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Perfectionnements aux moteurs électriques,
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L'invention concerne les moteurs électriques et plus particulièrement ceux du type d'induction à répulsion, quoique différentes parties du mécanisme puissent être employées dans des-moteurs d'antres types
Elle a pour objet un moteur électrique qui soit pratiquement silencieux dans son fonctionnement.
Deux des sources de bruit les plus ordinaires dans un moteur sont l'amplification des vibrations de
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torsion et l'action des balais sur le collecteur* L'in< vention a donc en outre pour objet d'empêcher la trans mission de la vibration de torsion du bâti du moteur au massif de support, ce qui s'oppose à l'amplification
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de cette vibration et élimine le brui):
qu'autrement elle occasionnerait,
On a proposé à cet effet de relever les balais automatiquement hors du contact du collecteur lorsque le moteur fonctionne en moteur d'induction, néanmoins ces dispositifs, pour la plupart au moins, ne tiennent pas compte de la variation de longueur dessalais provoquée par l'usure et ils nécessitent un grand mouvement de ces balais en considération de leurs différentes lon- gueurs,et un réglage des dits balais plus ou moins fréquent.
Un autre objet de l'invention consiste dans la disposition d'un mécanisme de relevage des balais n'ef- fectuant qu'un mouvement de petite amplitude et tel qu'il relèvera les balais hors du contact du collecteur sans tenir compte de leur longueur.
Selon l'invention encore on actionne le méca- nisme de relevage des balais par un système centrifuge perfectionné, et l'on combine ce système centrifuge avec le dispositif de court-circuitage de telle manière qu'on obtienne un mécanisme simple et ramassé dont les parties fonctionneront à l'instant convenable les unes par rap- port aux autres,
D'autres dispositions de l'invention ressorti- ront de la description du mécanisme qui est faite plus loin en détail et qui fera bien comprendre la manière dont elle peut être exécutée.
Dans le dessin, qui représente un mode d'exécu- tion à titre d'exemple:
La fige 1 est une coupe longitudinale d'un mo- teur conforme à l'invention.
La fige 2 est une élévation de ce moteur avec
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portions brisées.
La fig. 3 est une vue de détail d'un des flas- ques de support du moteur,
La fig. 4 est une vue de détail d'un des éléments de support élastiques.
La fig .5 est une vue de côté d'une partie de l'an des éléments de support élastiques.
La fig. 6 est une vue de face du mécanisme de relevage des balais montrant des parties d@ mécanisme de
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ooart-oiro#itage et du système centrifuge.
La fig. 7 est une section par la ligne 7-7 de la fig. 6.
La fig. 8 est une section par la ligne 8-8 de la fig. 6.
La fig. 9 est une se@tion par la ligne 9-9 de la fige 6.
La fig. 10 est une vue de faoe d'une partie du méoanisme de relevage des balais montrant le balai dans sa position relevée.
La fig. 11 est une section par la ligne 11-11, fig.
10, et,
La fig. 12 est une vue de côté, partiellement en coupe, d'une variante.
Comme représenté aux dessins, le moteur comprend une botte 1 dans laquelle sont supportées les bobines de champ 2 et qui est munie à ses extrémités de paliers 3
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dans lesqneleritotirlllonnent on arbre 4. Sur l'arbre 4 est montée l'armature ordinaire 5 qui est munie à l'une de ses extrémités d'un collecteur 6. Ordinairement,dans cette industrie, les pieds ou éléments de support sont rigide- ment assujettis à la boîte du moteur.,de telle sorte que les vibrations de torsion de la boîte sont transmises par
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cew pieds au soubassement ou autre construction sur laquelle le moteur est établi, ce qui occasionne une amplification telle des vibrations qu'elles occasionnent un bruit importun.
Dans l'invention le bâti de support ou les pieds sont séparés de la carcasse principale 1 et un élé- ment élastique est interposé entre la carcasse et le bâti de support pour absorber les vibrations. Le bâti de sup- port comprend deux flasques ou pieds 7 disposés aux ex- trémités respectives du moteur et qui passent à travers des ouvertures 8 dans les parties inférieures de la boîte du moteur ou carcasse principale, de manière que les par- ties supérieures de ces flasques soient disposées dans la boîte près de ses extrémités. Chaque flasque a son extré- mité supérieure sensiblement de forme annulaire, comme montré en 9, le sommet de ce flasque étant fendu pour permettre de passer l'arbre de l'armature,dans le flasque.
