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UDis"posit1,f' électromagnétique pour la tànsmision d'un couple màfµqé"1 , moteur"
La présente invention est relative à, un dispositif .électro- magnétique pour la transmission d'un couple moteur, d'un organe moteur à un organe' à entraîner.
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L'invention a pour but de prévoir un système qui permette un embrayage et un débrayage aisés et qui permette en outre un démarrage progressif, sans paliers, de l'organe à entraîner. A cet effet, le dispositif selon l'invention comprend une génératrice de courant électrique dont l'inducteur est solidaire d'un des orge- nes précités et dont l'induit est solidaire de l'autre organe précité, l'inducteur et l'induit étant montés de manière à pouvoir tourner l'un et l'autre, l'alimentation du circuit inducteur de la génératrice pouvant être modifiée par un interrupteur placé sous la commande de l'opérateur.
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Dans une forme de réalisation avantageuse, le dispositif com- prend une génératrice de courant continu, de préférence une dynamo shunt.
Dans une autre forme de réalisation particulière, le dispositif comprend deux enroulements inducteurs, l'un de ces enroulements donnant un flux inducteur faible, mais suffisant pour produire l'amorçage,de la génératrice, lorsque l'organe moteur tourne et que l'organe entraîné est encore immobile ou encore lorsque la vitesse relative de l'organe entraîné par rapport à l'organe moteur devient très faible ou nulle, le second enroulement donnant un flux indue- teur correspondant au couple normal de la génératrice.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent deux formes de réalisations particulières de l'objet de l'invention.
La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif conforme à l'invention.
La figure 2 est analogue à la figure 1, mais se rapporte à une variante.
Les figures 3 à 7 sont des schémas de principe relatif$ à diverses phases du fonctionnement du dispositif de la figure 2.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de référence désignent des éléments analogues.
Le dispositif électromagnétique pour la transmission d'un couple moteur, représenté à la figure 1, comprend une génératrice de courant électrique 1 qui, dans le cas présent, est une dynamo shunt. Le rotor 2 de cette dynamo 1 est monté sur un arbre 3 et est solidaire de l'organe moteur, dans l'exemple choisi; l'inducteur 4, qui dans le cas d'une génératrice normale serait le stator, est monté sur un arbre 5 ; cet inducteur 4 est solidaire de l'organe à entraîner. Il est à noter que les rôles du rotor 2 et de l'inducteur
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4 pourraient être inversés, en ce sens que le rotor 2 pourrait être solidaire de l'ergane à entraîner et l'inducteur 4 de l'organe moteur.
L'inducteur 4 porte deux enroulements inducteurs désignés par 6 et 7, L'enroulement 6 est l'enroulement inducteur principal et produit donc un flux inducteur plus fort que celui de l'enroule- ment 7 dont le flux inducteur est tout juste suffisant pour pro- , /notamment/ duire l'amorçage de la génératrice,/lors que l'organe moteur tourne et que l'organe à entraîner est encore immobile.
Le rotor 2 est solidaire d'un collecteur 8 identique à celui que l'on trouve sur les génératrices habituelles. Sur ce collecteur posent deux balais 9 qui sont solidaires de l'arbre 5, donc de l'inducteur 4. D'autre part,, l'arbre 5 porte trois bagues conduc- trioes désignées par 10, 11 et 12 Sur'les bagues 10,11 et 12 posent des balais fixes 13, 14 et 15.
Le circuit de l'enroulement inducteur 7 est simplement mis en parallèle sur les balais 9. Quant à l'enroulement inducteur 6, il est raccordé d'une part à un des balais 9 et d'autre part à la bague 12. Les balais 9 sont raccordés aux bagues 10 et 11. Les ba- lais correspondant à ces deux dernières bagues sont raccordés aux deux pôles d'un inverseur 16, tandis que la bague 15 est raccordée à une résistasse variable 17 qui est mise en. série avec un interrup- teur 18, qui perment de couper le circuit de l'enroulement inducteur 6. L'ubterrupteur 18 est placé sous la commande de l'opérateur'.
L'inverseur 16 pe@@et de mettre une batterie 19 dans le cirouit de l'induit de la génératrice 1 ; celle-ci, suivant le sens de raccordement donné par l'inverseur 16, charge la batterie 19 ou est alimentée par celle-ci pour fonctionner en moteur.
Ayant ou**** l'inverseur 16 et l'interrupteur 18, on fait démarrer l'organe moteur, donc le rotor 2; on permet à la dynamo de s'amocer sous l'infl@@@@@@ du flux inducteur produit par l' en- roulement 7 et l'organe à entraîner se met à tourner. On peut alors
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fermer l'interrupteur 18 qui commande le circuit de l'enroulement inducteur 6. On augmente ainsi la puissance que peut fournir la génératrice, donc le couple moteur qu'elle peut transmettre.
