieure à ce seuil, ce qui
participe à la qualité du contact électrique.
En particulier, le dispositif de balai peut être conçu de sorte que
lorsque la première plaquette transmet les efforts de pression vers la
deuxième tranche, la deuxième plaquette et la partie de (ou solidaire de)
la première tranche susceptible d'être en butée contre la deuxième
plaquette en cas de mouvement relatif de la deuxième tranche par
rapport à la première tranche vers le premier élément mobile peuvent
être séparées d'un jeu présentant une épaisseur suivant la direction
radiale.
Cette épaisseur correspond à la course autorisée de la deuxième
tranche relativement à la première tranche. Cette épaisseur peut être
choisie par exemple entre 0,1 mm et 1 mm, avantageusement entre 0,2
mm et 0,4 mm, par exemple 0,3 mm, car on a observé que les écarts
d'alignements des lames correspondent à un dénivelé en général de
l'ordre de quelques centaines de iam.
La deuxième plaquette peut avantageusement appuyer
directement sur la première tranche.
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Alternativement, on pourrait prévoir que la deuxième plaquette
s'étende au-dessus de la première plaquette, de façon à pouvoir appuyer
sur cette première plaquette solidarisée à la première tranche.
Chaque plaquette peut comprendre une partie de fixation
rigidement fixée à une face latérale ou frontale de la tranche
correspondante, et une partie d'appui s'étendant tangentiellement au-
dessus d'une portion au moins de la tête de l'autre tranche.
L'expression au-dessus est à prendre dans un référentiel
attaché au balai, et non dans le référentiel terrestre. Dit autrement, la
face supérieure du balai est au-dessus de la face frottante, quelque soit
l'orientation du balai dans le référentiel terrestre.
Chaque tranche s'étend entre la face frottante et une face
supérieure à l'extrémité de la tête.
Chaque plaquette peut être susceptible de venir en butée sur une
surface de (ou solidarisée à) la tête correspondante, dite surface
d'appui. Cette surface d'appui peut par exemple être une portion ou la
totalité de la face supérieure de la tranche correspondant à cette
plaquette (par exemple la deuxième tranche dans le cas de la première
plaquette).
Par ailleurs, par au-dessus , on entendu aussi bien
directement au-dessus qu' indirectement au-dessus , c'est-à-dire
qu'on peut prévoir une couche intermédiaire entre une plaquette et la
surface d'appui correspondante.
Les tranches peuvent être réalisées dans le même matériau,
auquel cas on parlera d'ensemble de balai divisé, ou bien encore dans
des matériaux différents, auquel cas on parlera d'ensemble de balai
composé, ou en deux qualités.
Avantageusement et de façon non limitative, la deuxième
plaquette peut s'étendre au-dessus de la face supérieure de la première
tranche.
Alternativement, on pourrait envisager de percer une tranchée
dans la première tranche, au niveau de la tête, cette tranchée
s'étendant dans un plan normal à la direction radiale et débouchant sur
une face frontale ou latérale de la tranche, et une partie de la deuxième
plaquette étant reçue dans cette tranchée. Dans cet exemple de
réalisation, la deuxième plaquette ne vient pas en butée sur la face
supérieure, à l'extrémité de la première tranche, mais sur une surface
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d'appui distante de cette face supérieure. La deuxième plaquette s'étend
alors au-dessus d'une portion seulement de la tête de la première
tranche, puisqu'une autre portion de la tête de la première tranche,
entre le bord supérieur de la tranchée et la face supérieure, est alors
au-dessus de la deuxième plaquette.
Avantageusement et de façon non limitative, la deuxième
plaquette peut s'étendre au-dessus des faces supérieures des première
et deuxième tranches.
Avantageusement et de façon non limitative, la deuxième
plaquette peut s'étendre au-dessus de la face supérieure de la première
tranche, et avantageusement de la deuxième tranche, à un
emplacement suffisamment central pour que des câbles puissent être
fixés sur ces faces supérieures, de part et d'autre de cette deuxième
plaquette.
