FR2616275A1

FR2616275A1 - Compound brush for electrical machines

Info

Publication number: FR2616275A1
Application number: FR8707768A
Authority: FR
Inventors: Gerard Vilou
Original assignee: Equipements Electriques Moteur SA
Current assignee: Equipements Electriques Moteur SA
Priority date: 1987-06-04
Filing date: 1987-06-04
Publication date: 1988-12-09
Anticipated expiration: 2007-06-04
Also published as: FR2616275B1

Abstract

Compound brush 1 which is to be applied against the commutator 3 of an electrical machine especially of a motor-vehicle starter, which brush 1 is composed of two parts 10, 11 of different materials, one of the parts 10, 11 consisting of a material having a lower contact resistance than the other part 10, 11, characterised in that the parts 10, 11 have a shape such that the contact surface area 1a on the commutator 3 of the part 10 of the brush 1, consisting of the material having the lowest resistance, has a maximum value at the start of the brush 1 and decreases progressively as the said brush 1 wears away.

Description

L'invention concerne un balai composé devant être appliqué contre le collecteur d'une machine électrique notamment d'un démarreur de véhicules automobiles, balai composé de deux parties de matériaux présentant une plus faible résistance de contact que l'autre partie. The invention relates to a compound brush to be applied against the collector of an electric machine, in particular of a motor vehicle starter, brush composed of two parts of materials having a lower contact resistance than the other part.

On sait que les caractéristiques d'un démarreur sont fortement influencées par le pourcentage de cuivre et de graphite entrant dans la composition des balais. Lorsque le pourcentage de cuivre augmente, et que, par conséquent, le pourcentage de graphite diminue, les caractéristiques du démarreur s'ameliorent. Mais en contre partie, la durée de vie de tels balais est faible. We know that the characteristics of a starter are strongly influenced by the percentage of copper and graphite used in the composition of the brushes. As the percentage of copper increases, and therefore the percentage of graphite decreases, the characteristics of the starter improve. On the other hand, the life of such brushes is short.

D'autre part on a cherché à adapter le rayon de courbure de la surface de contact du balai sur le collecteur au rayon de courbure de ce collecteur, lorsque celui-ci est en forme de tambour. Etant donné qu'on ne peut éviter du fait des tolérances de fabrication d'avoir souvent une mauvaise portée des surfaces de contact, une période de rodage est nécessaire avant de trouver les performances réelles de la machine. Cette période de rodage peut être raccourcie, évidemment en faisant subir à la machine un rodage mécanique, mais le résultat n'est pas satisfaisant. On the other hand, it has been sought to adapt the radius of curvature of the contact surface of the brush on the collector to the radius of curvature of this collector, when the latter is in the form of a drum. Since manufacturing tolerances cannot often be avoided because the contact surfaces are often poorly worn, a running-in period is necessary before finding the actual performance of the machine. This running-in period can be shortened, obviously by subjecting the machine to a mechanical running-in, but the result is not satisfactory.

Un compromis consiste en un balai composé du type cidessus notamment représenté dans le brevet FR-A-2 331 173, dont les deux parties se présentent sous la forme de deux tranches parallèles liées rigidement entre elles, d'épaisseur égale ou non, et constituées de matériaux différents choisis de manière que leurs propriétés respectives se complètent avantageusement, leurs effets sur le comportement du balai étant d'ordre électrique et/ou mécanique. A compromise consists of a broom made up of the above type, particularly represented in patent FR-A-2 331 173, the two parts of which are in the form of two parallel sections rigidly connected together, of equal or no thickness, and formed of different materials chosen so that their respective properties advantageously complement each other, their effects on the behavior of the brush being electrical and / or mechanical.

Bien qu'améliorant les performances de la machine dans sa période de rodage, la présence notoire de la couche graphitée en regard du collecteur dans cette période les limite. Although improving the performance of the machine during its running-in period, the notorious presence of the graphite layer facing the collector in this period limits them.

