EP3257116A2 - Porte-balais - Google Patents

Porte-balais

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Publication number
EP3257116A2
EP3257116A2 EP16707182.8A EP16707182A EP3257116A2 EP 3257116 A2 EP3257116 A2 EP 3257116A2 EP 16707182 A EP16707182 A EP 16707182A EP 3257116 A2 EP3257116 A2 EP 3257116A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
brush holder
support plate
tabs
holder according
cages
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP16707182.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Thierry Paltrie
Maximilien Gentil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Original Assignee
Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Equipements Electriques Moteur SAS filed Critical Valeo Equipements Electriques Moteur SAS
Publication of EP3257116A2 publication Critical patent/EP3257116A2/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/381—Brush holders characterised by the application of pressure to brush
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/385—Means for mechanical fixation of the brush holder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/38—Brush holders
    • H01R39/41—Brush holders cartridge type
    • H01R39/415—Brush holders cartridge type with self-recoiling spring
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K13/00—Structural associations of current collectors with motors or generators, e.g. brush mounting plates or connections to windings; Disposition of current collectors in motors or generators; Arrangements for improving commutation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K5/00—Casings; Enclosures; Supports
    • H02K5/04—Casings or enclosures characterised by the shape, form or construction thereof
    • H02K5/14—Means for supporting or protecting brushes or brush holders
    • H02K5/143—Means for supporting or protecting brushes or brush holders for cooperation with commutators
    • H02K5/148—Slidably supported brushes

Definitions

  • the present invention relates to an improved motor vehicle starter electric motor brush holder, as well as the corresponding electric motor and starter.
  • the invention finds a particularly advantageous, but not exclusive, application with motor vehicle starters, in particular those installed in vehicles equipped with the function of stopping and automatically restarting the engine (so-called "stop and start” function). " in English).
  • a brush holder is mounted around the rotor shaft of a starter so as to cooperate with brushes made of electrically conductive material with an electrical collector integral with the rotor shaft. This makes it possible to electrically power the rotor by switching the electric current in the conductors of the rotor.
  • the brush holder comprises a support plate carrying a set of cages each serving as a housing for a brush.
  • Each blade has a face intended to rub against the conductive blades of the collector connected to the rotor winding.
  • An elastic means such as a spring, exerts on each broom received in a cage a force in the direction of the manifold to ensure contact between the blade and the collector blades.
  • the brushes have alternating polarities.
  • the positive polarity brushes are electrically connected, via their respective braid, to an inter-brush connector which is also electrically connected to the power wire from the starter contactor.
  • the brushes for the return of current are electrically connected to the mass of the machine by means of their respective braid.
  • a spiral type spring comprising a wound portion mounted on a leg, and an arm extending from an end of the wound portion intended to come resting on an end face of the brush opposite the face in contact with the collector blades.
  • This type of spiral spring makes it possible to increase the size of the brush for a given diameter of the brush holder since it is located between two brushes and not between the brush and the cylinder head of the motor, as is the case with the carriers. brooms using a coil spring. In addition, increasing the length of the blade allows it to have a longer life.
  • the cages are made from a thin sheet metal plate so as to form substantially an omega whose end branches are fixed to the plate via a fixing device.
  • the problem of such a configuration is that the dust generated by the brushes is likely to generate short circuits in the starter.
  • the invention aims in particular to effectively remedy this disadvantage by proposing a brush holder for an electric motor including a motor vehicle starter having guide cages for receiving brushes, a support plate on which are positioned said guide cages.
  • said guide cages are made of an insulating material and said brush holder comprises tabs fixed on the support plate around each of which a spiral spring is intended to be mounted to exert a force on a broom. in order to press said brush against a collector.
  • each tab is located between two adjacent guide cages.
  • the fact that the tab is located between two guide cages increases the size of the blade for a given bolt diameter.
  • said tabs are made of a metallic material. Such a characteristic makes it possible to ensure effective maintenance of the wound portion of the spring, insofar as the metal tab can withstand without difficulty the reaction forces applied by the associated spring unlike a plastic tab.
  • said tabs are derived from a metal washer. Such a configuration makes it possible to stiffen the assembly obtained.
  • the support plate is overmolded around the tabs, said support plate being preferably made of plastic. This makes it possible to secure the tabs to the support plate.
  • the support plate is overmolded around the tabs and preferably only around the base of said tabs.
  • said support plate is overmolded around said tabs and said metal washer, said support plate being preferably made of a plastic material.