La boîte du moteur est munie à ses extrémités de cages 10 dans lesquelles sont supportées les paliers 3 et dont chacune présente à l'intérieur une partie en saillie 11, formant une sorte de tourillon qui s'étend travers l'ouverture de la partie annulaire du flasque 7.
Ce flasque et la cage sont munis de surfaces opposées qui, ainsi qu'il est montré, eont semblables à des couronnes de paliers à billes et entre ces couronnes est monté un dispositif élastique, les deux dispositifs élastiques aux extrémités respectives du moteur constituent le support unique pour la carcasse ou boîte principale.
De préférence, l'élément élastique est constitué par un ressort hélicoïdal sans fin 12 dont la section transversale est d'un diamètre un peu plus grand que l'espace entre les deux couronnes de telle sorte que quand ce ressort est placé entre les consonnes ou les
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surfaces opposées, il est comprimé ou déformé transversa- lement ,prenant une forme un peu oblongue comme il est représenté avec exagération à la fig. 4, un frottement puissant s'établissant dans le contact entre les spires individuelles du ressort et les surfaces de supportée qui empêche tout mouvement de glissement entre les spires dudit ressort et les surfaces avec lesquelles elles sont en contact.
Chaque ressort a une élasticité circonféren- tielle très élevée qui permettra le mouvement circulaire de la cage ou du toutillon 11 par rapport aux surfaces opposées du flasque, sans que les points de contact des spires individuelles du ressort avec l'une ou l'autre des surfaces de support se déplacent. En conséquence le res- sort absorbera les vibrations de torsion de la carcasse principale et empêchera qu'elles ne soient transmises aux flasques.
La disposition du @essort l'obligera ainsi à absorber les faibles vibrations radiales dans la carcasse principale, mais les spires présentent peu ou pas d'élas- ticité transversale et tant qu'un grand nombre de spires ne sent pas interposées entre les surfaces opposées du flasque et de la carcasse principale, sur chaque côté de l'axe de cette carcasse, le ressort résistera fortement à toute flexion latérale de la carcasse Ou héite dite à des charges trop lourdes pesant sur elles dans le sans du rayon, telle que l'action d'une poulie à courroie sur l'arbre moteur,
Le frottement entre le ressort et les surfaces opposées de la carcasse principale et du flas- que est suffisant pour empêcher le glissement de la sur- face de support de ladite carcasse par rapport aux spi- res du ressort ou du ressort par rapport à la surface du support du flasque sous l'action du couple normal
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auquel est soumise la boîte du moteur et afin d'empêcher tout glissement sous? l'action dé couples anormaux, comme au démarrage du moteur, entre les flasques et la boîte du moteur, sont interposés des dispositifs élastiques tels que des ressorts 13, la boîte du moteur ayant des surfaces de-,butée 14 pour servir d'appui aux ressorts.
La disposition est telle que les ressorts céderaient pour permettre les petits mouvements de la botte par rapport aux flasques et que tout mouvement important de ladite boîte comprimerait les spires de l'un des ressorts l'une contfe l'antre et permettrait ainsi an arrêt posi- tif pour empêcher le mouvement ultérieur de la boîte au- tour de son(axe.
Chaque cage 10 est munie d'une chambre pour re- cevoir une matière absorbante 14, pour le lubrifiant, et présente des canaux de passage 15 et 16 faisant communi- quer cette chambre avec les extrémités respectives du palier 3, la disposition des canaux étant telle que l'huile s'écoulera du palier à la chambre quelle que soit la position qut occupe le moteur, c'est-à-dire N'il est dans une position verticale comme montré au dessin, dans une position inverse, ou dans une position horizon- tale. La boîte peut, si on le désire, être manie à une extrémité d'une partie ou d'un. couvercle mobile 17, qui ainsi qu'il est représenté, est articulé sur l'une des oages 10 et est actionné par un ressort 18 qui sert à la maintenir dans sa position ouverte ou dans sa position fermée.
