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GENERATRICE ELECTRIQUE POUR CYCLES MOTOCYCLES ET PETITES VOITURES
AUTOMOBILES .
L'invention a pour objet une génératrice électrique pour cycles, motocycles et petites voitures automobiles du type comprenant un inducteur tournant à aimants et des bobinages d'induits fixes et sa caractéristique essentielle consiste en ce que les induits comprennent pour l'éclairage au moins deux bobinages qui appartiennent à des circuits électriques séparés et qui sont superposés à l'intérieur de l'espace cylindrique dans lequel tourne le rotor inducteur, de telle façon que la coupure d'un de ces cir- cuits de débit diminue le voltage du courant débité dans l'autre au lieu d'entraîner un survoltage excessif, tandis qu'une mise en court-circuit d'' un des circuits, par exemple par liaison accidentelle du fil à la masse,
n'entraîne qu'une légère augmentation du voltage pour le courant débité dans l'autre circuit. Ainsi la rupture d'un circuit ou. sa mise à la masse ne risque pas de faire claquer les lampes de l'autre circuit, ni de provoquer leur extinctions il y aura seulement une légère variation de l'intensité d'éclairage de ces lampes.
L'invention est applicable à un alternateur du type comprenant un rotor inducteur à aimants tournant et deux stators destinés à alimenter deux circuits d'éclairage d'un cycle ou motocycles. Elle est applicable également à un volant magnétique comprenant des induits fixes à l'inté- rieur d'un inducteur rotatif en couronne, ces induits pouvant comprendre un bobinage alimentant l'allumage d'un moteur et des bobinages alimentant deux circuits d'éclairage, associés ou non à une batterie d'accumulateurs
Dans le cas d'un alternateur, on peut prévoir selon l'invention, deux stators inversés dont les bobinages sont de part et d'autre du rotor et servent à l'alimentation de deux circuits distincts,
les fers des sta- tors s'étendant en direction axiale autour du rotor le long d'une fraction de la hauteur de celui-ci. L'un des stators peut assurer l'éclairage d'un
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projecteur avant (lampe à un ou deux filaments, lampe double, lampe phare- code etc...). tandis que l'autre assure l'alimentation d'une lanterne arriè-. re de signalisation ou d'un indicateur de direction ; deux stators peu- vent être de dimensions inégales, le plus gros servant à l'alimentation du projecteur.
Dans le cas d'un volant magnétique, les circuits d'éclairage sé- parés sont constitués par des bobinages superposés coopérant en même temps avec les mêmes pôles d'aimant. Il peut y avoir deux ou trois circuits d'é- clairage séparés ou même davantage avec un nombre correspondant de bobinages séparés ; chaque circuit peut comporter un seul bobinage ou au contraire plusieurs bobinages en série. Les caractéristiques des bobinages peuvent évidemment être différentes et on peut prévoir par exemple un gros bobinage pour l'alimentation du projecteur avant et un petit bobinage superposé pour l'alimentation des feux de signalisation. Dans le cas de deux ou plusieurs gros bobinages en série, à chacun d'eux ou à l'un d'eux seulement peut être superposé un petit bobinage et les petits bobinages, s'ils sont plusieurs , peuvent aussi être branchés en série.
On décrira l'invention plus en détails ci-après, en référence au dessin annexé, dans lequel : la figure 1 est une coupe axiale d'un alternateur selon l'inven- tion ; la figure 2 est une coupe transversale correspondante établie selon la ligne II-II de la figure 1 et vue vers le bas; la figure 3 est une coupe transversale établie selon la ligne
III-III de la figure 1 et vue vers le haut; la figure 4 est une vue en plan du rotor de l'alternateur; la figure 5 représente schématiquement en coupe transversale un volant magnétique selon l'invention à deux ou quatre aimants formant quatre pôles et à deux bobinages superposés pour les circuits d'éclairage la figure 6 représente de manière analogue un volant plus puis- sant à trois aimants formant six pôles avec deux gros bobinages d'éclairage en série sur chacun desquels est superposé un petit bobinage d'éclairage;
la figure 7 est un schéma des circuits d'éclairage correspondant à la figure 5; la figure 8 est un schéma des circuits d'éclairage correspon- dant à la figure 6; et la figure 9 est un schéma des circuits d'éclairage avec batte- rie d'accumulateurs rechargés par l'un de ces circuits.