  • said metal washer comprises a number of parts corresponding to the number of guide cages, separated from each other so as to isolate said brushes from each other. This avoids the risk of short circuit in the starter.
  • said tabs are fixed on said support plate.
  • said tabs are attached, independently of one another, to said support plate.
  • said tabs are provided with a base extending along the support plate and for securing the tab to said support plate.
  • said tabs are provided with an opening for holding said tabs during overmolding. This ensures a precise positioning of the tabs during the overmolding operation by means of an indexing tool having fingers adapted to cooperate with these openings.
  • said brush holder comprises curved portions each projecting from the support plate parallel to the lugs and being intended for guiding wound parts of said spiral springs.
  • said support plate comprises guide elements of an interconnector for connecting brushes of the same polarity, on the side of a face opposite to that carrying said guide cages.
  • said guide cages are made of material with said support plate.
  • the invention also relates to an electric motor comprising a brush holder as previously defined.
  • the invention further relates to the motor vehicle starter comprising an electric motor as previously defined.
  • the invention will be better understood on reading the description which follows and on examining the figures which accompany it. These figures are given for illustrative but not limiting of the invention.
  • Figures 1 and 2 are respectively perspective and top views illustrating a first embodiment of an electric motor brush holder according to the present invention
  • Figure 3 is a perspective view of the brush holder of Figures 1 and 2 without the brushes or the spiral springs;
  • Figure 4 is a perspective view of the metal washer used in the brush holder of the preceding figures around which is intended to be overmolded the support plate;
  • Fig. 5 is a perspective view illustrating a second embodiment of a brush holder according to the present invention.
  • Fig. 6 is a perspective view of an insert used in the brush holder of Fig. 5 to form the flaps carrying the coil springs
  • Figure 7 is a perspective view of the brush holder of Figure 5 without the brushes or spiral springs
  • Fig. 8 is a view showing the underside of the brush holder of Fig. 7;
  • Figure 9 is a cross-sectional view of the brush holder of Figure 5 at an insert.
  • Figures 1, 2 and 5 show a brush holder 10 according to the invention for use with an electric motor starter motor vehicle.
  • This brush holder 10 of X axis comprises a support plate 12 of substantially annular shape around the axis X and a set of guide cages 13 each serving as a housing for a brush 15.
  • the support plate 12 and the cages 13 that it carries are attached to a cover (not shown) forming a rear bearing for the rotor shaft of the electric machine.
  • the central portion of the plate 12 has an opening 16.
  • the assembly formed by the support plate 12, the brush cages 13 and the brushes 15 is mounted around the starter rotor shaft.
  • Each blade 15 is slidably mounted inside a cage 13 which is open so as to open on the opening 16 to enable the brushes 15 to be placed in electrical contact with blades carried by a commutator of a rotor of electric machine.
  • the brushes 15 have alternating polarities.
  • the brushes 15 of positive polarity are electrically connected, via their respective braid 19, to a feed wire from the contactor starter.
  • an inter-brush connector (not shown) is preferably used.
  • a grommet 22 clearly visible in Figure 5 is intended to cooperate with the starter housing to seal the brush holder 10.
  • the brushes 15 of negative polarity for the current return are connected electrically to the ground of the machine by means of their respective braid 19.
  • the flexible braids 19 are advantageously made of copper or copper alloy.
  • the braids 19 may play a role of fuse in case of overcurrent due to a malfunction of the starter.
  • a spiral spring 24 associated with each guide cage 13 radially biases the corresponding blade 15 to contact blades of the collector.
  • each spring 24 comprises a wound portion 26 formed by a plurality of turns which is mounted around a tab 29, and an arm 32 extending from one end of the wound portion 26.
  • the arm 32 has a bearing zone against a portion of the face of the blade 15 opposite the face in contact with the blades of the collector.
  • Each lug 29 is located between two adjacent guideways 13.
  • the tab 29 has a direction of longitudinal elongation L1 which extends axially with respect to the axis X.
  • each cage 13 has a housing for the brush 15 delimited by two side walls 36, 37 vis-à-vis interconnected by a wall 38 of upper connection.
  • the side walls 36, 37 each comprise an opening 43 which will, depending on the positioning of the spring 24, the passage of the arm 32 of the spring 24 and / or the braid 19 of the brush 15 corresponding.
  • the tabs 29 come from a metal washer 45 of axis Y which coincides with the axis X when the washer 45 is integrated with the brush holder 10. More specifically, the metal washer 45 shown in detail in Figure 4 has a generally annular shape extending in a radial orientation plane relative to the Y axis. The inner and outer diameters of the washer 45 correspond respectively to the inner and outer diameters of the support plate 12. The tabs 29 are obtained by cutting into the washer 45 portions, in this case of rectangular shape, which are then folded so as to extend substantially perpendicularly to the plane of the metal washer 45.