Le dispositif décrit est particulièrement applicable aux véhi- cules automobiles ou aux motocyclettes. En fermant l'interrupteur 18, on augmente la rapidité de la variation de la vitesse de l'organe à entraîner. Si les deux enroulements 6 et 7 sont bien proportionnés, la manoeuvre de l'interrupteur 18 permet le débreyag ou l'embrayage.
Le courant'qui traverse l'enroulement 6 est assez important, de sorte que le fil constituant cet enroulement doit être prévu plus gros que dans les génératrices normales.
Il a été dit que l'inverseur .16'est laissé ouvert, donc que le circuit de l'induit de la génératrice est ouvert, mais on peut également, au moyen de,l'inverseur 16, raccorder ce circuit sur la batterie 19 qui est celle normalement prévue dans le véhicule ou
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j la motocyclette. On assure ;ainsi la charge de cette batterie. Il est à noter que l'inverseur 16 pourrait être fermé automatiquement, par exemple lorsque la vitesse )de l'organe à entraîner atteint une certaine valeur. Il suffirait de prévoir un interrupteur centrifuge ou un disjdncteur-conjoncteur.
Le rotor 2 de la génératrice 1 entraîne l'inducteur de plus en plus rapidement, de sorte que la vitesse relative de l'inducteur et de l'induit diminue, la vitesse absolue de l'organe à entraîner augmentant. Il est bien entendu qu'il subsiste toujours un certain glissement, c'est-à-dire que la vitesse de l'inducteur n'atteint pas celle du rotor 2. On arrive ainsi à un démarrage progressif sans paliers de l'organe à entraîner.
On peut se servir de la dynamo 1 pour le démarrage. A cette fin, on inverse les connexions de le batterie 19 au moyen de l'in- verseur 16. Cette batterie 19 alimente alors la génératrice, qui fonctionne alors en moteur, car le rotor se met à tourner en provo-
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quant un démarrage de ltorgane moteur.
Le fait de prévoir la génératrice 1 comme indiqué ci-avant, en la montant de manière que..le rotor sait solidaire de l'organe moteur ou de l'organe à entraîner, tandis que l'inducteur est solidaire de l'organe à entraîner ou de l'organe moteur, permet, dans un véhicule automobile, de supprimer le mécanisme d'embrayage et de débrayage généralement utilisé, la boite de vitesse, le démar- reur et la petite génératrice qui sert à la charge de la batterie.
De plus, la masse de l'inducteur, donc de la partie de la machine qui, dans une génératrice normale, serait le stator, étant assez importante, si l'inducteur est solidaire de l'organe moteur, on peut supprimer le volant régulateur qui est normalement prévu sur cet organe moteur. Dans ce qui précède, il a été dit que le rotor et l'inducteur sont solidaires d'un des deux organes s organe mo- teur et organe à entraîner. Il doit être entendu que cette solda- risation peut se'faire éventuellement par l'intermédiaire d'une démultiplication ou d'une multiplication appropriées.
Il est à noter qu'il n'est pas indispensable d'avoir recours à une génératrice à courant continu. On pourrait également prévoir un alternateur. Ce dernier cas est intéressant pour certains véhi- cules servant à la publicité ou au reportage et sur lesquels sont 'montés des appareils de radio ou de télévision ou encore sur des véhicules servant au soudage, qui exigent une alimentation en cou- rant alternatif. Cependant dans ce cas, on ne peut évidemment se servir de la génératrice 1 pour charger la batterie 19 ou pour fonctionner en moteur eu démarrage, que si l'on prévoit un redres- seur.
Il est encore à noter qu'il n'est pas indispensable de prévoir deux enroulements inducteurs 6 et 7. Le magnétisme rémanent peut du reste être suffisant pour l'amorçage de la génératrice. Dans l'exemple choisi, le circuit de l'enroulement inducteur 7 ne com- porte pas d'interrupteur. On pourrait prévoir un tel interrupteur, mais dans ce cas il faut une quatrième bague conductrice sur l'ar-
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bre 5.
Le dispositif de la figure 2, bien que basé sur le même prin- cipe que celui de la figure 1, en diffère par le raccordement des enroulements inducteurs 6 et 7 et par certaines possibilités sup- plémentaires qui, comme on le verra plus loin, rendent la manoeuvre d'un véhicule équipé de ce dispositif, plus aisée et plus sûre.
Cette fois, l'enroulement inducteur principal 6 est raccordé en permanence aux bornes de l'enroulement induit; il est donc mis en parallèle sur les balais 9 et les bagues 10 et 11, alors que l'en- roulement inducteur auxiliaire 7 est raccordé aux bagues 10 et 12.
