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L'objet de la présente invention est une installation d'alimen- tation en courant composée d'un générateur électrique et d'un moteur à com- bustion, installation qui grâce au choix de ses éléments, à leur forme en partie nouvelle., à leur combinaison et disposition appropriées ainsi qu'à leur encombrement réduit convient particulièrement au montage dans le chas- sis de véhicules électriques à ligne aérienne. De ce fait l'installation peut être utilisée pour l'entralnement de secours de ces véhicules, par exemple en cas de coupure du courant du réseau, ou pour la circulation sur des voies sans lignes aériennes.
Les caractéristiques spéciales de l'objet de l'invention, qui rendent possible son emploi dans le sens précité, sont avant tout la liai- son coaxiale du générateur directement avec le volant du moteur, avec éli- mination d'un accouplement et d'un mécanisme de transmission, la liaison mécanique sûre des deux éléments par une pièce de connexion creuse, entou- rant l'accouplement d'arbre, pièce de connexion qui porte également le démar- reur pouvant être accouplé directement au volant du moteur, la forme et le logement appropriés du pot d'échappement sans raccourcissement indésirable de la longueur du tube d'échappement, et enfin la liaison de l'unité complète avec le châssis du véhicule, par l'intermédiaire de suspensions prévues exclu- sivement sur le générateur et la pièce intermédiaire,
et disposées favorablement par rapport au centre de gravité, grâce auxquelles le moteur est suppor- té librement par la pièce intermédiaire. Il est en outre important de choi- air un moteur à combustion interne qui est le plus léger possible par rapport à sa puissance et qui, très compact, est d'un encombrement très réduit.
Pour cette raison ce sont surtout les moteurs à refrom#ssement par air qui conviennent à l'installation décrite ici, et parmi les moteurs connus de ce type, c'est le moteur connu sous le nom de moteur allemand Volkswagen qui convient le mieux.
Pour réduire encore l'installation d'alimentation en courant et pour supprimer en outre le plus grand nombre possible de pièces qui - même occasionnellement - peuvent donner lieu à des perturbations, l'installation formant l'objet de la présente invention a été développée de manière telle que son moteur à combustion interne n'exige pas de courant de batterie pour l'allumage, de sorte que le démarreur et la génératrice peuvent être supprimés. Ce résultat est obtenu par le fait que la génératrice de courant continu a été équipée d'un enroulement auxiliaire qui - alimenté par une batterie permet de faire fonctionner la génératrice comme moteur électrique.
Pour se passer d'une batterie spéciale pour ce moteur nécessai- re pour le démarrage du moteur à combustion, on a pris des mesures spéciales qui permettent d'avoir recours à la batterie, qui de toute manière est prévue dans les véhicules pour l'installation d'éclairage et de signalisation en vue d'un fonctionnement momentané de la génératrice pour le démarrage du moteur à combustion interne. En effet l'utilisation de cette batterie pour ce but est uniquement possible et admissible lorsqu'on empêche dans tous les cas que lors du commencement de la production de courant, ayant lieu au moment du démarrage du moteur à combustion qui entraîne la génératrice, toutes les liaisons conductrices entre la génératrice et la batterie sont immédiatement coupées.
A cet effet on a prévu, dans chacune des deux conduites passant de la batterie à l'enroulement secondaire de la génératrice, un interrupteur magnétique, chacun des deux interrupteurs étant ouvert à l'état de repos et se fermant uniquement dans les cas et pour la durée pour laquelle du courant leur est fourni à partir de la batterie par l'intermédiaire de la commande de démarrage abaissée. En outre on trouve un interrupteur magnétique supplémentaire dans le circuit de démarrage, qui, il est vrai, est fermé à l'état de repos, mais dont l'enroulement d'excitation est raccordé à la sortie de la génératrice de courant, de telle sorte qu'il s'ouvre immédiatement et coupe ainsi l'alimentation en courant à partir de la batterie vers la génératrice, dès que celle-ci produit du courant.
Bien que l'installation de production de courant décrite ci-des-
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sus soit adaptée, dans une mesure étendue.: aux véhicules habituels à ligne aérienne, son logement estsoumis à certaines limites, étant donné qu'une distance déterminée entre le poste du conducteur et l'installation génératrice ne doit pas être dépassée.. parce que la commande du volet de starter et du papillon des gaz dans la conduite de gaz principale du carburateur a lieu de la manière habituelle par câbles Bowden et que de tels câbles ne travaillent avec sécurité que lorsqu'ils ne dépassent pas une certaine longueur (environ 5 m).