  • the support plate 12 made of a plastic material is overmolded around the metal washer 45 and the tabs 29.
  • the washer 45 and the base of the tabs 29 corresponding to the junction between the tabs 29 and the washer 45 are covered by a layer of material forming the support plate 12.
  • the metal washer 45 thus makes it possible to stiffen the assembly.
  • only the base of the tabs 29 is overmolded.
  • the entire surface of the tabs 29 may be overmolded.
  • the cages 13, and more specifically the side walls 36, 37, are made of material with the support plate 12.
  • the cages 13 may be made by molding at the same time as the support plate 12 thus forming a single piece.
  • the resulting assembly formed by the support plate 12, the metal washer 45, and the cages 13 is thus a one-piece assembly.
  • the support plate 12 and the cages 13 are made of a plastic material ensuring good electrical insulation.
  • the support plate 12 and the cages could however be made of any other moldable insulating material.
  • the brush holder 10 further comprises curved portions 48 for guiding the coiled portions 26 of the coil springs 24.
  • These curved portions 48 are annular portions extending axially with respect to the X axis having a diameter internal portion corresponding to the outer diameter of the wound portion 26 of the springs 24.
  • These curved portions 48 are also made in one piece with the support plate 12 and may also be obtained during molding of the assembly.
  • the front edges of the latter located on the collector side may be interconnected by a cylindrical portion 49 of axial orientation coming from material with the cages 13 and the support plate 12.
  • the metal washer 45 is cut into a number of parts corresponding to the number of guide cages 13 so as to isolate the brushes 15 from each other. This avoids the risk of short circuit.
  • the washer 45 is cut into four parts each associated with a corresponding guide cage 13. The cutting operation is carried out after the overmolding operation during which the handling of an entire washer 45 is easy.
  • the braids 19 of the brushes 15 of negative polarity can pass through the space left free by removing the material strips 451 to be connected to the mass of the starter. These strips of material 451 are of reduced width relative to the average width of the washer 45 to facilitate their cutting.
  • each lug 29 comprises a base 291 and an elongated portion 292 coming from the base 291 around which a spring 24 is intended to be mounted.
  • the elongated portion 292 extends substantially perpendicular to the base 291. As shown, the elongated portion 292 may be enlarged in its lower part at the junction with the base 291. The base 291 of the tabs 29 corresponds to the base of said tabs of the previous embodiment.
  • the tabs 29 are attached, independently of one another, to the support plate 12.
  • the support plate 12 made of a plastic material is overmolded around the base 291 of the tabs 29.
  • the bases 291 are covered by a layer of material forming the support plate 12, so that the tabs 29 are secured to the support plate 12 (see Figure 9).
  • the tabs 29 are each provided with a through opening 293 formed in their base 291.
  • each tab 29 is located close to a corresponding guide cage 13 and that the extension direction L1 extends parallel to the axis X of the brush holder 10.
  • the tabs 29 of the previous embodiment illustrated by Figures 3 and 4 may each be provided with an opening 293.
  • this opening may be formed in the base of the tab.
  • the cages 13, and more specifically the side walls 36, 37 can be reproduced identically to the embodiment described above.
  • the assembly obtained formed in particular by the support plate 12, the cages 13, and the tabs 29 is thus a one-piece assembly, as is clearly visible in FIG. 7.
  • the brush holder 10 also has curved portions 48 which can be reproduced identically to the previously described embodiment.
  • the front edges of the cages 13 can be connected to each other in the same manner as the embodiment previously described, that is to say by the cylindrical portion 49, in order to stiffen the molded assembly obtained.
  • the support plate 12 may also comprise guide elements 52 of an interconnector on the side of the face opposite to that carrying the guide cages 13. Some of these guide elements 52 consist of in this case by L-shaped hooks so as to delimit with the face of the support plate 12 a space for receiving a branch of the interconnector. The guide elements 52 may preferably allow to maintain the interconnector. In the embodiment of FIGS. 1 to 4, the support plate 12 may also comprise these guide elements 52 situated on the opposite side of the cages 13.
  • the support plate 12 is not overmolded around the added tabs 29.
  • the tabs 29 attached to the support plate 12 are fixed.
  • the tabs 29 may, for example, be fixed by riveting, snapping or screwing onto the support plate 12.
