Génératrice d'éclairage pour cycle La présente invention a pour objet une génératrice d'éclairage pour cycle, comportant un boitier, au moins un inducteur rotatif porté par un axe tour nant dans des paliers aménagés dans le boitier, ainsi qu'un stator comprenant un induit principal et un induit auxiliaire portant chacun au moins un enroulement, ces enroulements étant destinés à ali menter chacun un circuit extérieur.
Les génératrices d'éclairage pour cycle munies de deux enroulements d'induits destinés à alimen ter plusieurs circuits d'utilisation extérieurs présen tent le défaut que les tensions aux bornes des enrou lements d'induits ne dépendent pas seulement de la charge de leurs circuits d'utilisation respectifs, mais également de la charge de chacun des autres cir cuits d'utilisation. Cette particularité se traduit en pratique de différentes manières, selon le type de génératrice ; la rupture du filament d'une lampe à incandescence d'un des circuits d'utilisation, pro voque soit une diminution, soit une augmentation de la tension aux bornes de ceux des circuits n'ayant pas subi de variation de charge.
Il est évident que dans un cas comme dans l'autre, les conséquences sont les mêmes pour l'uti lisateur, à savoir le manque d'éclairage complet, soit par rupture des filaments des autres circuits d'utilisation due à la surtension, soit parce que les lampes à incandescence de ces circuits n'éclairent plus suffisamment, du fait de leur basse tension d'alimentation.
De plus, les génératrices d'éclairage pour cycle connues actuellement et destinées à l'alimentation de deux circuits d'utilisation extérieurs, présentent au moins pour l'un de ces circuits une courbe de tension en fonction de la vitesse de rotation de l'inducteur qui est très défavorable. En vue d'obvier au moins partiellement à cet inconvénient, certains constructeurs ont proposé des génératrices pour cycle comportant deux circuits magnétiques parallèles et dont l'un est muni en plus d'un enroulement d'induit, d'un enroulement de compensation.
Les résultats pouvant être obtenus avec de telles génératrices semblent être satisfai sants, toutefois la détermination des formes et sec tions des circuits magnétiques d'induit de même que la détermination des enroulements d'induit et de l'enroulement de compensation présentent de rela tivement grandes difficultés et nécessitent de nom breux essais avant la n-ise en fabrication de chaque nouvelle série.
Le but de la présente invention est de réaliser une génératrice pour cycle de construction simple et permettant un ajustement aisé des tensions nomi nales de chaque circuit d'induit, et dans laquelle la tension de chaque enroulement d'induit est prati quement indépendante de la charge des. circuits ex térieurs alimentés par l'autre enroulement d'induit.
La génératrice pour cycle, selon la présente invention, est caractérisée par le fait que lesdits induits principal et auxiliaire sont distincts et par le fait que l'induit principal comporte des épanouis sements polaires présentant, d'une part, une hauteur sensiblement égale à la hauteur de la paroi externe de l'induit principal lui-même, de manière à capter, pour une vitesse limite inférieure de rotation de l'inducteur correspondant à une vitesse limite infé rieure déterminée du cycle,
un flux engendrant une tension aux bornes de son enroulement au moins égale à 50 % de la tension nominale et, d'autre part, une largeur moyenne au moins égale aux 2/s du pas polaire de cet induit principal,
de manière à favo riser les fuites interpolaires pour limiter la tension induite aux bornes de son enroulement à une valeur inférieure à 120 Vo de la tension nominale pour des vitesses de rotation de l'inducteur supérieures à celle correspondant à une vitesse du cycle de 30 km/h, et pour rendre la tension aux bornes de son enroulement indépendante de la charge de l'enroulement de l'induit auxiliaire et réciproque ment la tension induite dans l'enroulement de ce dernier indépendante de la charge de l'enroulement de l'induit principal.
