Collecteurs rotatifs

Un collecteur rotatif est un appareil qui permet de fournir de l’énergie à une machine qui tourne en permanence sur elle-même, comme les manèges, des plateaux tournants, des potences à rotation 360°, etc.
Le collecteur peut véhiculer de l’électricité ou un fluide comme de l’air comprimé ou de l’huile hydraulique sous très forte pression entre une partie fixe et une partie tournante faisant une rotation de plus de 360°. Le collecteur est parfois appelé joint tournant en particulier pour les fluides.

Fonctionnement du collecteur rotatif

Le collecteur électrique est équipé en partie centrale de plusieurs pistes (ou bagues) en laiton et en périphérie de plusieurs balais frotteur en graphite cuivre, ou graphite cuivre et argent qui restent en contact permanent avec les pistes. Ces pistes sont toutes fixées sur un même support, qui est lui-même lié à un tube fileté de fixation ou une bride de fixation. Les balais frotteur sont tous fixés à un même support. Ainsi, si les pistes tournent et que les balais restent fixes ou inversement, vous pouvez alimenter une machine tournante. Les pistes (bagues) et les balais sont dimensionnés pour supporter une certaine intensité. Ainsi en fonction des intensités consommées par la machine, le dimensionnement des balais et des pistes sera plus ou moins important. En fonction de l’implantation, le collecteur rotatif sera ou ne sera pas protégé par un capotage plus ou moins étanche. De plus le collecteur électrique pourra faire circuler des messages numériques ou des signaux analogiques. Ces collecteurs rotatifs ne doivent jamais perdre la moindre information. Ainsi, ils sont équipés de pistes recouvertes d’or afin d’améliorer la conductivité. Il faut aussi tenir compte de la vitesse de rotation de la machine, afin de n’avoir aucune perte de conductivité. Il existe des collecteurs permettant de véhiculer des courants de puissance et des signaux analogiques ou numériques. Ainsi, en fonctions des contraintes de d’utilisation, les fabricants s’adaptent aux besoins en proposant différents modèles.

Collecteurs tournants

Fonctionnement de joint tournant

Concernant les collecteurs tournants véhiculant un fluide, appelé aussi joints tournants, ou raccords tournants, ces produits sont essentiellement composés de 2 tubes emmanchés l’un sur l’autre. Les bagues sont remplacées par des gorges circulaires usinées dans le tube intérieur épais. Ces gorges sont alimentées par des forages, parallèles à l’axe de ce tube et réalisés dans l’épaisseur du tube. Une extrémité du forage débouchant dans une gorge circulaire et l’autre extrémité du forage débouchant en pied de tube. Chaque forage débouchant à l’extérieur, en pied de tube, est équipé d’un raccord. Le tube extérieur est percé de trous perpendiculaires à l’axe du tube. Ces trous sont judicieusement placés en face des gorges. Ces trous font office de balais pour les collecteurs électriques. Ces trous débouchant à l’extérieur sont eux aussi équipés de raccords. Entre les tubes et entre chaque gorge est placé un joint permettant de réaliser une étanchéité entre chaque gorge. Ainsi si le fluide est de l’air comprimé, on peut alimenter en air un des forages via son raccord, sur le tube intérieur, puis l’air comprimé découche dans la gorge correspondant au forage, puis avec les joints, l’air ne peut que ressortir que par le trou qui correspond à la gorge du tube extérieur, qui arrive en périphérie de ce tube sur le raccord correspondant.

Les 2 tubes n’ont qu’un seul mouvement de liberté, la rotation. En tournant sur le tube intérieur, les trous du tube extérieur tournent autour de chaque gorge. Ainsi, lorsque le tube extérieur tourne sur son tube intérieur, l’air injecté dans chaque forage ressort en permanence par les trous correspondant du tube extérieur.Le diamètre de passage de l’air est dimensionné en fonction du dédit d’air souhaité. La matière des joints et leurs dimensions sont calculés en fonction de la vitesse de rotation et de la pression de l’air comprimé. A ce jour, ces produits ont des passages de fluides dimensionnés en pouce, souvent situées entre 1/8 de pouce (1/8’’) et 1 pouce (1’’).
Il en va de même si l’ai comprimé est remplacé par de l’huile hydraulique sous très forte pression.
Il existe aussi des collecteurs mixtes qui permettent de véhiculer de l’énergie électrique ainsi qu’un fluide.
Les usinages de ces produits sont d’une extrême précision et requièrent des machines performantes et des personnels très qualifiés.
Ces produits doivent aussi être en conformité avec de nombreuses directives.