  • the fact of using metal tabs 29 makes it possible to effectively maintain the wound portion 26 of the spring 24, insofar as the metal tabs 29 can withstand the forces applied. by the spring 24 mounted around each leg 29.
  • the risk of short-circuit related to the dust generated by the brushes 15 is limited due to the use of the insulating material for the production of the cages 13 and the support plate 12.
  • the brush holder 10 comprises more than four brushes 15, each brush 15 being able for example to be associated with another brush 15 positioned on the opposite side of the plate 12.
  • the brush holder 10 is here an electric motor brush holder of a motor vehicle starter.
  • the brush holder 10 could also belong to an alternator or an alternator-starter.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

L'invention concerne principalement un porte-balais (10) pour un moteur électrique notamment de démarreur de véhicule automobile comportant des cages de guidage (13) destinées à recevoir des balais(15), une plaque de support (12) sur laquelle sont positionnées lesdites cages de guidage (13).Lesdites cages de guidage (13) sont réalisées dans un matériau isolant. Ledit porte-balais (10)comporte des pattes (29) fixées sur la plaque de support (12) autour de chacune desquelles un ressort à spirales (24) est destiné à être monté pour exercer une force sur un balai (15) de manière à plaquer ledit balai (15) contre un collecteur.

Description

PORTE-BALAIS
La présente invention concerne un porte-balais amélioré de moteur électrique de démarreur de véhicule automobile, ainsi que le moteur électrique et le démarreur correspondants. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les démarreurs de véhicule automobile, en particulier ceux installés dans les véhicules équipés de la fonction d'arrêt et de re-démarrage automatique du moteur thermique (fonction dite "stop and start" en anglais).
De façon connue en soi, un porte-balais est monté autour de l'arbre du rotor d'un démarreur de manière à faire coopérer des balais réalisés en matériau électriquement conducteur avec un collecteur électrique solidaire de l'arbre du rotor. Cela permet d'alimenter électriquement le rotor par commutation du courant électrique dans les conducteurs du rotor.
A cet effet, le porte-balais comporte une plaque de support portant un ensemble de cages servant chacune de logement à un balai. Chaque balai comporte une face destinée à venir frotter contre les lames conductrices du collecteur reliées au bobinage du rotor. Un moyen élastique, tel qu'un ressort, exerce sur chaque balai reçu dans une cage un effort en direction du collecteur pour assurer le contact entre le balai et les lames du collecteur. Les balais présentent des polarités alternées. Ainsi, les balais de polarité positive sont reliés électriquement, via leur tresse respective, à un connecteur inter-balais auquel est également connecté électriquement le fil d'alimentation issu du contacteur du démarreur. Par ailleurs, les balais destinés au retour de courant sont reliés électriquement à la masse de la machine au moyen de leur tresse respective.
Dans certaines configurations de porte-balais, il est connu d'utiliser un ressort de type à spirales comprenant une partie enroulée montée sur une patte, ainsi qu'un bras s'étendant à partir d'une extrémité de la partie enroulée destiné à venir en appui sur une face d'extrémité du balai opposée à la face en contact avec les lames du collecteur. Ce type de ressort à spirales permet d'augmenter la taille du balai pour un diamètre de porte-balais donné puisque celui-ci est situé entre deux balais et non entre le balai et la culasse du moteur comme c'est le cas des porte- balais utilisant un ressort hélicoïdal. De plus, le fait d'augmenter la longueur du balai permet que ce dernier ait une plus grande durée de vie.
Comme cela est décrit dans le document FR2996369, les cages sont réalisées à partir d'une plaquette de tôle mince de manière à former sensiblement un oméga dont les branches d'extrémité sont fixées sur la platine via un dispositif de fixation. Le problème d'une telle configuration est que la poussière générée par les balais est susceptible de générer des court-circuits dans le démarreur.
L'invention vise notamment à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un porte-balais pour un moteur électrique notamment de démarreur de véhicule automobile comportant des cages de guidage destinées à recevoir des balais, une plaque de support sur laquelle sont positionnées lesdites cages de guidage. Selon l'invention, lesdites cages de guidage sont réalisées dans un matériau isolant et ledit porte-balais comporte des pattes fixées sur la plaque de support autour de chacune desquelles un ressort à spirales est destiné à être monté pour exercer une force sur un balai de manière à plaquer ledit balai contre un collecteur.