On a cherché un autre compromis qui consiste en un balai composé du même type, notamment représenté dans le brevet FR-A- 2 445 045 dont les deux parties se présentent sous la forme de deux tronçons liés rigidement bout à bout, dont le tronçon d'extrémité situé en regard du collecteur est plus fortement cuivré, donc de plus faible résistance de contact que le second tronçon d'extrémité qui fait suite au premier. Another compromise has been sought which consists of a compound broom of the same type, notably represented in patent FR-A- 2 445 045, the two parts of which are in the form of two sections rigidly linked end to end, the section of which d the end opposite the collector is more strongly copper-coated, therefore of lower contact resistance than the second end section which follows the first.

Cette solution qui donne d'excellentes performances en début d'usure du balai, limite par trop les performances de la machine dès que le premier tronçon du balai est usé. This solution, which gives excellent performance at the start of brush wear, limits the performance of the machine too much as soon as the first section of the brush is worn.

L'invention a pour but de remédier aux inconvénients qui subsistent dans chacune des solutions connues et décrites ci-dessus et de permettre ainsi d'obtenir une machine avec d'exellentes performances depuis le début de sa mise en service et tout au long de celle-ci. The object of the invention is to remedy the drawbacks which remain in each of the known and described solutions above and thus to make it possible to obtain a machine with excellent performance from the start of its commissioning and throughout that -this.

A cet effet, l'invention concerne un balai composé devant être appliqué contre le collecteur d'une machine électrique, notamment d'un démarreur de véhicules automobiles, balai composé de deux parties distinctes liées rigidement l'une à l'autre et de matériaux différents, l'une des parties étant constituée d'un matériau présentant une plus faible résistance de contact que l'autre partie, caractérisé en ce que les parties ont une forme telle que la surface de contact contre le collecteur de la partie du balai constituée du matériau présentant la plus faible résistance soit maximale en début d'utilisation du balai et décroisse au fur et à mesure de l'usure dudit balai. To this end, the invention relates to a compound brush to be applied against the collector of an electric machine, in particular of a motor vehicle starter, brush composed of two separate parts rigidly connected to each other and of materials different, one of the parts being made of a material having a lower contact resistance than the other part, characterized in that the parts have a shape such that the contact surface against the collector of the part of the brush made up of the material having the lowest resistance is maximum at the start of use of the brush and decreases as the wear of said brush.

Selon une caractéristique de l'invention, la surface de contact sur le collecteur de la partie du balai constituée du matériau présentant la plus faible résistance englobe en début d'utilisation du balai, toute la section plane du balai. According to a characteristic of the invention, the contact surface on the collector of the part of the brush made of the material having the lowest resistance includes, at the start of use of the brush, the entire flat section of the brush.

Les deux parties distinctes-constituées de matériaux différents sont complémentaires et accolées l'une à l'autre pour composer un balai de forme générale parallélipipédique. The two distinct parts-made of different materials are complementary and joined to each other to compose a broom of generally parallelepiped shape.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et du dessin annexé représentant un modèle de réalisation, dessin dans lequel - La figure 1 montre en coupe un balai conforme à l'invention, applique contre un collecteur en forme de tambour, tout au début de son utilisation. The invention will be better understood using the description below and the appended drawing representing an embodiment, drawing in which - Figure 1 shows in section a brush according to the invention, applied against a shaped collector drum, at the very beginning of its use.

- La figure 2, similaire à la figure 1, représente le
balai, après un certain temps d'utilisation.- Figure 2, similar to Figure 1, shows the
broom after some time of use.

Un balai graphité 1, couramment utilisé dans les machines électriques, notamment. dans les démarreurs de véhicules automobiles, est pourvue d'un câble de raccordement 2, relié à l'éxtrémité du balai située à l'opposé d'un collecteur 3 en forme de-tambour. A graphite broom 1, commonly used in electrical machines, in particular. in motor vehicle starters, is provided with a connection cable 2, connected to the end of the brush located opposite a manifold 3 in the form of a drum.

Le balai 1 s'applique par l'une de ses extrémités frontales la contre la surface latérale du collecteur 3. The brush 1 is applied by one of its front ends to the lateral surface of the collector 3.