Le moteur représenté au dessin est du type dit d'induction à répulsion qui démarre comme un moteur à répulsion et est automatiquement transformé en un moteur d'induction par court-circuitage du collecteur
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lorsqu'il a @tteint une certaine vitesse.
Dans le moteur du mode d'exécution décrit, le dispositif de court-circuitage comprend une série de poids 19 de court-circuitage disposés circulairement sur l'arbre de l'armature 4, tournant avec lui, et agencés pour pouvoir se déplacer radialement sous l'action dé la force centrifuge. Ces poids sont disposés entre la face du collecteur 6 et une plaque de retenue 20 montée sur l'arbre 4. Chaque poids présente près de son extrémité extérieure une saillie latérale ou bec 21 qui s'appuie contre la face du collecteur et peut glisser radialement sur lui pour mettre ledit poids en court-circuit avec les lames de contact 22 du collecteur. Le mouvement du poids vers l'extérieur est contrecarré par une bande pouvant se contracter 23 autour des extrémités extérieu- res du poids.
Les extrémités extérieures des poids de oourt-circuitage 19 sont inclinées du collecteur vers l'avant et du côté de l'arbre du moteur de telle sorte que la bande de contraction aura une action de coincement entre les extrémités du poids et la plaque de retenue 20, ce qui provoque tant une poussée vers l'intérieur qu'une poussée latérale sur les poids et les presse par leurs parties de contact sur la surface du collec- teur. De préférence, la bande de contraction est for- mée par un ressort hélicoïdal annulaire dont les spires individuelles sont sensiblement circulaires.
Un tel ressort, est d'une construction particu- lièrement avantageuse, d'abord parce que, quand les poids de court-circuitage se déplacent radialement sous l'action de la force centrifuge et que leurs extrémités extérieures se séparent, les spires individuelles du ressort se sépareront aussi et prendront un mouvement
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de glissement faible ou nul par rapport aux poids, em- pêchant ainsi toute tendance de la bande de contraction à incliner les poids ou à les déplacer. En outre, le res- sort exerce une action de roulement sur les surfaces in- clinées des poids pendantleur mouvement radial, ce qui en principe élimine la friction entre Ces pièces.
La plaque de retenue 20 présente du côté adjacent au ressort 23 un épaulement 24 qui s'engage avec le ressort lors- que les poids de oourt-circuitage sont dans leur posi- tion de retrait et résiste au mouvement de ces poids vers l'extérieur, jusqu'à ce que la force centrifuge soit suffisante pour terminer le mouvement desdits poids vers l'extérieur, obligeant de cette manière les poids à se déplacer rapidement et simultanément dans leur position de court-circuitage, Les différents poids de court-circuitage sont munis sur leurs arêtes adjacentes à la surface du collecteur, d'épaulements qui s'engagent avec une pièce d'arrêt 63 annulaire limitant le mouvement des poids vers l'extérieur.
La série des poids de court-circuitage est divi- sée en deux groupes et les poids des groupes respectifs sont reliés l'un à l'autre par des plaques 25 qui sont disposées par paires entre les poids adjacents. Les pla- ques de connexion de chaque paire sont munies à leurs extrémités extérieures opposées de prolongements 26 qui forment des supporta pour les groupes respectifs de poids.
De préférence, les différents poids sont assemblés en- semble à leurs extrémités par des étriers ou des pièces d'articulation 27 qui traversent les bords intérieurs des poids et dont les extrémités sont insérées dans des ouvertures transversales pratiquées dans les parties in- térieures des poids, ce qui empêche les extrémités inté-
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rieures de ces poids de se séparer tout en permettant à leurs extrémités extérieures de se déployer à la manière d'un éventail, lorsque le groupe se déplace radialement.
Les plaques de connexion 25 sont munies d'oreilles ou de saillies 28 qui s'avancent à travers des fentes 29 ména- gées dans le disque de retenue 20 et servent ainsi à gui- der les groupes respectifs de poids selon les lignes ra- diales . Ces saillies s'étendent au-delà du disque de retenue pour des raisons expliquées ci-après.
