Brevet FR2045753A1 — publié le 19710305

-n- 2045753 15 La présente invention concerne des rails perfectionnés pour teoteurs à indûxstioa. linéaires. Les moteurs à induction linéaires comportent un stator portant une série d'enroulement ou "bobines alimentés en courant alternatif pour produire un champ magnétique, qui se dé— c place et réagit siur un- induit allongé, en forme de rail, pour fournir la force de propulsion. . „ Le rail est habituellement fixe- e%^ le s%ator peut être relié au véhicule sur voie, qui doit être propulsé. Lrinvention a tout d'abord pour objet de provoquer ou de contrôler l'accélération' e%/ou la poussée développées par le moteur. Suivant une des caractéristiques de l'invention, il est prevti un rail de moteur à induction linéaire qui est maintenu fixe et qui est adapte pour coopérer avec' un stator de moteur linéaire "relié à un véhicule ' j la résis'tivité du rail varie sur une partie au moins de sa longueur, ce qui donne pour le stator une poussée au démarrage variant progressivement le long de.cette .partie. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est aussi prévu un rail de moteur à induction linéaire* maintenu fixe et conçu pour coopérer avec un stator de moteur linéaire relié à un véhicule, dont ."une première longueur est formée d'une matière ayant une résistivité déterminée, dont une seconde longueur , est formée dsune matière, ayant une résistivité 2^ supérieure à celle de la première, et dont une longueur intermédiaire entre la première- et la seeorade ©st formée d'une matière ayant une résistivité variable de telle façon que la poussée au démarrage pour le stator, passe progressivement de la valeur de poussée produite par la première longueur à celle fournie par la seconde. Une troisième longueur» faite d'une matière ayant une résistivité inférieure à celle de la matière de la seconde longueur peut suivre cette 'dernière. On peut varier la composition du rail en en variant, par exemple, les constituants métalliques. Comme variante, on peut modifier cette composition en prévoyant des espaces d'air ou ouvertures dans un rail métallique, le nombre d'espaces d'air par unité de longueur segmentant progressivement® Un autre moyen pour varier la composition métallique du 20 30 35 69 19256 -2- 5045753 rail consiste à incorporer des morceaux d'un métal Â, à des -intervalles espacés, dans un rail fait d'an autre métal Bs de telle sorte que la proportion d'un métal par -rapport à l'autre .varie le long du rail. Si cette incorporation-est réalisée de façon à ce que la dimension linéaire du stator contient une 5 • longueur de métal B' et un morceau de metàl A,;-cette associa-> " • tioa des deux1 métaux étant répétée èzi modifiant les proportions' respectives1 de- ceux-ci, ©a peut obtenir" des earactéris-tiques ds accélération. 'différentes, étant donné-'que la ccrerbe "-baraGté-rïstiq'u©''-pou'ssê@/vitesee d'us, moteur i-inéaire dépend, iO ■ pour wl mote^e -ayant - usa "tensioal dlalimeatatio:É: et une fréquen-• Bô- données* du métal1 utilisé a -■ ■ - -- • •' v Ifa autre-aoyen-pour- intercaler- 'êës morceais à'tm métal ' • dans un -rail- fait d rv&L autre métal 9 ««nsiste- à utiliser m assemblage à chanfrein,1 Ua - autre moyea également • consiste à uti-15 lis'er -un rail lamellaire :©omp©rtanty par exemple9 ciziq couehc-s - et à f airer varier là composition. du rail- en modifient le nom.-. tee de couch.es du métal dé bas®» Osa peut commencer s. par exemple par cinq couches d'aluminium B puis substituer progrès s iveffient-de. 1^ acier non magnétique ;à -1 * alumini-œit gusqu^a ee qm© 1® rail 20 soit entièrement en .acier non-magnétique. B'e toute façon, l'invention sôra "bien comprise à Ieaide de ia description qui" suit, ©n:-référence àutdessin sckéa&tiqu© .- ■annexé, représentant,- à titre d-8exemples non limitatifs, plusieurs formes, d ^exécution' de ©e rail 3 25 • - 3Tig. • Ak est m graphique représentant-la-relation eatre la poussé®, indiquée -en. kilogrammes'' &vœ l'axe des ©rdonné®3 .. ■ et. la"vitessëy exprimée,@n •kilomêtees- sisr" l'axe" des abseisses pour un moteur linéaire-donnée et potsa?. ihi. rail en acier -sa manganèse (ligne continue) où- 'en alliage- 61 àlHitdiiiua (trait jQ mixte} j . ï'ig| ; 1B représente -, en relation e,ve© le graphique de figv.Akt la composition d'un rail' en alliage d11 alusainiusij dams lequel sont intercalées des-parties es aèier- pour obtenir un coefficient d'accélération, désiré "§ 55 I?ig. 2 est une vue montrant ' uai rail fait de plusieurs ma tières. ; ■ . - ' ; . ■ c r ■Figs. 3 et 4_ représentent des variantes'de "ce rail mixte lig'. 