Dans l'exemple de réalisation représenté au dessin, le boîtier de l'alternateur est indiqué en 1 et peut être supporté par tous moyens con- venables non représentés au dessin. A l'intérieur de ce boîtier 1, est disposé le rotor 2 constitué par un aimant permanent à six pôles 3 en al- liage d'aluminium, de nickel et de cobalt.
Ce rotor 2 est monté sur un arbre axial 4 dont l'extrémité inférieure tourne dans un coussinet 5, Tandis que l'extrémité supérieure traverse un coussinet 6 et se termine à l'exté- rieur du boîtier 1 par une extrémité filetée 7 sur laquelle est vissée la molette d'entraînement 8 et un contre-écrou de blocage 9 L'arbre 4 porte un épaulement 10 au-dessus du coussinet 5 et un épaulement 11 au-dessous du . coussinet 6 et des rondelles de fibrine 12 et 13 interposées entre ces épau- lements et les coussinets limitent le jeu suivant l'axe de l'arbre et ser- vent à réduire le frottement au minimum.
Les coussinets sont en bronze frit-
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té auto-lubrifiant et sont maintenus par l'action de ressorts indiqués res- pectivement en 14 pour le coussinet inférieur 5 et en 15 pour le coussinet supérieur 6. Le ressort 14 prend appui sur le fond 16 qui ferme le boîtier vers le bas et qui porte les bornes de connexion, ce qui rend le coussinet mobile et indépendant du bobinage. Le coussinet inférieur pourrait aussi être disposé dans un logement qui serait prévu dans le fond portant.-les bornes de connexion, tandis qu'un ressort correspondant au ressort 14 pren- drait appui sur un épaulement du noyau du bobinage, ce qui assurerait l'in- dépendance du coussinet avec utilisation d'un arbre légèrement plus long, puisque ce coussinet inférieur serait alors extérieur au noyau.
Le ressort 15 prend appui sur une chape annulaire 17 solidaire du boîtier 1. Les cous- sinets sont en forme de rotule pour s'orienter parfaitement dans l'axe au cours de l'assemblage du rotor et des stators et les ressorts de compres- sion 14-15 les maintiennent définitivement en place.
Le stator inférieur comprend deux fers 18-19 découpés en étoi- les à trois branches et assemblés par un noyau 20, l'ensemble présentant six branches correspondant aux six pôles 3 du rotor ; lestrois branches 21 du fer 18 alternent avec les trois branches 22 du fer 19 comme le montre la figure 2. Toutes ces branches s'élèvent autour du rotor jusqu'aux deux tiers environ de la hauteur de celui-cio Autour du noyau 20, est disposée une bobine 23 qui reçoit un bobinage d'induit 24.
Le stator supérieur est établi de façon identique sous des dimen- sions plus réduites. Il comprend deux fers en étoiles 25 et 26 dont les branches sont indiquées en 27 et 28 et qui sont assemblées par un noyau 29 recevant une bobine 30 avec son bobinage 31. Les branches 27 et 28 s'éten- dent vers le bas autour du rotor jusqu'au voisinage des extrémités supérieu-- res des branches 22 et 21. Toutefois, une lamelle de laiton 32 isole magné- tiquement les deux stators.
Le boîtier 1 comporte un bossage longitudinal 33 ménageant inté= rieurement un passage 34 dans lequel peut descendre le fil provenant du bo- binage 31 pour aboutir à une borne indiquée schématiquement en 35 et portée par le fond 16. Le fil du bobinage 24 aboutit de même à une autre borne 36 portée par le fond 16.
Le bobinage 31 est de dimensions plus réduites que le bobinage 24 et la borne 35 reliée au bobinage 31 est destinée à alimenter le feu arrière, tandis que la bobine 36, reliée au bobinage 24, est destinée à alimenter le projecteur avanto
Le nouvel alternateur permet d'assurer une indépendance si pous- sée des deux circuits d'induits que le courant, alimentant un circuit resté normal, est pratiquement indépendant des accidents survenus à l'autre cir- cuit, notamment de l'extinction de la lanterne arrière ou de la coupure du circuit correspondant, de l'extinction du phare avant ou de la coupure de son circuit et de la mise à la masse d'un des circuits alimentés; la va- riation de l'intensité lumineuse produite sur le circuit resté normal ne varie pas plus de 10 %.