Du fait de la réalisation des cages dans un matériau isolant qui pourra par exemple venir de matière avec la plaque de support, l'invention permet ainsi de résoudre les problèmes précités de court-circuits engendrés par la poudre de balais. Selon une réalisation, chaque patte est située entre deux cages de guidage adjacentes. Le fait que la patte soit située entre deux cages de guidage permet d'augmenter la taille du balai pour un diamètre de culasse donné.
Selon une réalisation, lesdites pattes sont réalisées dans un matériau métallique. Une telle caractéristique permet d'assurer un maintien efficace de la partie enroulée du ressort, dans la mesure où la patte métallique peut résister sans difficultés aux efforts de réaction appliqués par le ressort associé contrairement à une patte en plastique. Selon une réalisation, lesdites pattes sont issues d'une rondelle métallique. Une telle configuration permet de rigidifier l'ensemble obtenu.
Selon une réalisation, la plaque de support est surmoulée autour des pattes, ladite plaque de support étant de préférence réalisée en plastique. Cela permet de solidariser les pattes à la plaque de support.
Selon une réalisation, la plaque de support est surmoulée autour des pattes et de préférence uniquement autour de l'embase desdites pattes.
Selon une réalisation, ladite plaque de support est surmoulée autour desdites pattes et de ladite rondelle métallique, ladite plaque de support étant de préférence réalisée dans un matériau plastique.
Selon une réalisation, ladite rondelle métallique comprend un nombre de parties correspondant au nombre de cages de guidage, séparées les unes des autres de manière à isoler lesdits balais les uns des autres. On évite ainsi les risques de court-circuit dans le démarreur. Selon une réalisation, lesdites pattes sont fixées sur ladite plaque de support.
Selon une réalisation, lesdites pattes sont rapportées, de manière indépendante les unes des autres, sur ladite plaque de support.
Selon une réalisation, lesdites pattes sont munies d'une base s'étendant le long de la plaque de support et permettant de fixer la patte à ladite plaque de support.
Selon une réalisation, lesdites pattes sont munies d'une ouverture permettant de maintenir lesdites pattes lors du surmoulage. Cela permet de garantir un positionnement précis des pattes lors de l'opération de surmoulage au moyen d'un outillage d'indexage comportant des doigts aptes à coopérer avec ces ouvertures.
Selon une réalisation, ledit porte-balais comporte des portions incurvées chacune faisant saillie de la plaque de support parallèlement aux pattes et étant destinées au guidage de parties enroulées desdits ressorts à spirales. Selon une réalisation, ladite plaque de support comporte des éléments de guidage d'un interconnecteur pour connecter des balais de même polarité, du côté d'une face opposée à celle portant lesdites cages de guidage.
Selon une réalisation, lesdites cages de guidage viennent de matière avec ladite plaque de support.
L'invention a également pour objet un moteur électrique comportant un porte- balais tel que précédemment défini.
L'invention concerne en outre le démarreur de véhicule automobile comportant un moteur électrique tel que précédemment défini. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention.
Les figures 1 et 2 sont respectivement des vues en perspective et de dessus illustrant un premier mode de réalisation d'un porte-balais de moteur électrique selon la présente invention;
La figure 3 est une vue en perspective du porte-balais des figures 1 et 2 sans les balais ni les ressort à spirales;
La figure 4 est une vue en perspective de la rondelle métallique utilisée dans le porte-balais des figures précédentes autour de laquelle est destinée à être surmoulée la plaque de support;
La figure 5 est une vue en perspective illustrant un deuxième mode de réalisation d'un porte-balais selon la présente invention;
La figure 6 est une vue en perspective d'un insert utilisé dans le porte-balais de la figure 5 pour former les pattes portant les ressorts à spirales; La figure 7 est une vue en perspective du porte-balais de la figure 5 sans les balais ni les ressorts à spirales;
La figure 8 est une vue montrant la face inférieure du porte-balais de la figure 7; La figure 9 est une vue en coupe transversale du porte-balais de la figure 5 au niveau d'un insert.
Les éléments identiques, similaires, ou analogues conservent la même référence d'une figure à l'autre. Les figures 1 , 2, et 5 montrent un porte-balais 10 selon l'invention destiné à être utilisé avec un moteur électrique de démarreur de véhicule automobile.