Alternativement, la deuxième plaquette peut s'étendre au-dessus
des faces supérieures des première et deuxième tranches, tout en
jouxtant une face latérale de chacune des tranches. Dit autrement, la
deuxième plaquette peut occuper l'emplacement prévu pour un câble, et
ce sur chacune des tranches.
On comprendra toutefois qu'il est avantageux de libérer cet
espace, afin que chaque tranche puisse être raccordée à un nombre
suffisant de câbles, par exemple deux.
Avantageusement et de façon non limitative, la deuxième
plaquette peut s'étendre entre la première plaquette et la face
supérieure de la première tranche et/ou de la deuxième tranche. Ainsi,
on prévoit un espace entre la première plaquette et la surface
supérieure de la première tranche et/ou de la deuxième tranche, pour
l'insertion de la deuxième plaquette. Le jeu de par exemple 300 lum
décrit ci-dessus peut ainsi être un jeu entre les surfaces supérieures
des tranches et la deuxième plaquette lorsque les plaquettes sont en
contact.
On pourra avantageusement prévoir de creuser des encoches
dans la première et/ou la deuxième tranche pour recevoir la deuxième
plaquette. Plus précisément, les tranches peuvent définir des encoches
pour recevoir la partie d'appui de la deuxième plaquette.
Avantageusement et de façon non limitative, la première plaquette
peut s'étendre au-delà de la deuxième tranche. Une telle plaquette
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débordante ( cantilever en anglais) peut permettre d'éviter le
frottement du premier élément mobile contre des éventuels rivets en fin
de vie des tranches. On peut en effet prévoir un rebord, par exemple sur
une cage du porte balai, contre laquelle cette extrémité débordante de la
première plaquette vient en butée lorsque les tranches sont relativement
courtes, maintenant ainsi les deux tranches éloignées du premier
élément mobile.
L'invention n'est en rien limitée au choix du (ou des) matériau
choisi pour chacune des tranches. On pourra par exemple utiliser des
tranches composées principalement de carbone et éventuellement de
métal, par exemple d'argent. L'une et/ou l'autre tranche peuvent ainsi
être réalisée(s) à partir de carbone amorphe, de graphite naturel, d'un
mélange de carbone amorphe et de graphite (balai carbographitique),
d'un mélange de métal et graphite, de graphite imprégné métal, de
graphite et d'agglomérant comprenant une résine synthétique (balai
aggloméré avec une résine synthétique), et/ou autre.
La face frottante peut être courbe ou plane.
La tête de chaque tranche peut présenter une face supérieure
courbe ou non, notamment dans le cas d'une tête arrondie. Toutefois,
on prévoira avantageusement des têtes encochées pour les tranches afin
que les plaquettes puissent être reçues dans les encoches.
La première plaquette peut ainsi être une plaquette d'appui
débordante ou non.
Avantageusement et de façon non limitative, la première plaquette
et/ou la deuxième plaquette peut/peuvent être fixées à la première
tranche et/ou à la deuxième tranche, respectivement, par rivetage.
On pourrait alternativement prévoir un collage, même si le
rivetage permet ou procure une meilleure stabilité mécanique, ce qui
peut être particulièrement intéressant dans le cas d'un environnement
avec des vibrations relativement élevées.
Avantageusement et de façon non limitative, le dispositif de balai
peut comprendre en outre des câbles fixés aux première et deuxième
tranches. Cette fixation peut avantageusement être effectuée par
rivetage, ou bien encore par scellement, soudure ou autre.
Avantageusement et de façon non limitative, la deuxième
plaquette peut définir à une extrémité au-dessus de la première tranche
un rebord s'étendant suivant une direction ayant une composante
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radiale, et la première plaquette peut définir une cavité pour recevoir ce
rebord afin que la première et la deuxième plaquette coopèrent l'une
avec l'autre lorsque les tranches coopèrent l'une avec l'autre. La
solidarisation des deux tranches peut ainsi être améliorée.
Le balai peut avoir une hauteur, suivant la direction radiale, de
l'ordre de quelques centimètres, par exemple entre 1 cm et 4 cm.