Même dans le cas où l'alternateur n'est pas à la masse (par exemple par suite d'un isolement résultant de la peinture), les deux circuits sont alimentés mais, dans ce cas, la puissance d'éclairage est obtenue sur chaque circuit avec une intensité réduite
L'invention peut être appliquée aussi à d'autres types d'alter- nateurs, à 2, 4, 6, 8 ou 12 pôl.es ou davantage ainsi qu'à des alternateurs montés dans les moyeux ou les pédaliers.
Il convient de signaler qu'il n'est pas indispensable que toutes les branches en regard des deux stators soient séparées, comme on l'a décrit et représenté à titre d'exemple au dessin. On obtient en effet un fonction- nement équivalent si une sur deux des branches des fers d'un stator est re- liée à la branche correspondante des fers de l'autre stator. Dans le cas
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du dessin, les petites branches 21 pourraient être reliées aux grandes bran- ches 28 en formant des branches communes; dans une variante, les grandes branches 22 pourraient être reliées aux petites branches 27 ; petites branches (ou les grandes branches) des stators pourraient encore être en re- gard et reliées entre elles.
Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, le volant magné- tique comporte un inducteur tournant composé de deux aimants 41 et 43 ou de quatre aimants 41-42-43-44 en forme de segments d'une même couronne et les extrémités de ces aimants portent des pièces polaires formant quatre pôles 45-46-47-48. A l'intérieur de l'inducteur tournant, le stator com- prend, à la partie supérieure, une bobine d'allumage 49 avec ses fers 50 et, à la partie inférieure, une bobine à gros bobinage 51 surmontée d'une bobine 52 à petit bobinage, les fers de ces bobines 51-52 étant indiqués en 53. La bobine 49 alimente l'allumage 54 du moteur par l'intermédiaire d'un rupteur 55 en parallèle sur un condensateur 56.
Les fers 53 sont formés de tôles minces empilées les unes sur les autres (figure 7), pouvant se toucher ou être séparées par des papiers, une couche d'oxyde ou du vernis ; bobinages 51-52 sont intercalés dans l'épaisseur des fers 53. Le gros bobinage 51 peut alimenter soit le fila- ment phare, soit le filament code de la lampe 57 du projecteur avant 58 par l'intermédiaire du contact mobile 59 à deux positions d'éclairage du commu- tateur 60, tandis que le petit bobinage 52 alimente la lampe de signalisa- tion 61 par le contact mobile 62 du même commutateur pour chacune des deux positions d'éclairage de ce commutateur.
Les deux circuits d'éclairage sont indépendants l'un de l'autre; le bobinage 51 peut fournir par exemple 36 watts (projecteur) tandis que le bobinage 52 fournit 10 watts (feux de signalisation) : dans le cas où l'un des circuits vient à être coupé indépendamment de l'autre (lampe brûlée, mau- vais contact, fil desserré), il se produit un sous-voltage qui peut être de 25 à 50% suivant la conception des bobinages ou des noyaux magnétiques.
Dans l'exemple de réalisation des figures 6 et 8, le rotor est composé de trois aimants 63-64-65 en forme de segments et les extrémités des aimants portent des pièces polaires formant les six-pôles 66-67-68-69-70- 71. La bobine supérieure 72, dont les fers sont indiqués en 73, alimente l'allumage comme la bobine 49 de la figure 5, tandis qu'à la partie inférieu- re deux bobines à gros bobinages 74-75 alimentent le ou les projecteurs.
Chacune des bobines 74-75 est surmontée d'une bobine 76-77 à petit bobinage - et les fers des bobines 74-76 sont indiqués en 78, tandis que ceux des bo- bines 75-77 sont indiqués en 79.
Comme le montre la figure 8, les bobines 74-75 sont branchées en série pour l'alimentation du projecteur 80 par le contact mobile 81 du commutateur 82, soit pour l'éclairage du filament code, soit pour l'é- clairage du filament phare. De même les bobines 76-77 sont branchées en série pour l'alimentation de la lampe de signalisation 83 par le contact mo- bile 84 du commutateur 82.
L'invention s'applique également avantageusement pour assurer, en plus de l'alimentation des circuits d'éclairage, la recharge d'une bat- terie d'accumulateurs sur les petits véhicules, dans lesquels cette fonc- tion de recharge de la batterie peut être assumée par un volant magnétique.