Ce porte-balais 10 d'axe X comporte une plaque de support 12 de forme sensiblement annulaire autour de l'axe X et un ensemble de cages de guidage 13 servant chacune de logement à un balai 15. La plaque de support 12 et les cages 13 qu'elle porte viennent se fixer sur un capot (non représenté) formant un palier arrière pour l'arbre de rotor de la machine électrique. En outre, la partie centrale de la plaque 12 comporte une ouverture 16. L'ensemble formé par la plaque de support 12, les cages à balai 13 et les balais 15 est monté autour de l'arbre du rotor du démarreur. Chaque balai 15 est monté à coulissement à l'intérieur d'une cage 13 laquelle est ouverte de manière à déboucher sur l'ouverture 16 pour permettre la mise en contact électrique des balais 15 avec des lames portées par un collecteur d'un rotor de machine électrique.
Les balais 15 présentent des polarités alternées. Ainsi, les balais 15 de polarité positive sont reliés électriquement, via leur tresse 19 respective, à un fil d'alimentation issu du contacteur du démarreur. Afin de relier électriquement les tresses 19 de deux balais positifs 15 diamétralement opposés, on utilise de préférence un connecteur inter-balais (non représenté). En outre, un passe-fil 22 bien visible sur la figure 5 est destiné à coopérer avec la carcasse du démarreur pour assurer l'étanchéité du porte- balais 10. Par ailleurs, les balais 15 de polarité négative destinés au retour de courant sont reliés électriquement à la masse de la machine au moyen de leur tresse 19 respective.
Les tresses souples 19 sont avantageusement en cuivre ou en alliage de cuivre. Les tresses 19 pourront jouer un rôle de fusible en cas de surintensité due à un dysfonctionnement du démarreur. Par ailleurs, un ressort à spirales 24 associé à chaque cage de guidage 13 sollicite radialement le balai 15 correspondant vers des lames de contact du collecteur. A cet effet, chaque ressort 24 comporte une partie enroulée 26 formée par une pluralité de spires qui est montée autour d'une patte 29, ainsi qu'un bras 32 s'étendant depuis une extrémité de la partie enroulée 26. Le bras 32 présente une zone d'appui contre une portion de la face du balai 15 opposée à la face en contact avec les lames du collecteur. Chaque patte 29 est située entre deux cages de guidage 13 adjacentes. La patte 29 présente une direction d'allongement longitudinale L1 qui s'étend axialement par rapport à l'axe X.
Par ailleurs, chaque cage 13 présente un logement pour le balai 15 délimité par deux parois latérales 36, 37 en vis-à-vis reliées entre elles par une paroi 38 de liaison supérieure. Les parois latérales 36, 37 comportent chacune une ouverture 43 qui permettra, en fonction du positionnement du ressort 24, le passage du bras 32 du ressort 24 et/ou de la tresse 19 du balai 15 correspondant.
Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, les pattes 29 sont issues d'une rondelle métallique 45 d'axe Y qui se confond avec l'axe X lorsque la rondelle 45 est intégrée au porte-balais 10. Plus précisément, la rondelle métallique 45 montrée en détails sur la figure 4 présente une forme globalement annulaire s'étendant dans un plan d'orientation radiale par rapport à l'axe Y. Les diamètres interne et externe de la rondelle 45 correspondent respectivement aux diamètres interne et externe de la plaque de support 12. Les pattes 29 sont obtenues en découpant dans la rondelle 45 des parties, en l'occurrence de forme rectangulaire, qui sont rabattues ensuite de manière à s'étendre sensiblement perpendiculairement au plan de la rondelle métallique 45.
La plaque de support 12 réalisée dans un matériau plastique est surmoulée autour de la rondelle métallique 45 et des pattes 29. Ainsi, la rondelle 45 et l'embase des pattes 29 correspondant à la jonction entre les pattes 29 et la rondelle 45 sont recouvertes par une couche de matériau formant la plaque de support 12. La rondelle métallique 45 permet ainsi de rigidifier l'ensemble. Dans ce mode de réalisation, uniquement l'embase des pattes 29 est surmoulée. En variante non représentée sur les figures, toute la surface des pattes 29 peut être surmoulée.
En outre, les cages 13, et plus spécifiquement les parois latérales 36, 37, viennent de matière avec la plaque de support 12. Les cages 13 pourront être réalisées par moulage en même temps que la plaque de support 12 formant ainsi une seule pièce. L'ensemble obtenu formé par la plaque de support 12, la rondelle métallique 45, et les cages 13 est ainsi un ensemble monobloc. La plaque de support 12 et les cages 13 sont réalisées dans une matière plastique assurant une bonne isolation électrique. En variante, la plaque de support 12 et les cages pourraient toutefois être réalisées dans tout autre matériau isolant moulable.