Le dessin annexé représente schématiquement et à titre d'exemple deux formes d'exécution de la génératrice d'éclairage pour cycle selon la présente invention. La<U>fi-.</U> 1 est une vue de face, partiellement en coupe d'une première forme d'exécution, sans inducteur.
La fig. 2 est une vue de face de l'inducteur de la génératrice représentée à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue de face d'une variante de l'inducteur de la génératrice représentée à la fig. 1. La fig. 4 est une vue de face, partiellement en coupe, d'une seconde forme d'exécution, sans induc teur.
La fig. 5 est une vue de face de l'inducteur de la génératrice représentée à la fig. 4.
La fig. 6 est un graphique représentant la ten sion aux bornes des circuits d'utilisation en fonction de la vitesse du cycle.
La génératrice d'éclairage pour cycle représentée à la fig. 1 comporte un boîtier 1 à l'intérieur duquel est disposé un stator comprenant d'une part un induit principal présentant un circuit magnétique muni d'épanouissements polaires 2 et d'un enroule ment 3 et d'autre part un induit auxiliaire compre nant également un circuit magnétique muni de pièces polaires 4 et d'un enroulement 5. Le boîtier 1 présente des paliers (non représentés) dans lesquels un axe 8 tourne librement.
Cet axe 8 est muni à l'une de ses extrémités d'un galet moleté 9 destiné à entrer en contact avec le pneu d'un cycle, et à son autre extrémité d'un inducteur.
Dans la première forme d'exécution représentée aux fig. 1 et 2, le circuit magnétique de l'induit principal présente la forme générale d'une cage c cylindrique dont la paroi interne est formée par les épanouissements polaires 2 de forme générale tra pézoïdale et dont la largeur va en décroissant en direction de leur extrémité.
Chacun des épanouissements polaires présente une longueur h égale à la hauteur de la paroi externe de la cage c de l'induit principal. L'enrou lement 3 est logé à l'intérieur de la cage c et les épanouissements polaires sont séparés les uns des autres par un entrefer interpolaire de largeur a, de l'ordre de 0,5 à 3 mm, ce qui représente au maxi mum 1/s du pas polaire p.
L'induit auxiliaire comprenant l'enroulement 5 logé dans une cage e munie d'épanouissements polaires 4 est constitué dans cette première forme d'exécution en tous points d'une manière analogue à l'induit principal, exception faite de sa hauteur i plus petite que la hauteur h de l'induit principal. Cet induit auxiliaire est déphasé spatialement de 900 électriques par rapport à l'induit principal, ce qui a, entre autres, pour effet, de rendre le couple moteur nécessaire pour entraîner le galet moleté 9 pratiquement constant. Ces induits, principal et auxiliaire, sont séparés l'un de l'autre par deux rondelles isolantes 6 et une rondelle métallique 7 ferromagnétique ou non.
L'inducteur fixé à l'extrémité inférieure de l'axe 8 au moyen d'une vis 11, se compose de deux corps 12, 13, séparés par une entretoise 14 et cons titués par une matière ferromagnétique frittée, de hauteurs<I>h</I> et<I>i</I> respectivement et dont les diamètres égaux D sont inférieurs aux diamètres internes des induits principal et auxiliaire. En position de fonc tionnement, chacun des corps 12, 13 de l'inducteur est situé en regard de l'induit principal ou de l'induit auxiliaire respectivement. Chacun des corps 12, 13 est aimanté radialement, de manière à présenter, sur toute la hauteur de sa surface extérieure ou manteau, des pôles nord N et sud S se succédant alternativement et présentant une largeur égale au pas polaire p.
Dans une variante, les deux corps de l'inducteur pourraient présenter des pôles saillants.
Le fonctionnement de cette génératrice d'éclai rage pour cycle est le suivant L'enroulement 3 de l'induit principal alimente le phare du cycle, tandis que l'enroulement auxiliaire 5 alimente le feu arrière du même cycle. Lorsque le galet moleté 9 est en contact avec le flanc du pneu du cycle et que ce dernier est en mouvement, l'in ducteur est mis en rotation par l'intermédiaire de l'axe 8.