Pour que l'installation de production de courant servant à la marche de secours de véhicules à ligne aériennes puisse être disposée à distance quelconque du poste de commande donc par exemple à l'arrière de véhi- cules, même assez longs, ou sur le toit du véhicule ou sur une remorque, on prévoit, suivant l'invention, deux électros de commande sur le moteur à combustion interne ou à sa proximité immédiate, l'un de ces électros servant à la commande du papillon des gaz, l'autre servant à la commande du volet de starter. De cette manière les moyens pour la transmission mécanique du poste de commande à l'installation de production de courant ne sont plus nécessaires; il faut uniquement des conducteurs électriques, qui peuvent avoir une longueur quelconque.
Comme les armatures d'électros de commande habituels peuvent être déplacés uniquement entre deux positions terminales, et ne peuvent donc pas occuper des positions intermédiaires, leur emploi n'est possible qu'avec les installations de production de courant dont l'alimentation de gaz de combustion aux cylindres est commandée en fonction de la production de courant du générateur. Les régulateurs automatiques, servant à une telle commande, provoquent, comme c'est leur rôle, un déplacement du papillon des gaz dans un sens tel qu'avec l'augmentation de la vitesse de l'arbre principal, l'alimentation de gaz de combustion est réduite, et qu'en cas de diminution de vitesse, l'alimentation de gaz de combustion augmente. Par conséquent, lorsque le moteur est à l'arrêt, le papillon des gaz est dans sa'position d' ouverture maximum.
Toutefois, pour le démarrage du moteur, le papillon doit être mis dans la position de ralenti, c'est-à-dire fermé jusqu'à une butée prévue dans le carburateur. Pour le démarrage du moteur il faut donc fermer le papillon des gaz jusqu'à la butée, et après la mise en marche du moteur il doit être à nouveau complètement ouvert, après quoi le réglage automatique commence avec la mise au régime du moteur. La fermeture du papillon des gaz est effectuée par l'électro excité à l'encontre de l'action d'un ressort, qui provoque la réouverture, dès que l'électro n'est plus excité.
Pour faciliter la mise en marche du moteur et accélérer son réchauffement, il faut pendant la mise en marche et pendant un certain temps par après, fermer le volet d'air (volet de starter) dans le canal d'aspiration du carburateur, et l'ouvrir ensuite. La commande de ce volet d'air a toujours lieu entre ses positions extrêmes. Suivant l'invention le levier de commande du volet d'air est relié de manière telle à l'armature d'un électro de commande supplémentaire, qu'en cas d'excitation de l'électro le volet de starter est fermé, tandis qu'il est ouvert lorsque l'électro est hors circuit.
La réalisation plus détaillée de l'installation formant l'objet de la présente invention est décrite avec référence à la forme d'exécution représentée par le dessin annexé.
La figure 1 représente les éléments servant à la liaison entre le moteur à combustion interne et la génératrice de courant, avec le démarreur et le pot d'échappement.
La figure 2 représente un mo@eur à combustion interne sans démarreur et avec une génératrice de courant accouplée avec enroulement auxiliaire et sa plaque à bornes.
La figure 3 représente la disposition des interrupteurs et conducteurs entre la batterie et la plaqua à bornes de la génératrice .
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La figure 4 représente une installation de production de cou- rant disposée dans une remorque d'un trolleybus, installation qui est re- liée au poste du conducteur du véhicule exclusivement au moyen d'un câble électrique.
La figure 5 représente le carburateur d'un moteur à combustion interne avec entonnoir d'aspiration d'air, régulateur à force centrifuge et deux électros de commande.
Dans la forme de réalisation suivant la figure 1, l'arbre d' entraînement 2 de la génératrice 1 est accouplé coaxialment à l'arbre prin- cipal du moteur à combustion interne 4 par l'intermédiaire de l'arbre auxili- aire 3. L'arbre auxiliaire est solidaire d'un disque 5, qui est fixé direc- tement sur le volant 7 du moteur 4 à l'aide de vis 6. La liaison de l'arbre auxiliaire 3 à l'arbre de génératrice 2 a lieu par l'intermédiaire de l'ac- couplement 8, 9, 10, dont l'élément 8 est claveté sur l'arbre de génératrice
2 et comporte un anneau de centrage 8a, qui assure la concordance axiale exacte des arbres reliés.
L'anneau d'accouplement élastique 9 reprend uni- quement les chocs de rotation et est relié avec les éléments d'accouplement
8 et 10 à l'aide de vis décalées alternativement.
Pour la liaison mécanique de la génératrice 1 avec le moteur 4 on emploie l'élément de raccordement creux 13, qui est solidement vissé sur la génératrice et le moteur et qui entoure, tout en le protégeant, l'arbre auxiliaire 3 avec les éléments de moteur et de génératrice qu'il accouple, L'élément de raccordement 13 sert également à la fixation du démarreur 14, dont le pignon d'accouplement 15 peut être mis en et hors prise par glissement directement avec la denture extérieure du volant 7 du moteur.