Les balais 30 sont supportés par des bras 31 et montés à articulation sur un axe commun 32/qui s'étendent dans des directions opposées à partir de cet axe et vers le collecteur du moteur. A l'extrémité antérieure de chaque bras sont etablis des moyens appropriés pour assujettir le balai, par exemple une pièce 33 cintrée formant un étrier élastique pour serrer le balai Un ressort plat 34 est assujetti à son extrémité aux extré- mités respectives de deux bras 31 et s'étend au-dessus de l'axe ou broche 32 sur lequel sont montés les bras, ser- vant de cette manière à pousser élastiquement les balais vers le collecteur. Le ressort est assujetti aux bras respectifs au moyen de vis 35 et sert ainsi par conséquent à établir la connexion électrique nécessaire entre les balais.
Des moyens sont ménagés pour que les bras de sup- port 31 des balais soulèvent les balais hors du contact avec le collecteur. Un mouvement très faible est oommuni- qué aux balais et la connexion entre le bras de support et les moyens qui les commande est telle que ces moyens relèvent les deux bras dans toute position où ils peuvent être, sans considération de la longueur des balais et com- muniquent le mouvement nécessaire pour le relevage de ces balais.
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Dans le mode d'exécution représenté, les moyens de commande se composent de deux pièces ou plaques 36 qui constituent des dispositifs agissant séparément pour les pièces de relevage respectives des balais. Les deux pièces ou dispositifs de commande 36 sont articulées l'une sur l'autre près de leurs arêtes inférieures, comme il est montré en 37, et elles sont actionnées par nn ressort 38 qui les poussent l'une vers l'autre et tend à maintenir en contact leurs parties inférieure et supérieure. Dans l'exemple représenté chaque bras de support de balai com- prend deux pièces parallèles qui sont placées à une cer- taine distance l'une de l'autre et sont montées sur l'axe 32, porté par une plaque de support fixe 39, et les deux dispositifs de commande sont disposés entre les pièces des bras respectifs de support de balai.
Chaque dispositif de commande peut également se composer de deux organes rigidement reliés l'un à l'autre et disposés tout près des pièces corresppndantes des bras de support de balai adjacent. Chaque dispositif de commande est muni de cou- lisseaux 40 faisant saillie latéralement passant à travers des fentes courbes 41 dans les bras de support de balai adjacent. De préférence chaque pièce de chaque bras est munie d'une fente courbe et chaque pièce de chaque dis- positif de commande est munie d'un coulisseau qui entre dans la fente adjacente. Les fentes 41 sont incurvées autour de l'axe des bras et les coulisseaux 40 dont d'une forme non circulaire et de préférence allongée comme montré sur le dessin.
En conséquence lorsque les dispositifs de com- mande dont placés dans leur position de non fonctionne- ment,ainsi que montré à la fig. 6, les bras de support de balai sont libres de se déplacer par rapport à ces
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dispositifs, et les balais seront maintenus en contact avec le collecteur, indépendamment de leur longaaur .Dans les bords adjacents des deux dispositifs de commande sont ménagés des évidements, comme montré en 42, pour laisser un espace entre eux, et l'organe de commande constitué par exemple par une broche 43 passe à travers cet espace et est susceptible d'un mouvement radial.
Par des dispositions particulières'le mouvement vers l'extérieur de la broche 43 sépare d'abord les bords supérieurs des deux disposi- tifs de commande et déplace ainsi les coulisseaux 40 et les oblige à s'appuyer avec frottement sur les bords des fentes respectives @1 et en conséquente à relier les dispositifs de commande avec les deux bras. En continuant son mouvement la broche de commande 43 sépare les deux dispositifs de commande et à cause de la liaison qui a été établie entre les couliseeaux 40 et les bras de relevage des balais, elle provoque le relavage des balais hors du contact avec le collecteur.
Dans le mède de construction représenté la con- nexion entre la broche de commande 43 et les deux disposi- tifs de commande est constituée par des pièces d'articula- tion 44 disposées à leurs extrémités intérieures dans des évidements ménagés dans la broche 43 et à leurs extrémités extérieures dans des ouvertures pratiquées dans les.. dis- positifs de commande, la disposition de ces pièces d'ar- ticulation formant une espèce de levier brisé, qui, lorsque la broche est dans sa position la plus intérieure permet aux deux dispositifs de commande de venir en contact l'un avec l'autre par le ressort 38 et qui lorsque la broche est déplacée dans sa position la plus extérieure, sépare d'abord les bords supérieurs des deux dispositifs de com- mande et sépare ensuite les bords inférieurs desdits dis- positifs.