De préférence, le porte-balais 10 comporte en outre des portions incurvées 48 destinées au guidage des parties enroulées 26 des ressorts à spirales 24. Ces portions incurvées 48 sont des portions annulaires s'étendant axialement par rapport à l'axe X ayant un diamètre interne correspondant au diamètre externe de la partie enroulée 26 des ressorts 24. Ces portions incurvées 48 sont également réalisées d'un seul tenant avec la plaque de support 12 et pourront également être obtenues lors du moulage de l'ensemble.
En outre, afin d'augmenter la rigidité des cages 13, les bords avant de ces dernières situés du côté du collecteur pourront être reliés entre eux par une portion cylindrique 49 d'orientation axiale venant de matière avec les cages 13 et la plaque de support 12. La rondelle métallique 45 est découpée en un nombre de parties correspondant au nombre de cages de guidage 13 de manière à isoler les balais 15 les uns des autres. On évite ainsi les risques de court-circuit. Ainsi, par le retrait de bandes de matière 451 s'étendant entre deux cages 13 adjacentes bien visibles sur les figures 2 et 4, la rondelle 45 est découpée en quatre parties associées chacune à une cage de guidage 13 correspondante. L'opération de découpage est effectuée après l'opération de surmoulage au cours de laquelle la manipulation d'une rondelle 45 entière est aisée. Les tresses 19 des balais 15 de polarité négative pourront passer par l'espace laissé libre par le retrait des bandes de matière 451 afin d'être reliées à la masse du démarreur. Ces bandes de matière 451 sont de largeur réduite par rapport à la largeur moyenne de la rondelle 45 afin de faciliter leur découpe.
Dans le mode de réalisation des figures 5 à 9, on utilise des pattes 29 rapportées constituées par des inserts métalliques. Comme cela est bien visible sur la figure 6, chaque patte 29 comporte une base 291 et une partie allongée 292 issue de la base 291 autour de laquelle est destiné à être monté un ressort 24. La direction d'allongement longitudinale L1 de la partie
292 s'étend sensiblement perpendiculairement à la base 291 . Comme cela est représenté, la partie allongée 292 pourra être élargie dans sa partie inférieure au niveau de la jonction avec la base 291 . La base 291 des pattes 29 correspond à l'embase desdites pattes du mode de réalisation précédent.
Ainsi, comme cela est illustré sur les figures 5 à 9, les pattes 29 sont rapportées, de manière indépendante les unes des autres, sur la plaque de support 12.
La plaque de support 12 réalisée dans un matériau plastique est surmoulée autour de la base 291 des pattes 29. Ainsi, les bases 291 sont recouvertes par une couche de matériau formant la plaque de support 12, en sorte que les pattes 29 sont solidarisées à la plaque de support 12 (cf. figure 9). De préférence, afin de garantir un positionnement précis des pattes 29 lors de l'opération de surmoulage, les pattes 29 sont munies chacune d'une ouverture traversante 293 ménagées dans leur base 291 . Ces ouvertures
293 sont destinées à coopérer chacune avec un doigt d'un outillage d'indexation correspondant. Le positionnement des pattes 29 est effectué de telle façon que, dans le produit final, chaque patte 29 se situe à proximité d'une cage de guidage 13 correspondante et que la direction d'allongement L1 s'étend parallèlement à l'axe X du porte-balais 10.
En variante non représentée, les pattes 29 du mode de réalisation précédent illustré par les figures 3 et 4, peuvent être munies chacune d'une ouverture 293. Par exemple, cette ouverture peut être formée dans l'embase de la patte. En outre, les cages 13, et plus spécifiquement les parois latérales 36, 37, peuvent être reproduites de façon identique au mode de réalisation précédemment décrit. L'ensemble obtenu formé notamment par la plaque de support 12, les cages 13, et les pattes 29 est ainsi un ensemble monobloc, comme cela est bien visible sur la figure 7.
De préférence, le porte-balais 10 comporte également des portions incurvées 48 qui peuvent être reproduites de façon identique au mode de réalisation précédemment décrit.
En outre, comme on peut le voir sur les figures 5, 7, et 8, les bords avant des cages 13 peuvent être reliés entre eux de façon identique au mode de réalisation précédemment décrit, c'est-à-dire par la portion cylindrique 49, afin de rigidifier l'ensemble moulé obtenu.
Comme cela est illustré sur la figure 8, la plaque de support 12 pourra également comporter des éléments de guidage 52 d'un interconnecteur du côté de la face opposée à celle portant les cages de guidage 13. Certains de ces éléments de guidage 52 sont constitués en l'occurrence par des crochets en forme de L de manière à délimiter avec la face de la plaque de support 12 un espace destiné à recevoir une branche de l'interconnecteur. Les éléments de guidage 52 peuvent de préférence permettre de maintenir l'interconnecteur. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 4, la plaque de support 12 pourra également comporter ces éléments de guidage 52 situés du côté de la face opposée aux cages 13.