En général, en raison du poids et de l'encombrement, on utilise sur de tels véhicules des batteries de très faibles capacités (par exemple de 7, 10, 14 Ampères-heures) qui ne peuvent servir qu'à alimenter les feux de position, l'avertisseur, la lampe de dépannage, alors que le ou les phares sont alimentés par le volant magnétique, soit directement ou sur le circuit de l'accumulateur.
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L'intensité maximum de charge de jour de la batterie ne doit pas dépasser en ampères le dizième de sa capacité en ampères-heures, si 1' on ne veut pas la détériorer, c'est-à-dire que pour les capacités ci-dessus, l'intensité de charge ne doit pas dépasser 0,7, 1 ou 1,5 ampère; or, les lampes en fonctionnement de nuit sur cette batterie consomment facilement de 2 à 2,5 ampères, de sorte qu'il faut donc avoir recours à une charge de nuit plus intense qui compense la consommation des lampes ce qui n'était permis actuellement qu'avec des volants magnétiques à deux circuits de char- ge ou à des prises médianes avec un commutateur de changement de débit, ce qui était généralement assez compliqué et très onéreux.
La présente invention permet, avec le principe des deux bobinages superposés par exemple,d'utiliser le gros bobinage pour l'éclairage du fi- lament du phare ou du code (20,30, 35 watts)et le second bobinage pour la charge de la batterie à l'aide d'un redresseur approprié, de telle sorte qu'en service de jour, (le gros bobinage étant coupé et les fers absorbant alors une partie du flux de l'aimant par déséquilibre des masses polaires, du fait de la mise hors circuit d'un des enroulements) le second bobinage ne fournira au redresseur qu'un faible débit de l'ordre de 1,5 ampère, par exemple, ce qui, compte tenu des pertes de ce redresseur, chargera la bat- terie normalement d'une intensité de 1. à 1,2 ampère.
La charge de nuit plus intense se fera automatiquement dès que le circuit du ou des phares sera en service par le simple établissement du contact de l'éclairage phare ou code; en effet, le gros bobinage étant alors mis en circuit, tout le flux de l'aimant se trouve concentré sur les fers, aussi bien sur le gros que sur le petit bobinage, et celui-ci débite à ce moment plus du double que dans le cas précédent (charge de jour) soit 2 à 3 ampères à l'entrée du redresseur et la batterie,malgré la consommation des lampes, des feux de signalisation, stop, etc..., se chargera encore légèrement pendant les heures de parcours de nuit; le simple fait de couper le circuit du phare rétablira la charge de jour et il suffit de prévoir un commutateur ne permettant d'allumer le phare et le code qu'après allumage des feux de signalisation.
Cette réalisation peut s'appliquer dans les différents cas dé- jà cités, c'est-à-dire quel que soit le nombre de bobinages utilisés, soit montés en totalité ou partiellement en série, puisque dans tous les cas les circuits fonctionnement en même temps, sur un même plan et sur les mêmes pôles d'aimant.
Dans l'exemple d'utilisation représenté par le schéma de la fi- gure 9, le stator de l'induit comprend un gros bobinage 85 et un petit bo- binage 86. Le gros bobinage 85 alimente le projecteur 87 par un commutateur 88 donnant l'éclairage phare ou l'éclairage code. Le petit bobinage 86 alimente, par l'intermédiaire d'un redresseur, la recharge de la batterie 90 ainsi qu'une veilleuse 91 du projecteur, une lampe de signalisation 92 telle qu'un feu rouge arrière, et un avertisseur 93; les lampes 91-92 et l'avertisseur 93 sont mis en circuit par des interrupteurs de commande 94- 95-96.
Ce dispositif permet par exemple d'alimenter le premier circuit du bobinage 85 sous une intensité de 6 ampères et le deuxième circuit de char- ge sous 3 ampères (charge de nuit); si l'on coupe le premier circuit par l'ouverture du commutateur 88, le deuxième circuit à travers le redresseur 89 est sous-volté et ne charge la batterie qu'à 1,5 ampère (charge de jour interrupteurs 95-95 ouverts).
On comprendra-que les exemples décrits ci-dessus et représentés au dessin n'ont aucun caractère limitatif et qu'on pourrait envisager diver- ses modifications ou adjonctions sans s'écarter du cadre de l'invention.
En particulier,les indications chiffrées sur les voltages, intensités et puissances des circuits n'ont été données que dans un but explicatif pour
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mieux faire comprendre les avantages que l'invention permet d'obtenir.