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Le mouvement radial nécessaire est communiqué à la broche 43 par un mécanisme commandé par la vitesse d'un genre tel que la broche se déplace vers l'extérieur pour provoquer le relevage des balais en même temps que les poids de court-circuitage sont actionnés pour transformer le moteur en un moteur d'induction. Ainsi qu'il est mon- tré, la broche de commande 43 est montée à l'extrémité libre d'un levier 45 dont l'autre extrémité est articulée en 46 pur la pièce de support ou console 39, la longueur du levier étant telle que la broche se déplacera approxi- mativement selon un rayon, étant entendu que seulement un mouvement très court est communiqué à la broche .
Le le- vier 45 à son extrémité adjacente à la broche 43 présente un prolongement latéral qui est recourbé sur lui-même pour former un canal 47, dont le côté ouvert est tourné vers le collecteur, et qui est agencé pour recevoir une partie d'un dispositif actionné par la force centrifuge et servant à communiquer le mouvement au levier. Le dis- positif représenté au dessin comprend une série de poids 48 mobiles radialement disposés en cercle autour de l'arbre 4 de l'armature sur le côté antérieur de la plaque de retenue 20, chacun étant muni à son bord extérieur ou circonférentiel d'une collerette latérale 44 qui pénètre dans le canal 47 du levier 45. Les collerettes des différents poids sont alignées circulairement de telle sorte qu'elles tournent librement dans le canal 47.
La disposition est telle que quand les poids du dispositif à action centrifuge sont dans leur position normale ou de retrait le levier et la broche de commande 43 soient dans leur position normale ou de non fonctionnement,
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dita/ comme montré fig. 6 et 8, et quand le 0 a sont dépla- cés vers l'extérieur, le levier et la croche soient dé-
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placés vers l'extérieur et les bras de relevage des ba- lais actionnés comme montré fig.
10 et 11, L'action du ressort 38 sur les dispositifs de commande aura pour con- séquence qu'on faible mouvement ultérieur sera communiqué à la broche de commande 43 après que les poids du dispo- sitif à action centrifuge est terminé leur mouvement dans l'une ou l'autre direction, oe qui supprime le con- tact de la paroi du canal 47 avec les poids et permet à ses poids de tourner librement dans le canal.
Les diffé- rents poids du dispositif à action centrifuge sont placés entre le disque de retenue 20 et le second disque 50 monté sur l'arbre 4 de l'armature et chaque poids est muni d'une fente radiale 51 pour recevoir les saillies 28 des plaques de connexion 25 du dispositif de court-
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oircuitage,ohligeant ainsi les poids du dispositif à action centrifuge à se déplacer en concordance avec les poids du dispositif de court-circuitage et guidant les poids du dispositif à action centrifuge dans des di- rections radiales. A cause de la disposition ci-dessus décrite une seule bande susceptible de contraction 33 suffira pour commander l'action des deux dispositifs de court-circuitage et à action centrifuge.
Il est important que les différents poids du dispositif à action centrifuge se déplacent en concor- dance et pour assurer le mouvement simultané les poids sont reliés 3'un à l'autre de telle manière que tout mou- vement communiqué à l'un soit communiqué à tous. Comme il est représenté, un collier 52 est monté de manière à pou- voir tourner sur l'arbre de l'armature,entre les disques 20 et 50 et est muni à son arête périphérique d'une série d'encoches 53 correspondant comme nombre à celui du poids 48. Chaque poids présente un bras 54 qui s'é-
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tend d'une extrémité du poids circulairement autour de l'arbre du moteur et est disposé entre le collier 50 et l'arête intérieure du poids adjacent.
Chaque -bras.' 54 est muni à son extrémité opposée au corps du poids d'un bec ou d'une saillie 55 qui pénètre dans l'encoche 53 du collier et peut pivoter dans cette encoche tout en étant empêché de tout mouvement circulaire par rapport au collier.