Le balai peut avoir une épaisseur, suivant la direction
tangentielle, de l'ordre du centimètre, par exemple entre 0,8 cm et 4 cm.
Il est en outre proposé une machine électrique tournante
comprenant un dispositif de balai tel que décrit ci-dessus.
L'invention peut notamment trouver une application dans le
domaine du transport, en particulier dans l'aérospatial, notamment
l'aéronautique, le spatial, ou autre, dans le transport ferroviaire, ou
autre. Plus particulièrement, l'invention pourra être mise en oeuvre
dans une génératrice-démarreur à balais.
L'invention n'est toutefois en rien limitée à cette application dans
le domaine du transport. On pourra par exemple prévoir d'utiliser
l'ensemble de balais décrits ci-après dans un chariot élévateur, ou
autre.
Il est en outre proposé d'utiliser le dispositif de balai décrit ci-
dessus et/ou la machine électrique tournante décrite ci-dessus, dans
un aéronef ou dans un véhicule spatial, par exemple une navette
spatiale.
L'invention sera mieux comprise en référence aux figures,
lesquelles illustrent des modes de réalisation donnés à titre d'exemple et
non limitatifs.
La figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un exemple
de dispositif de balai selon un mode de réalisation de l'invention, dans
un état désolidarisé.
La figure 2 est une vue en perspective d'un exemple de dispositif
de balai selon un autre mode de réalisation de l'invention.
La figure 3 est une vue en perspective d'un exemple de dispositif
de balai selon un autre mode de réalisation de l'invention, dans un état
désolidarisé.
La figure 4 est une vue depuis une face latérale d'un exemple de
dispositif de balai selon un mode de réalisation de l'invention.
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La figure 5 est une vue du dessus d'un exemple de dispositif de
balai selon un mode de réalisation de l'invention.
Des références identiques peuvent être utilisées d'une figure à
l'autre pour désigner des éléments identiques ou similaires, dans leur
forme ou dans leur fonction.
Les dispositifs de balai illustrés ont été conçus pour des
génératrices démarreurs à balais, pour une application aéronautique.
Ces dispositifs de balai, dits aussi balais, sont donc destinés à
être soumis à des vibrations relativement importantes, ainsi
éventuellement qu'a des températures relativement élevées, car les
machines électriques peuvent fermées ou capotées. Ces vibrations sont
susceptibles d'occasionner divers dommages sur une machine
électrique. Par exemple, il existe un risque de descellement du balai.
On pourra avantageusement choisir de riveter les câbles sur les
tranches afin de limiter ce risque.
Il existe également un risque de dégradation des câbles, voire
même des gaines isolantes.
En outre, les faces frontales du balai, voire parfois les faces
latérales, peuvent être susceptibles d'être usées du fait du frottement
du balai dans la cage porte-balai.
Enfin, la face frottante et les arêtes du balai peuvent être
susceptibles de subir une usure électrique relativement élevée du fait
des arcs électriques induits par les sauts du balai sur un collecteur, et
ce en particulier lorsque les lames du collecteur ne sont
qu'imparfaitement alignées.
L'utilisation de balais jumelés peut permettre de pallier en grande
partie à ce dernier inconvénient, car le contact électrique avec les lames
du collecteur peut être mieux assuré.
En référence à la figure 1, le dispositif de balai 1 comprend une
première tranche 11 et une deuxième tranche 12 normalement plaquées
l'une contre l'autre. Sur la figure 1, ces tranches 11, 12 sont dans un
état désolidarisé.
La tête du balai 1 est légèrement biseautée, c'est-à-dire que les
faces supérieures 31, 32 forment un léger angle avec les faces frottantes
non visibles sur la figure 1. La figure 4, décrite ci-après, montre un
autre exemple de balai présentant un tel angle. Ceci peut permettre
d'assurer une meilleure stabilité mécanique.
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Des câbles 21, 21', 22, 22' sont rivetés aux tranches 11, 12.
