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Dynamo d'éclairage pour bicyclette.
Les dynamos magnéto-électriques d'éclairage pour bicyclettes doivent, avec des dimensions externes aussi faibles que possible, donner une puissance d'éclairage, prescrite ; elles doivent de plus, même pour une vitesse relativement faible du cycliste, développer une tension correspondant àrelle des ampoules d'éclairage, tandis que, pour les grandes vitesses, cette tension ne doit pas dépasser une valeur limite. Une autre condition à remplir par ces dynamos est la simplicité de construction et de montage, et le bon marché.
Ces conditions, et notamment la première (construction compacte) supposent une disposition des circuits magnétique et électrique qui entraîne des pertes aussi faibles que possible, donc une faible dispersion du champ magnétique et un minimum- de perte en watts, tant dans le fer que dans le cuivre.
Dans les constructions connues à ce jour, ces conditions ne sont que partiellement remplies. Un progrès intéressant a été
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réalisé par le remplacement du champ magnétique fixe et de l'induit enroulé rotatif, avec bague de pression et collectrice par l'aimant rotatif et un enroulement d'induit fixe, sans bague collectrice. Dans la disposition usuelle de ce type de dynamo, la roue rotative formant aimant est équipée de 2-4-6 ou 8 pôles à changement de polarité ; ces pôles mobiles sont formés, soit par une construction en forme de roue de l'aimant, soit par un noyau d'aimant rond, entouré des deux côtés par des dents en fer qui forment alternativement pôles Nord et Sud.
L'armature fixe, induite, en fer, comporte le même nombre de pôles que l'inducteur; elle ferme le circuit magnétique, la direction du flux de lignes de force qui la traversent changeant suivant un nombre de pér.io- des directement proportionnel au nombre de pôles et à la vitesse.
Pour obtenir le flux maximum de lignes de force, l'écartement entre pôles et induit doit être aussi petit que possible et la largeur et la longueur des pôles ainsi que de la partie d'induit en vis-à-vis doivent être aussi grandes que possible. D'autre part, il faut que, en tenant compte de la dispersion et des pertes dans le fer qui se produisent par le renversement d'aimantation, que le trajet des lignes de force dans l'induit soit aussi court que possible. Les pertes de puissance dans le fer font toujours apparaître comme avantageux de diviser le fer induit en tôles ; les courants de Foucault qui se produisent dans des fers massifs déterminent également un contre-champ qui affaiblit le flux principal, Mais l'emploi des tôles signifie toujours une complication au point de vue constructif.
La plupart des constructions connues à ce jour possèdent des roues à pôles en forme de griffes et des armatures massives d'induit. La dispersion le plus souvent importante dans la roue à pôles, et l'affaiblissement mentionné du champ par des courants tourbillonnaires ne permettent d'obtenir la tension de serrage nécessaire que pour une grande vitesse de rotation. On a cherché à diminuer la résistance magnétique de l'air par une conformation
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allongée de la roue à pôles (longueur de roue égale à peu près au double du diamètre de cette roue) et une longueur correspondante des pièces en fer de l'armature de l'induit ; on obtient ainsi certains, résultats.
Mais L'extrémité libre de L'armature de 1'induit devient, avec de grandes longueurs, de plus en plus inactive, car les lignes de force sortent par cette extrémité en plus grand nombre là. où le trajet dans le fer est le plus court, de sorte qu'en fin de compte, il n'y a pas grand avantage.
Conformément à l'invention, on se base sur un tout autre principe pour diminuer les défauts et inconvénients cités. Essen- tiellement, ce résultat est atteint du fait que des roues identi- ques à. pôles sont prévues, qui sont déplacées parallèlement l'une à l'autre le long de 1-*arbre en fer commun. L'induit fixe est constitué de pièces de culasse, en fer, parallèles à l'axe. Une roue à pôles est décalée, d'une quantité égale ± la distance entre deux pôles, par rapport à l'autre roue à pôles. Le circuit magnétique est formé par conséquent du pôle Nord d'.une des roues, de la culasse, au pôle Sud de l'autre roue et de l'arbre en fer.
Pour une disposition à 8 pôles par exemple, l'armature d'induit est formé de 8 pièces de culasse.
Il est visible que, par cette disposition, on maintient la réalisation peu encombrante et svelte requise pour la dynamo, sous longueur la plus.faible de la partie induite et pertes le plus faible dues aux inversions d' aimantation et à la dispersion.
A peu près toutes les lignes de force qui pénètrent dans les pièces de culasse sont prises par les enroulements de bobine qui entourent la pièce de culasse presque sur toute sa longueur entre les pôles. Dans les dispositions actuelles, la bobine se trouve latéralement par rapport à la roue à. pôles, de sorte que les lignes de force se dispersent parce qu'elles doivent d'abord suivre un long trajet aller et retour avant de traverser la bobine.
Un autre avantage au point de vue fabrication est que 11 axe
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de la dynamo peut être fait en fer. Les roues à pôles séparées ne doivent pas avoir, ensemble, une largeur plus grande que celle de la roue à pôles unique des dispositions usuelles, de sorte qu'aucune augmentation de prix ne découle de ce fait.