Le balai 1 est constitué de deux matériaux de matière différente et se présente en deux parties 10 et 11 la partie 10 étant en un matériau dont la résistance de contact est plus faible et conséquemment une usure par frottement plus grande que la partie 11. The brush 1 is made of two materials of different material and is in two parts 10 and 11, the part 10 being made of a material whose contact resistance is lower and consequently greater friction wear than part 11.

Conformément à l'invention, la surface de contact la, contre le collecteur 3 de la partie 10 du balai constitué du matériau présentant la plus faible résistance est maximale et englobe en début d'utilisation du balai, la totalité de la section plane du balai et ceci sur 0,5 à lmm de la longueur du balai (figure 1) à partir de la dite surface frontale de contact la en début d'utilisation dudit balai 1. According to the invention, the contact surface la, against the collector 3 of the part 10 of the brush made of the material having the weakest resistance is maximum and includes, at the start of use of the brush, the entire flat section of the brush and this over 0.5 to 1 mm of the length of the brush (FIG. 1) from said front contact surface 1a at the start of use of said brush 1.

la partie 10 du balai a sa surface de contact la contre le collecteur 3 qui décroit au fur et à mesure de l'usure du balai. the part 10 of the brush has its contact surface against the collector 3 which decreases as the brush wears.

Les deux parties 10 et 11 sont accolées l'une à l'autre et liées rigidement de manière que complémentaires elles composent un balai 1 de forme générale parallélipipédique
Lors de la mise en service du balai vis à vis du rayon de courbure du collecteur 3 en forme de tambour, le rayon de l'enveloppe dudit collecteur imprime très rapidement du fait de l'usure rapide de la partie 10 un rayon d'enveloppe identique dans la surface centrale la de la dite partie 10.The two parts 10 and 11 are joined to one another and rigidly linked so that they complement one another and make up a brush 1 of generally parallelepiped shape
During the putting into service of the brush with respect to the radius of curvature of the collector 3 in the form of a drum, the radius of the envelope of said collector very quickly prints, due to the rapid wear of the part 10, an envelope radius identical in the central surface la of said part 10.

On dispose par suite rapidement de la pleine puissance de la machine électrique, en l'occurence du démarreur électrique du véhicule automobile. As a result, the full power of the electric machine is quickly available, in this case the electric starter of the motor vehicle.

Puis au fur et à mesure de l'usure du balai 1, l'enveloppe du collecteur s'incruste de plus en plus dans la partie 11 du balai tandis que la surface du contact de la partie 10 diminue. Then as the brush 1 wears down, the collector casing becomes more and more encrusted in the part 11 of the brush while the contact surface of the part 10 decreases.

La puissance du démarreur subit bien une légère baisse parce que la partie 11 présente une plus grande résistance de contact que la partie 10, mais par contre on bénéficie dès lors de l'effet de rodage. Il -s'ensuit une usure moindre du balai compatible avec la durée-de vie de la machine et du véhicule qu'elle équipe. The power of the starter undergoes a slight decrease because the part 11 has a greater contact resistance than the part 10, but on the other hand it therefore benefits from the running-in effect. This results in less wear of the brush compatible with the life of the machine and of the vehicle it equips.

Bien que le mode de réalisation représenté et décrit concerne un collecteur en forme de tambour, il est évident que l'invention peut concerner des collecteurs à surface de contact frontale plane. Although the embodiment shown and described relates to a drum-shaped collector, it is obvious that the invention can relate to collectors with a flat front contact surface.

Claims

1- Compound brush (1) to be applied against the collector (3) of an electric machine, in particular of a motor vehicle starter, brush composed (l) of two parts (10,11) of different materials, one parts (10,11) being made of a material having a lower contact resistance than the other part (10,11) characterized in that the parts (10,11) have a shape such that the surface of contact (la) on the collector (3) of the part (10) of the brush (1) made of the material having the lowest resistance is maximum at the start of use of the brush (1) and decreases as the wear of said brush (1).

2- Compound brush (1) according to claim 1, characterized in that the contact surface (la) on the collector (3) of the part (10) of the brush (1) made of the material having the weakest resistance includes start of use of the brush (1) the entire flat section of said brush (1).

3- Compound broom (1) according to claim 1 characterized in that the two parts (10,11) made of different materials are complementary and joined to one another to compose a broom (1) of parallelepiped shape.