Les bornes 20 et 21 de la batterie d'accumulateurs 19 peuvent être raccordées auxbagues 11 et 10 par un interrupteur,.22. Ces mêmes bornes peuvent être 'mises ,en'relation avec les bagues 10 et 12 ou 12 et 10 respectivement par les interrupteurs 2)'et 24- qui sont actionnés, le premier par 'la' pédale de frein,le second par la
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pédale d'accélérateur. 'Un doue cohjônoteur-disjoncteur 25, dont l'enroulement de commande 26 est. raccordé en parallèle sur les bagues 10 et 11, permet de raccorder ces.
bagues aux bornes 21 et 20, lorsque le courant dans l'enroulement 26 a le sens voulu et que la tension aux bornes de la génératrice est supérieure à celle de la batterie.
Le dispositif décrit appliqué à un véhicule automobile, à une voiture, par exemple, permet toutes les manoeuvres requises: si l'on actionne le bouton du démarreur, ce qui ferme l'interrupteur 22, on se trouve dans la situation représentée à la figure 3. La génératrice 1 est alimentée par la batterie 19, l'enroulement in- ducteur 6 étent seul en service; la génératrice fonctionne alors en moteur shunt et le rotor se met à tourner, provoquant le démar- rage du moteur du véhicule. Les flèches 27,28, 29,30 et 31 indi- quent respectivement le sens de rotation du rotor et le sens de circulation du courant dans l'induit, dans l'enroulement inducteur 6, dans la batterie 19 et dans l'enroulement 26.
Le-conjoncteur-dis-
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joncteur 25 reste ouvert, bien que le sens du courant corresponde à la fermeture, car la tension aux bornes des balais 9 est infé- rie ure à celle de la batterie.
Le moteur du véhicule prenant de la vitesse, il PEUL arriver que la génératrice fonctionne normalement, donc en génératrice, (figure 4) et charge même la batterie 19, si le conjoncteur-disjonc- teur 25 se ferme, parce que la tension aux bornes de la génératrice devient suffisamment élevée.
Si l'on commence à pousser la pédale d'accélérateur, on ferme l'interrupteur 24, ce qui correspond aux raccordements de la figure 5. L'enroulement inducteur 7 est cette fois mis en service et ali- menté par la batterie 19, le courant ciculant dans le sens de la flèche 32 et ce indépendamment de l'inducteur 6;le flux inducteur augmentant, il en est de même du couple anta- 'goniste développé par la génératrice, de sorte que la vitesse rela- tive de l'induit et de l'inducteur diminue et le véhicule démarre.
Lorsque l'on pousse plus avant la pédale d'accélérateur, l'interrup- teur 24 s'ouvre et l'on se trouve dans la situation de la figure 6, où l'on a supposé le conjoncteur-disjoncteur 25 fermé, bien que selon les valeurs relatives du couple antagoniste et du couple moteur, ce conjoncteur-disjoncteur soit ouvert ou fermé, la généra- trice chargeant ou non la batterie 19.
Dans une descente, lorsqu'on lâche la pédale d'accélérateur, la vitesse du moteur du véhicule diminue, tandis que la vitesse de la voiture a tendance à se maintenir et même à augmenter. La vites- se relative du rotor par rapport à l'inducteur diminue, puis peut s'annuler et même s'inverser. Si l'on désire alors que le moteur ralentisse la voiture, donc si l'on désire "freiner par le moteur", on pousse légèrement sur la pédale de frein, ce qui a pour effet de fermer l'interrupteur 23; on se trouve alors dans la situation de la figure 7.
La vitesse relative du rotor et de l'inducteur (flèche 27) s'est inversée, mais le couple moteur demeure supérieur
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au couple antagoniste, de sorte que la génératrice fonctionne encore en génératrice, mais la polarité de ses balais s'est in- versée.
L'enroulement inducteur 7 est en service, ce qui facilite l'amorçage de la génératrice, dans le sens de rotation relative indiqué par la flèche 27 et ce qui contribue à augmenter le couple antagoniste, donc le freinage.
Le sens du courant dans l'enroulement 26 empêche cette fois toute fermeture du conjoncteur-disjoncteur 25. donc toute circula, tion d'un courant néfaste à la batterie 19.
Il doit du reste être entendu que l'invention'n'est nullement limitée aux formes de réalisation décrites et que' bien des modifi- cations peuvent être apportées à ces dernières sans sortir du cadre du présent brevet. C'est ainsi que le circuit de l'induit de la génératrice 1 peut alimenter une source d'utilisation varie- ble, une résistance dans le cas d'une génératrice à courant continu.
En modifiant une telle résistance', on peut agir sur la vitesse de l'organe à entraîner. La chaleur dissipée pans une telle résistance peut servir éventuellement'au chauffage du véhicule, La source d'uti- lisation variable pourrait aussi être un moteur qui aiderait la génératrice à faire tourner l'organe à entraîner. Si les puissances de la génératrice et d'un tel moteur,sont sensiblement les mêmes, on peut arriver à supprimer-le différentiel, dans les véhicules dans lesquels un tel différentiel est normalement prévu.