Au dessin annexé, fig.l et 2 donnent un exemple de réalisation d'une dynamo quadripolaire, respectivement en coupe transversale et en coupe longitudinale ;la partie supérieure de la fig.l est une coupe A-B de la roue à pôles et la partie inférieure une coupe C-D (fig. 2). Les deux roues à pôles 1 et 2 se trouvent sur l'arbre 3 commun. La roue 2 est décalée de 90 par rapport à la roue 1, de sorte qu'à tout moment un pôle N d'une roue se trouve en face d'un pôle S de l'autre roue. L'axe 3 est supporté de manière usuelle dans le long palier 4 et porte à un bout la roue d'entraînement b. L'autre extrémité de l'arbre 3 peut être supportée en 6. Les pôles tournent sous faible entre-fer, à l'intérieur des pièces de culasse 7 faites de minces paquets de tôles ou lamelles dont la largeur est à peu près égale à celle des pôles.
Ces pièces 7 sont maintenues aux extrémités, dans des encoches de disques ronds 8 faits d'une matière exempte de fer, pour former un ensemble en forme de tambour qui, monté sur le tube-support en 9 et serrage en 10 dans le carter, se trouve rigidement fixé dans ce carter. Chaque pièce de culasse 7 est entourée d'enroulements 11 en fil conducteur isolé, lesquels peuvent être reliés en série ou en parallèle suivant la tension à atteindre.
On peut également prévoir une bague d'enroulement commune à toutes les pièces de culasse. Pour des raisons techniques, il est cependant préférable de prévoir un enroulement séparé pour chaque pièce 7, ce qui ne présente pas de difficulté de fabrication. L'arbre avec les roues à pôles peut être introduit aisément sans que les enroulements d'induit gênent ; il doit seulement être tourné, lors de l'introduction de manière que les pôles se trouvent entre les pièces de culasse 7, comme le montre la fig.l. Ensuite, le disque 8 de gauche (fig.2) est posé et le carter 12 est emboîté puis est
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tenu en place par les vis 13. Afin d'augmenter encore la section transversale de fer, pour le trajet de retour des lignes de force, on peut prévoir le tube en fer ,14 (fig.2).
Ainsi qu'il a été exposé, on peut remplacer les petits paquets de tôles de l'induit par des rubans massifs de fer. Ceci permet, pour l'invention, une réalisation particulièrement simple et une fabrication bon marché de l'armature d'induit. Cette dernière peut ainsi être estampée d'une seule pièce comme le montre la fig.3 pour une dynamo à 8 pâles ; cette pièce en tôle est ensuite amenée en forme de. tambour sur une machine à plier. L'enroulement annulaire fixe est introduit entre les dents du tambour ainsi formé., comme il est représenté aux. fig.4 et 5 pour une. dynamo à 6 pèles. A la fig.4, les six pôles sont. désignés par 25 26 est l'enroulement annulaire inséré entre les têtes de pôles, cet anneau recevant la forme représentée afin de faciliter sa pose.
Si cependant on désire conserver la forme annulaire proprement dite, iL suffit d'enfoncer, dans trois des 6 pôles 27 (fig.5) une courbe ou voûte demi-ronde 28, qui embrasse à moitié l'enroulement annulaire 29.
Les dynamos décrites, ci-dessus supposent des roues à pôles dont la polarité. des pôles alterne, c'est-à-dire où. un pôle N suit un pôle S, lequel est suivi d'un pôle N, et ainsi de suite.
Cependant, l'emploi de deux roues à pôles, conformément, à l'invention, permet une réalisation spéciale... Cette réalisation est caractérisée par le fait que les pôles d'une même roue ont même polarité, une roue ayant tous pôles N et l'autre tous pôles S.
Cette réalisation est représentée aux fig. 6 et 7.
A la fig.6, 15 et 16 désignent deux aimants permanents cylindriques, comportant chacun un pôle N à une face plane et un pôle S à l'autre face plane. L'arbre continu 17, en bronze, maintient fixes les pôles par l'écrou la, lequel presse en même temps les roues à pôles 19 et 20 contre les aimants. Ces roues à pôles sont faites de disques enfer coulés ou matricés, comportant autant de
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dents que de pôles (8 pôles dans l'exemple). L'induit est, comme aux fig.l à 3, en forme de tambour obtenu par des pièces de culasse faites de tôles séparées ou de bandes massives 21 en fer.
L'enroulement est également fait séparément pour chaque pièce de culasse ou d'une seule bague commune aux diverses pièces de culasse (non représenté aux fig.6 et 7). Le dit tambour est maintenu par des disques 22 en matière exempte de fer ; 23 est le tube-support usuel, 24 la borne de raccordement.
Quand les dents de pôles passent sous les dents de l'armature, le courant complet de lignes de force traverse les enroulements. Dans la position où les dents des pôles sont entre les dents de l'armature, ce courant tombe à peu près à zéro. Le flux oscille donc entre un maximum et un minimum sans changer sa direction. Il détermine dans les enroulements des courants dont la fréquence est le double de celle obtenue avec une roue à pôles de même nombre de pôles, mais à pôles de polarité alternée. Cette fréquence doublée est un avantage pour ces petites dynamos.
Un autre avantage est que, par l'emploi de dents d'armature non divisées, la tension ne varie pas considérablement avec le nombre de tours, car le flux n'augmente plus avec le nombre de tours parce qu'il est affaibli par le contre-champ des courants de Foucault, lequel dépend du carré de la fréquence.
REVENDICATIONS.
1. Dynamo d'éclairage pour bicyclette, à champ magnétique tournant et induit fixe, caractérisée en ce que, sur un arbre commun, sont montées des roues à pôles rotatives, à aimantation permanente, dont le courant de lignes de force se ferme lors du passage des pôles d'induit, l'enroulement d'induit se trouvant entre les dites roues à pôles.