Une première plaquette 41 est fixée par rivetage à la première
tranche 11. Cette première plaquette 41 comprend une partie de
fixation 415 solidarisée par des rivets 419 à la première tranche.
La première plaquette 41 comprend en outre une partie d'appui
416, d'une seule pièce avec la partie de fixation 415, et s'étendent au-
dessus des têtes des tranches 11 et 12, de sorte que, si un ressort (non
représenté) exerce une pression sur une surface plane supérieure 411
de cette partie d'appui 416, la première tranche 11 subit cette pression
du fait de la fixation rigide à la première plaquette 41, et la deuxième
tranche 12 subit également cette pression car la partie d'appui 416 est
alors en butée contre une surface plane 421 d'une deuxième plaquette
42 rigidement fixée à la deuxième tranche 12.
Cette deuxième plaquette 42 comprend une partie de fixation 425
fixée au moyen de rivets 422 à la deuxième tranche 12, et une partie
d'appui 426 à forme générale de languette. Les parties 425, 426, sont
d'une seule pièce.
Lorsque les tranches 11, 12 sont assemblées, la partie d'appui à
forme de languette 426 vient se loger entre la surface supérieure 31 de
la première tranche 11, et une surface plane inférieure 412 de la partie
d'appui 416 de la première plaquette 41 opposée à la surface plane
supérieure 411. Ainsi, si la deuxième tranche 12 est entraînée, par
exemple du fait des vibrations, vers un collecteur non représenté, de
sorte que cette deuxième tranche 12 tende à s'éloigner de la première
tranche 11, la surface plane 421 de la deuxième plaquette 42 exerce
une pression sur la surface supérieure 31 de la première tranche 11, de
sorte que la première tranche 11 est entraînée vers le collecteur.
L'invention n'est en rien limitée par la forme du système de
pression utilisé. On pourra par exemple prévoir un ressort, ou autre.
Les rivets 419 (respectivement 422) utilisés pour la fixation de la
partie de fixation 415 (respectivement 425) s'étendent tangentiellement
de façon à traverser la tête 71 de la première tranche 11
(respectivement la tête 72 de la deuxième tranche 12).
Ces rivets 419 (respectivement 422) servent également à la
fixation des câbles 21,21' (respectivement, des câbles 22, 22'). Plus
précisément, lors de la fabrication du balai, des cavités sont formées
dans les tranches 11, 12 pour recevoir les rivets 419, 422. Les
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extrémités des câbles sont enroulées autour des rivets, puis une
soudure est réalisée afin de fixer rigidement les câbles et les plaquettes
sur les tranches.
La première plaquette 42 est débordante, de sorte qu'en fin de vie,
la partie 416 formant languette se trouve bloquée sur une cage porte-
balai non représentée. Du fait de la coopération de la partie 426 de la
deuxième plaquette avec la première tranche 11, la deuxième tranche
12 reste aussi suspendue.
Ce balai 1 est avantageux par rapport au balai jumelé avec
plaquette d'appui existant, en ce sens que l'usure des tranches est
davantage symétrique qu'avec ces balais existants. En effet, avec les
balais jumelés avec plaquettes d'appui existants, la pression exercée par
le ressort peut être relativement peu uniforme. La deuxième tranche,
dite tranche menée, peut être susceptible de recevoir une poussée de
pression moindre que la première tranche, et, de ce fait, il existe un
risque de glissement par rapport à la première tranche.
Avec le balai 1, le risque d'usure par frottement entre les deux
faces en vis-à-vis des tranches est ainsi réduit.
En outre, les câbles 22, 22' fixés à la deuxième tranche seront
vraisemblablement moins sollicités que dans l'art antérieur.
En outre, une usure électrique de la deuxième tranche 12 peut
être moindre que dans l'art antérieur car avec ce balai 1, les
mouvements relatifs de trop grande amplitude sont ainsi empêchés.
L'invention peut ainsi permettre de limiter la dégradation du collecteur
et la disjonction de la génératrice.