En conséquence, tout mouvement radial communiqué à 'on poids quelconque 48 communiquera un petit mouvement cir- culaire à la saillie 55 qui sera tranmis par le collier 52 aux autres poids et tous les points se déplaceront en concordance.
En outre, cette liaison entre chaque poids et les autres poids empêchera chacundes poids individuelle- ment de se séparer vers l'extérieur, jusqu'à ce que la force centrifuge soit suffisante pour entraîner tous les poids dans un mouvement vers l'extérieur.
Le bras de chaque poids est dispose par rapport au poids adjacent de telle manière qu'il soit maintenu contre tout mouvement et que sa saill'ie 55 soit retenue dans l'encoche 53. A cet effet, chaque poids présente à une de ses extrémités une encoche 56 et à son autre extré- mité un prolongement 57 qui pénètre dans l'encoche 56 du poids adjacent: Les bras 54 partent chacun de l'encoche 56 correspondante et en forment la paroi inférieure, cha- cun présente une arête extérieure droite montrée en 58, disposée pour s'engager avec l'arête intérieure de la saillie 57 située au-dessus.
Cette disposition est telle que quand les poids se déplacent vers l'extérieur sous l'ac- tion de la force centrifuge les saillies 57 se retirent partiellement des encoches correspondantes 56, restant néanmoins en contact avec les parties droites 58 des bras
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correspondants dans toutes les positions des poids, ce qui empêche tout mouvement extérieur des différents bras et de leurs saillies 55 et maintient ainsi chaque poids contre tout mouvement d'inclinaison qui pourrait faire sor- tir la saillie 55 de son encoche.
En raison de cette construction, le moteur démarrera comme un moteur à répulsion et après qu'il aura atteint une vitesse déterminée à l'avance, le dispositif de court-cirouitage effectuera la transformation dudit moteur en moteur d'induction et le dispositif à action centrifuge fera fonctionner le mécanisme de relevage des balais pour soulever les balais hors du contact des collecteurs. En conséquence, tout bruit du aux balais est supprimé et à cause du montage élastique qui absorbe les vibrations de torsion, tout bruit dû à ces vibra- tions est évité, de telle sorte que les deux principales sources de bruit dans un moteur étant éliminées, on ob- tient pratiquement un moteur silencieux.
En outre le mécanisme de relevage des balais est agencé de telle manière qu'un balai d'une longueur quelconque peut être relevé hors du contact avec le collecteur et la même amplitude de mouvement peut être accordée àce mécanisme quelle que soit la longueur du balai. Le dispositif à action centrifuge qui commande le fonctionnement du mé- canisme de relevage des balais est d'une construction simple)ses parties sont telles et agencées de telle ma- nière qu'elles assurent un fonctionnement convenable et la connexion entre ce dispositif et le dispositif de court-circuitage oblige ces parties à fonctionner en temps voulu l'un par rapport l'autre et permet l'utili- sation d'un seul ressort pour les deux dispositifs.
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Quoiqu'il soit préférable que le montage élas- tique soit incorporé à un moteur du genre décrit, cela n'est pas absolument nécessaire, et à la fig. 12 on a représenté un moteur dans lequel le bâti principal ou boîte 60 a ses pièces de support ou pieds 61 rigidement assujetti à lui, ce qui supprime les supports séparés 7 et la connexion élastique entre ces supports et le bâti principal. Abstraction faite de cette seule différence le mécanisme de ce moteur est le même que dans celui dé- crit ci-dessus.
Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux dispositions décrites, et l'on peut y apporter toutes les modifications que l'on désire.
REVENDICATIONS la) Un moteur électrique dans lequel un ou plu- sieurs balais ou autres dispositifs doivent être relevés ou actionnés autrement pendant le fonctionnement du moteur, de préférence au moyen d'un mécanisme dépendant de la vi- tesse ou fonctionnant sous l'action de la force centrifu- ge et comnandé par le moteur, caractérisé en ce que la pièce de support de balai ou l'équivalent est actionné par un dispositif de commande qui est norlalement en position non opérante et permet à ladite pièce de support de se déplacer par rapport à lui, ce dispositif, quand le moteur a atteint certaines conditions de fonctionnement, déterminées à l'avance , communiquant un mouvement à la pièce de support pour relever les balais.
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