5 représente un rail dans lequel il' est prévu des BAD ORIGINAL - 69 19256 2045753 espaces d'air, dont la proportion varie le long du rail j Fig. 6 est une vue en coupe transversale d'un aéroglisseur circulant sur une voie munie d'un rail suivant l'invention. . On notera à la fig. 1A que la courbe caractéristique 5 poussée/vitesse d'un rail en acier au manganèse non magnétique (en trait continu) est très différente de celle péur un rail en alliage d'aluminium (en trait mixte). Cette différence est particulièrement sensible à la vitesse zéro, où la poussée disponible peut, lorsqu'on utilise un rail en acier au man-10 ganèse, être trop élevée et produire une seeousse désagréable si on l'utilise entièrement au démarrage du véhicule. En variant la composition du rail de façon à ce qu'il y ait une proportion croissante d'acier au manganèse dans, un rail à base d'alliage d'aluminium, on peut obtenir des courbes caractéris-15 tiques poussée/vitesse qui suivent la ligne 10. les parties en aluminium sont marquées A et les parties en acier au manganèse sont marquées S. Ainsi au point marqué 9» au commencement de la ligne 10, le rail est entièrement en'alliage d'aluminium, de sorte qu'à la vitesse zéro, la poussée utilisée pour com-20 mencer l'accélération est légèrement inférieure à 4-53,6 kg, tandis qu'à l'autre extrémité de la ligne 10, au point 11, où le rail est fait entièrement d'acier au manganèse, la poussée employée est d'environ 2 721,6 kg. En augmentant progressivement la proportion d'acier au manganèse, il se produit 1'ac-25 célération uniforme et graduelle représentée par la ligne iO. L'acier est conservé de façon à ce que la poussée disponible suive la courbe de l'acier au manganèse entre les points 1_1 et 12, le point 12 étant celui où se coupent les.deux courbes. A ce point—là, le rail est de nouveau en alliage d'aluminium 30 jusqu'à ce que soit atteint le point 1^ gui correspond à une vitesse de 442 km/h., par exemple, ce qui pourrait être la vitesse de croisière d'un véhicule du type aéroglisseur propulsé par un moteur linéaire, tel que celui décrit dans les brevets britanniques ÎT° 995•'127 et 1.002.588. 35 En comparant les figures 1A et 1B, on voit que le point où le rail mixte (aluminium-acier) est constitué entièrement en acier, correspond au point 11 du graphique, tandis que le point où le rail est de nouveau constitué en aluminium, cor Ç9 19256 "4" 2045753 respond au point 12. La longueur- de rail mixte, à la figure 1A, est obtenue par un assemblage à chanfrein, le long de la ligne 14, c'est-à-dire entre une partie chanfreinée en aluminium et une partie chanfreinée correspondante en acier. Cet assemblage est mon-5 tré plus en détail à la figure 3» La figure 2 montre un autre moyen d'obtenir un rail mixtej le rail est divisé en longueurs égales 22» chaque longueur correspondant à la dimension du stator, mesurée dans le sens linéaire, c'est-à-dire, dans le sens de la longueur du rail. Dans 10 la première longueur de rail 2£, la partie 24 est en aluminium et la partie 2J? est en acier. Dans la seconde longueur 23» on a augmenté la proportion de l'acier 2£, et diminué celle de l'aluminium 24. Dans la longueur suivante, on diminue encore la proportion d'aluminium en augmentant de façon correspondante 15 la proportion d'acier, de sorte que des parties d'acier progressivement plus longues sont interposées entre des parties en aluminium qui deviennent de plus en plus courtes. Etant donné que le stator du moteur électrique couvre à chaque instant une longueur équivalente à la totalité d'une 20 longueur 2^ de rail mixte, l'effet général de ce procédé de répartition de l'acier dans l'aluminium est le même que si cette répartition était plus uniforme. L'acier utilisé pour le rail est, de préférence, un acier au manganèse non magnétique, dans lequel