Grâce à la grande surface des épanouisse ments polaires 2, 4, la tension induite dans les enrou lements 3, 5 respectivement, atteint déjà pour une vitesse limite inférieuré de rotation de l'inducteur, correspondant à une vitesse du cycle de 5 km/h, une valeur égale à au moins 50 % de sa valeur nominale et pouvant même dépasser 60 0/0.
Cette vitesse de 5 km/h correspond à la vitesse minimum de marche normale du cycle, des vitesses plus faibles ne sont pas à envisager, car elles seraient inférieures à la vitesse d'un homme au pas. Cette vitesse de 5 km/h est du reste prescrite par les règlements en vigueur comme vitesse minimum pour laquelle l'éclairage du cycle doit être suffisant.
Toutefois, l'entrefer interpolaire étant très faible, de l'ordre de 0,5 à 3 mm, dès que la vitesse de rotation de l'inducteur augmente, pour correspondre à des vitesses du cycle de 15 km/h et plus, les flux de fuites interpolaires, ainsi que les courants de Fou cault induits dans la rondelle 7, deviennent prépon dérants, de sorte que, lorsque la vitesse du cycle dépasse 30 km/h, la tension aux bornes des enrou lements 3,
5 est limitée à une valeur inférieure à 115% de la valeur nominale atteinte déjà pour des vitesses du cycle se situant à environ 10 à 12 km/h.
Il ressort donc que, grâce à la grande surface des épanouissements polaires d'une part, et au faible entrefer interpolaire d'autre part, il est possible d'obtenir des tensions d'utilisation en fonction de la vitesse du cycle (fig. 6) très favorables, tant pour le phare que pour le feu arrière, ce qui, jusqu'ici, n'avait pas pu être réalisé.
D'autre part, l'expérience démontre que grâce à la disposition décrite, la tension induite dans l'en roulement S est indépendante de la charge du circuit extérieur de l'enroulement 5 et vice versa. Ce résul tat particulièrement intéressant, obtenu pour la première fois sans enroulement de compensation spécial est dû au fait que les effets secondaires, flux de fuites et courants de Foucault, sont prépondé rants.
De plus, en déphasant spatialement de 90 électriques les induits l'un par rapport à l'autre, les flux de fuites passant d'un induit à l'autre sont réduits, de sorte que ce déphasage spatial des induits constitue un facteur secondaire tendant également à limiter l'action d'une variation de charge d'un des enroulements 3, 5 sur la tension d'utilisation de l'au tre. Ce déphasage a, par conséquent, une influence sur la courbe des tensions fournies par les induits en fonction de la vitesse, puisqu'il détermine les fuites interpolaires.
L'expérience a montré que des résultats aussi bons peuvent être obtenus dans des variantes d'exé cution qui comprendraient des déphasages spatiaux de l'induit principal par rapport à l'induit auxiliaire différents de 900 électriques. Le déphasage corres pondant au fonctionnement optimum dépend des caractéristiques des divers éléments constructifs. En conséquence, en prévoyant un dispositif permet tant de modifier ce déphasage, il est possible, par modification de la position angulaire de l'un des induits par rapport à l'autre, de compenser les différences existant entre les induits ou inducteurs d'une même série de génératrices,
de manière qu'elles aient toutes des caractéristiques identiques ou au moins situées à l'intérieur d'une plage de tolé rance fixée à l'avance.
L'inducteur représenté à la fig. 3 présente un seul corps aimanté 12 bien que les induits soient séparés par les rondelles 6, 7. La hauteur du corps 12 est alors égale à la somme des hauteurs des induits augmentée de l'épaisseur des rondelles 6, 7.
D'autres variantes donnant également les mêmes résultats pourraient comporter un induit principal et un induit auxiliaire distincts séparés seulement par une mince feuille isolante, ou même en contact métallique l'un avec l'autre. Dans ces variantes, l'inducteur ne présenterait alors qu'un seul corps dont la hauteur serait égale à la somme des hau teurs des induits.