En variante, la plaque de support 12 n'est pas surmoulée autour des pattes rapportées 29. Dans ce cas, après la réalisation du moulage de l'ensemble comportant la plaque de support 12, les cages 13, et les portions de guidage 48, on fixe les pattes 29 rapportées sur la plaque de support 12. A cet effet, les pattes 29 pourront par exemple être fixées par rivetage, encliquetage, ou vissage sur la plaque de support 12.
Il est à noter que, dans tous les cas, le fait d'utiliser des pattes 29 en métal permet d'assurer un maintien efficace de la partie enroulée 26 du ressort 24, dans la mesure où les pattes métalliques 29 peuvent résister aux efforts appliqués par le ressort 24 monté autour de chaque patte 29. Quelle que soit la configuration réalisée, le risque de court-circuit lié à la poussière générée par les balais 15 est limité en raison de l'utilisation du matériau isolant pour la réalisation des cages 13 et de la plaque de support 12. En variante, le porte-balais 10 comprend plus de quatre balais 15, chaque balai 15 pouvant par exemple être associé à un autre balai 15 positionné du côté opposé de la plaque 12.
Le porte-balais 10 est ici un porte-balais de moteur électrique d'un démarreur de véhicule automobile. En variante, le porte-balais 10 pourrait également appartenir à un alternateur ou à un alterno-démarreur.
Bien entendu, la description qui précède a été donnée à titre d'exemple uniquement et ne limite pas le domaine de l'invention dont on ne sortirait pas en remplaçant les différents éléments par tous autres équivalents.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Porte-balais (10) pour un moteur électrique notamment de démarreur de véhicule automobile comportant:
- des cages de guidage (13) destinées à recevoir des balais (15),
- une plaque de support (12) sur laquelle sont positionnées lesdites cages de guidage (13),
caractérisé en ce que lesdites cages de guidage (13) sont réalisées dans un matériau isolant, en ce que ledit porte-balais (10) comporte des pattes (29) fixées sur la plaque de support (12) autour de chacune desquelles un ressort à spirales (24) est destiné à être monté pour exercer une force sur un balai (15) de manière à plaquer ledit balai (15) contre un collecteur, en ce que lesdites pattes (29) sont réalisées dans un matériau métallique et en ce que ladite plaque de support (12) est surmoulée autour desdites pattes (29), ladite plaque de support (12) étant de préférence réalisée en plastique.
2. Porte-balais selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque patte (29) est située entre deux cages de guidage (13) adjacentes.
3. Porte-balais selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites pattes (29) sont issues d'une rondelle métallique (45).
4. Porte-balais selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite plaque de support (12) est surmoulée autour desdites pattes (29) et de ladite rondelle métallique (45).
5. Porte-balais selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ladite rondelle métallique (45) comprend un nombre de parties correspondant au nombre de cages de guidage (13), séparées les unes des autres de manière à isoler lesdits balais (15) les uns des autres.
6. Porte-balais selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdites pattes (29) sont rapportées, de manière indépendante les unes des autres, sur ladite plaque de support (12).
7. Porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 , 2, 6 caractérisé en ce que lesdites pattes (29) sont munies d'une base (291 ) s'étendant le long de la plaque de support (12) et permettant de fixer la patte (29) à ladite plaque de support (12).
8. Porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les pattes (29) sont munies d'une ouverture (293) permettant de maintenir lesdites pattes (29) lors du surmoulage.
9. Porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ledit porte-balais (10) comporte des portions incurvées (48) chacune faisant saillie de la plaque de support (12) parallèlement aux pattes (29) et étant destinées au guidage de parties enroulées (26) desdits ressorts à spirales (24).
10. Porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ladite plaque de support (12) comporte des éléments de guidage (52) d'un interconnecteur pour connecter des balais (15) de même polarité, du côté d'une face opposée à celle portant lesdites cages de guidage (13).
1 1 . Porte-balais selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdites cages de guidage (13) viennent de matière avec ladite plaque de support (12).
12. Moteur électrique comportant un porte-balais (10) tel que défini selon l'une quelconque des revendications précédentes.
13. Démarreur de véhicule automobile comportant un moteur électrique tel que défini selon la revendication précédente.
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