la proportion de man-25 ganèse est comprise entre 11 et 14 %, Un autre procédé de réalisation d'un rail mixte est représenté à la figure 4, où le rail est constitué par un certain nombre de couches 15, 22. lâ» qui lui donnent une structure lamellaire. On peut varier la proportion de l'acier par rapport à l'aluminium. Par exemple, en partant de la gauche à la fig. 4, toutes les couches sont en aluminium jusqu'à la ligne 19. Entre les lignes 19 et 20, la couche 1Z est en seier au lieu d'être en aluminium, de sorte que, dans cette partie, le rail est aux trois-quart s en aluminium. Si, après la ligne 35 20? on remplace l'aluminium de la couche 1J? par de l'acier, le rail n'est plus qu'à moitié en aluminium dans cette partie. ■La figure 5i représente un rail 21_, dans lequel il y a un certain nombre de trous ou espaces d'air 22. La proportion des 69 19256 -5- 2045753 trous augmente progressivement de la gauche vers la droite, ce qui donne au rail une composition mixte (aluminium, et ail?) variable. L'effet d'une augmentation de la proportion d'air est d'augmenter la poussée disponible émanant du rail pour une tension électrique donnée appliquée au moteur linéaire. Si 5 l'on suppose que, dans les figures, le véhicule se déplace de la gauche vers la droite, cette configuration produit une augmentation progressive de la poussées La figure 6 représente un aéroglisseur 30. Circulant sur une voie en béton 31 » Un rail construit selon l'in-10 vent ion» s'étend le long de la voie J1 etr un stator ^ relié au véhicule coopère avec le rail pour assurer la propulsion, de l'aéroglisseur. 10 69 19256 -6- 2045753 - SE Y E 1B 10 A f I 0 I S - 1.- Bail pour moteur linéaire, caractérisé en ce que la résistivité du rail (32).est-variable au moins sur.mie partie de sa longueur, de sorte qu'il s® produit une variation pr©~> > gressive de la poussée au démarrage pour un stator de moteur linéaire disposé le long de cette partie» 2.- Bail pour moteur linéaire à induction, caractérisé ea ©e c|usil est constitué daune première longueur'faite d'une première matière (A) et une seconde longueur faite d^une seconde matière (S) ayant une résistivité plus élevée qu@ celle de la première matière (A), ©t par ma© longueur intermédiaire e&tre la première ©t la seconde longueur-s eette longueur ixitermédâai» re ayant xoie composition variàbl© dans son sens longitudinal, de telle façon que la poussée au démarrage pour le stator dm ^ moteur1 linéaire passe progressivement de la valeur de poussée produite par la première longueur (faite de matière là) à celle de la poussée produite par la seconde longueur (faite de Matière B). 3+- Eail suivait la revea&ieatlG& 2t caractérisé en s® ftt« la seconde matière est im aeier au maag-aaèae non aagaétiqa®* 4«- Eail suivant les revendicati©as 2 ou 3» caractérisé «s. ee qu'une troisième longueur de matière À, ayant une -résisti'i'i-té inférieure à celle de la seconde matière (S), fait suit» à la deuxième longueur» 25 ^ 5«- Eail suivant l'une quelconque des revendications précoden-» tes, caractérisé en ce que" le. l@agu.ear- qtai possède u&e résistivité variable est formé® de ôeust aétsass» la praportiea âe lrun de ces métaux relativement à l'autan variait deas 1® sens de la longueur du rail. 6.- Sail suivant l'une quelconque des revendications précédé»-' •50 * tes» caractérisé en ee que la longueur qui présente une résistivité variable est munie d'espaces d'air (22) dont le nombre par unité de longueur augmente progressivement dans le sens longitudinal du rail. 7«- Eail suivant les revendications 2 ou 5 et 5» caractérisé en 35 ce que la longueur intermédiaire est formée d'un premier ®t d'un second métal, des longueurs 2£ progressivement plus grandes du second métal (S) étant interposées eatre des longueure (24) progressivement plus courtes du premier métal (A). 20 Bâ© original 69 19256 -7- 2045753 8.- Eail suivant les revendications 2 ou 3 et 5> caractérisé en ce que la longueur intermédiaire est formée de couches (15> 16, 17, 18) du premier et du second métal, le nombre de couches du second métal (S) allant en augmentant dans le sens longitudinal du rail, tandis que le nombre de couches d^remier métal (A) décroit dans la même proportion.