Dans la seconde forme d'exécution représentée aux fig. 4 et 5, l'induit principal est identique à celui de la première forme d'exécution. Par contre, l'in duit auxiliaire est constitué par des pièces polaires 4a en forme<B>de</B> barreaux disposés le long d'une cir conférence de diamètre d, légèrement inférieur au diamètre D de l'inducteur, parallèlement à l'axe 8. Chacune de ces pièces polaires 4a sert de noyau à un enroulement Sa et est fixée sur une couronne 15 prenant appui sur le boitier. Ces enroulements Sa sont reliés en série et constituent l'enroulement de l'induit auxiliaire.
Dans l'exemple illustré aux fig. 4 et 5, l'induit principal comporte huit pôles tandis que l'induit auxiliaire ne comporte que quatre pôles. En vue de limiter les variations du couple moteur en fonction de la position angulaire de l'inducteur, il est également possible, dans une variante non illustrée de cette seconde forme d'exécution, de déphaser spatialement d'un certain angle électrique l'induit auxiliaire par rapport à l'induit principal, de manière que les pôles respectifs desdits induits soient décalés angulairement les uns par rapport aux autres.
L'inducteur de cette deuxième forme d'exécu tion présente également un corps 12 identique à celui de la première forme d'exécution et un second corps 13a dont la surface frontale inférieure pré sente des pôles nord N et sud S se succédant alter nativement et ayant la forme de secteurs de cou ronne dont la longueur de l'arc médian est égale au pas polaire q de l'induit auxiliaire.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exé cution est identique à celui de la première forme d'exécution.
Une variante de cette seconde forme d'exécution peut présenter un inducteur ne comprenant qu'un seul corps aimanté radialement, de manière iden tique au corps 12. Dans ce cas, l'induit auxiliaire coopérerait avec la tranche inférieure de ce corps. L'inducteur serait alors identique à celui de la variante de la première forme d'exécution repré sentée à la fig. 3.
Il va sans dire que des variantes pourraient com porter des induits principal et auxiliaire dont les pas polaires seraient égaux ou différents. De même, la forme du boitier ainsi que la fixation des induits à l'intérieur de celui-ci pourraient être différentes de celles illustrées.
Les principaux avantages des génératrices d7éclai- rage pour cycle décrits, par rapport aux génératrices connues, sont les suivants 1) La courbe de variation de la tension fournie par la génératrice en fonction de la vitesse du cycle, soit aux bornes de l'enroulement d'induit principal, soit aux bornes de l'enroulement d'induit auxiliaire, est très favorable. Pour une vitesse du cycle de 5 km/h, elle est au moins égale à 50 % de sa valeur nominale, mais elle est toujours limitée à une valeur inférieure à 120 % de sa valeur nominale pour toute vitesse du cycle supérieure à 30 km/h.
2) La tension aux bornes de l'enroulement de l'induit principal est indépendante de la charge du circuit d'utilisation de l'enroulement de l'induit auxiliaire et vice versa. 3) La grande simplicité de construction de cette génératrice permet d'obtenir de faibles prix de revient.
4) L'angle de déphasage des induits l'un par rap port à l'autre, ayant une influence sur la courbe des tensions fournies par les induits en fonction de la vitesse du cycle, la valeur de ce déphasage per met un ajustage compensant les différences cons tructives de l'aimantation de l'inducteur ou de la géométrie des induits. II ressort donc que, non seu lement cette génératrice est de construction très simple, mais qu'elle ne nécessite pas une grande précision de fabrication, puisque grâce à une modi fication de la position angulaire relative des induits, ces différences peuvent être compensées.
5) Grâce au déphasage des induits l'un par rap port à l'autre, le couple d'entraînement de l'induc teur peut être rendu pratiquement uniforme.