Immédiate- ment à l'extérieur de l'élément d'accouplement 13, dans l'espace compris entre le moteur 4 et la génératrice 1, se trouve en outre le pot d'échappement 16 qui, en vue de la meilleure utilisation de l'espace disponible, a une section transversale aplatie ovale et dont le volume intérieur relativement réduit est subdivisé par une paroi transversale 17, qui s'étend sur toute la longueur du pot jusqu'à l'ouverture de déviation nécessaire, en deux canaux à sens d' écoulement opposé, en vue d'obtenir la trajectoire d'échappement la plus longue possible.
L'élément intermédiaire 13 porte près de son raccordement avec le moteur 4 - de préférence sur deux bras en forme de griffe qui en font saillie des deux côtés sur sensiblement toute la largeur du moteur - deux suspensions, une pour chaque bras, pour la fixation de toute l'installation au châssis du véhicule à ligne aérienne, tandis qu'une troisième suspension est prévue sur la génératrice.
Dans la forme de réalisation suivant la figure 2, il n'y a plus de démarreur. Le courant d'allumage pour la machine à combustion interne 4 est fourni par la magnéto 18 entraînée par l'arbre principal du moteur. La génératrice 1 accouplée directement au moteur 4 comporte, en plus des enroulements habituels, à savoir l'enroulement d'induit 20 relié au collecteur 19 et les enroulements inducteurs 21 et 22, l'enroulement auxiliaire 23. Les extrémités des enroulements inducteurs et les balais de collecteur A, B sont reliés à une plaque à bornes 24. L'enroulement auxiliaire 23 est en série avec l'enroulement d'induit 20 et peut être relié conjointement avec celuici à une batterie 25 (figure 3) par l'intermédiaire d'une disposition spéciale d'interrupteurs.
Lorsque ce circuit est fermé, la génératrice fonctionne comme moteur électrique.
La disposition des interrupteurs entre la batterie 25 et l'enroulement 23 est représentée par la figure 3. L'extrémité libre de l'enrou- lement auxiliaire 23 est raccordée à la borne Fa, tandis que son autre extrémité est raccordée à la borne GA par l'intermédiaire de l'enroulement d' induit 20 et des balais de collecteur A, B. La borne Fa est raccordée par l'intermédiaire de l'interrupteur à électro 26 au pôle négatif de la batterie 25, tandis que le circuit passe de la borne Ga par l'intermédiaire de l'
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interrupteur à électro 29 au pôle positif de la batterie 25.
Le circuit est en outre fermé du pelé négatif au pôle positif de la batterie 25 par l'intermédiaire des enroulements d'excitation en parallèle des interrupteurs 26, 27, du bouton de démarreur 28, de l'Interrupteur à électro 29 et de l'interrupteur à clef 30. L'enroulement d'excitation de l'Interrupteur à électro 29 est en liaison avec les bornes de courant de la génératrice par l'intermédiaire d'une résistance 31. Comme les deux interrupteurs à électro 26, 27 sont ouverts à l'état de repos, le courant ne peut arriver aux bornes FaGA, c'est-à-dire à l'enroulement auxiliaire 23 de la. génératrice, que lorsque le courant parcourt les enroulements d'excitation des interru.pteurs 26, 27.
D'autre part, cela est possible uniquement lorsque l'Interrupteur à clef 30 est fermé et que le bouton de démarreur 28 est enfoncé, et cela également seulement pendant qu'aucun courant ne circule dans l'enroulement d'excitation de l'interrupteur à électro 29, fermé à l'état de repos.
L'Installation fonctionne de la manière suivante :
Après enclenchement de l'interrupteur à clef 30 on manoeuvre le bouton du démarreur 28. De ce fait le circuit passant par les enroulements d'excitation des interrupteurs à électro 26, 27 est fermé. Ces interrupteurs à électro donnent le contact et permettent l'arrivée de courant de la batterie 25 à l'enroulement auxiliaire 23 de la génératrice 1. Celle-ci fonctionne comme moteur et lance le moteur à combustion interne 4. Dès que ce dernier a atteint la vitesse nécessaire, il entraîne lui-même la génératrice 1, qui produit du courant.
Une partie de ce courant, réduite par la résistance 31, passe dans l'enroulement d'excitation de l'interrupteur à électro 29, qui est ainsi ouvert et coupe l'arrivée de courant de la batterie 25 aux interrupteurs à électro 26,27. Ces interrupteurs à électro s'ouvrentdonc également et coupent le courant de batterie passant vers l'enroulement auxiliaire 23 de la génératrice. De ce fait toute liaison conductrice entre la batterie 25 et la génératrice 1 est coupée. Une telle liaison ne peut pas être rétablie aussi longtemps que la génératrice est en action et qu'ainsi l'interrupteur 29 est ouvert.