En outre, lorsque le balai 1 arrive en fin de vie, c'est-à-dire
lorsque la tranche meneuse 11 se trouve bloquée par l'extrémité
débordante de la première plaquette 41 en appui sur la cage du porte-
balai non représenté, la tranche menée 12 est également maintenue
suspendue, grâce à la deuxième plaquette 42.
La première plaquette 41 définit, outre la surface plane
supérieure 411, deux rebords latéraux 413, 414 formant saillie depuis
cette surface 411. Ces rebords 413, 414 permettent de maintenir
l'extrémité du ressort sur la surface 411.
Les plaquettes 41 42 occupent une position centrale sur les faces
supérieures des tranches 11, 12 libérant ainsi les emplacements pour la
fixation des câbles 21, 21', 22, 22'.
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Dans le mode de réalisation de la figure 2, des encoches 491 sont
réalisées sur les têtes des tranches 11, 12, pour recevoir la partie
d'appui 426 de la plaquette 42. Ces encoches forment une rainure
ayant des dimensions correspondant sensiblement à celles de cette
partie d'appui 426.
La surélévation de la partie d'appui 426 reste ainsi limitée, et
avantageusement les encoches ont une hauteur (suivant la direction
radiale) légèrement supérieure à l'épaisseur de la feuille de métal à
partir de laquelle la deuxième plaquette est obtenue, de sorte que la
partie d'appui 426 de la deuxième plaquette affleure à la surface
supérieure de chacune des tranches 11, 12. On peut ainsi envisager
d'utiliser une première plaquette avec les mêmes dimensions et le même
positionnement relativement à la première tranche que dans l'art
antérieur.
Ainsi, la partie d'appui 426 est-elle glissée dans l'encoche de la
tête de la tranche meneuse 11. Les deux tranches peuvent être
relativement bien ajustées l'une par rapport à l'autre, et l'appui du
ressort sur la tranche menée 12 peut être amélioré.
On prévoit en outre une encoche supplémentaire 490, s'étendant
radialement, pour recevoir la partie de fixation 425 de la deuxième
plaquette 42.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, la partie d'appui 426
de deuxième plaquette 42 définit une extrémité en saillie 435, et la
première plaquette 41 définit un évidement, non visible sur la figure 3,
pour recevoir cette extrémité formant saillie 435. Ainsi la deuxième
plaquette est recourbée à son extrémité libre et un aménagement est
prévu dans la plaquette 41 de la tranche meneuse 11 de sorte que les
plaquettes 41, 42 s'emboîtent l'une dans l'autre, améliorant ainsi la
solidarisation des tranches 11, 12.
Comme représenté sur la figure 4, on peut prévoir un trait de
scie 50 sur une face latérale, ou sur les deux faces latérales.
Comme représenté sur la figure 4, l'angle formé entre les faces
supérieures et un plan normal à la direction radiale (typiquement le
plan des faces frottantes dans le cas de faces frottantes planes) peut
être de l'ordre de 15 .
On pourra en outre relever que dans l'exemple illustré sur cette
figure, les faces frottantes 61, 62 sont courbes, les tranches 11, 12
CA 02965878 2017-04-26
WO 2016/071580 1 3 PCT/FR2014/052797
étant conformées et disposées pour que ces faces 61, 62 forment une
surface avec une relativement faible discontinuité entre les tranches 11,
12.
Comme représenté sur la figure 5, une encoche 118 s'étendant
radialement peut être définie dans la première tranche, pour recevoir la
partie de fixation 415 de la première plaquette 41.
Les tranches 11 12, peuvent être réalisées en matériau
électrographite ou métal-graphite, par exemple cuivre-graphite ou
argent-graphite. Ces balais peuvent être méchés, notamment pour une
application dans l'aéronautique.
L'invention peut ainsi permettre d'améliorer la symétrie d'usure
des tranches, et donc de limiter le risque d'endommagement de la
génératrice, de manière relativement simple et fiable et sans
dégradation des performances du balai.
On pourra en outre relever que le balai décrit ci-dessus pourra
être compatible avec des couronnes connues de l'art antérieur. Ce balai
pourra ainsi être utilisé en lieu et place d'un balai existant.