Les figures 4 et 5 montrent comment l'installation de production de courant faisant l'objet de l'invention peut être développée, de manière qu'elle puisse être mise en et hors service sans commande mécanique de la part du poste du conducteur. De ce fait, elle peut être disposée à distance quelconque du siège du conducteur.
Suivant la figure 4, l'installation de production de courant servant à la marche de l'autobus à entraînement électrique 32, composé du moteur à combustion interne 4 et de la génératrice 1, est monté sur une génératrice 33. La commande de l'Installation a lieu exclusivement à partir du poste de conducteur de l'autobus -32, qui est@relié à l'installation de production de courant par¯un câble électrique 34. @ Pour ¯permettre cela, le moteur 4 est réglé automatiquement à vitesse constante.
Pour ce réglage on emploie, conformément à la figure 5, un régulateur à force centrifuge 35, qui par l'Intermédiaire d'un levier coudé 36 est relié à la tringle de commande 37 du papillon 39 faisant partie du carburateur 38. La fermeture de ce papillon est uniquement possible à l'encontre de l'action du ressort 40. Pour la commande électrique du papillon des gaz et du volet de starter on emploie deux électros de commande 42 et 43 indépendants l'un de l'autre. L'armature 41 de l'électro de cmmande 42 est reliée au levier coudé 36, qui lors de l'excitation de la bobine de l'électro ferme le papillon 39 jusqu'à la butée.
L'armature du deuxième électro de commande 43 est reliée par l'intermédiaire du levier 44 et du court câble Bowden 45 au levier de commande du volet d'air (volet de starter) 47 dans la tubulure d' aspiration du carburateur 38. La fermeture du volet de starter 47 a lieu à l'encontre de l'action du ressort 48.
L'interrupteur dans le poste de commande, qui relie l'interrup- teur à électro à la batterie 25 est de préférence couplé à l'interrupteur
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28 (figure 3), de sorte que l'excitation de l'enroulement auxiliaire 23 de la génératrice a lieu en même temps que la fermeture du papillon des gaz 39 dans le carburateur 38.
Pour la mise en marche de l'installation ainsi perfectionnée, le conducteur doit uniquement, après commutation de courant principal au courant auxiliaire et fermeture de l'interrupteur à clef 30, manoeuvrer l'interrupteur de démarrage combiné - et éventuellement, lorsque le moteur est froid-, l'interrupteur reliant l'interrupteur à électro 43 à la batterie 25.
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1/ Installation de production de courant pour le fonctionnement de secours de véhicules à ligne aérienne., caractérisée en ce que l'arbre d' entraînement d'une génératrice électrique est accouplé coaxialement au vo- lant d'un moteur à combustion interne par l'intermédiaire d'un arbre auxi- liaire qui, d'une part, est fixé rigidement suivant l'axe sur une plaque circulaire pouvant être vissée directement sur le volant,, et qui, d'autre part, est relié à l'arbre de génératrice par l'intermédiaire d'un accouplement d'amortissement élastique uniquement dans le sens de rotation.
2/ Installation de production de courant suivant la revendica- tion 1, caractérisée en ce que, comme moyen d'entraînement, on emploie un moteur de construction compacte et le plus léger et petit possible par rapport à sa puissance.
3/ Installation de production de courant suivant les revendications 1 et 2,caractérisée en ce que comme moyen d'entraînement on emploie un moteur à refroidissement par air.
4/ Installation de production de courant suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que comme moyen d'entraînement on emploie un moteur du type du moteur allemand "Volkswagen".
5/ Installation de production de courant suivant les revendications 1 à 4, caractérisée en ce que, pour la liaison mécanique entre la génératrice et le moteur à combustion interne, on emploie une pièce de raccordement creuse, qui entoure le bout d'arbre d'entraînement de la génératrice, l'arbre auxiliaire avec l'accouplement amortisseur et le volant du moteur à combustion interne, et qui est vissée d'une part au bouclier à palier de la génératrice, et d'autre part au bloc du moteur à combustion interne.
6/ Installation de production de courant suivant les revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'à l'extérieur de la pièce de raccordement on a fixé un démarreur, de préférence de manière telle que son axe est parallèle à l'arbre auxiliaire et que son pignon d'accouplement à glissement peut être mis en prise directement avec la denture du volant du moteur à combustion interne.
7/ Installation de production de courant suivant les revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'à l'extérieur de la pièce de raccordement dans l'espace compris entre le moteur à combustion interne et la génératrice on a disposé la pot d'échappement du moteur dont la direction longitudinale est orientée transversalement à l'arbre auxiliaire.