Brevet FR2195105A1 — publié le 19740301

La présente invention se rapporte à des moteurs linéaires ayant des inducteurs fixes et deux ou plusieurs induits mobiles entraînés par les inducteurs. On connaît les moteurs linéaires qui comportent des inducteurs fixes, distribués le long d'une voie de translation de mobiles, et un induit solidaire d'un mobile. Dans ces moteurs, les inducteurs sont alimentés en courant soit aufur et à mesure de l'avancement de l'induit le long des inducteurs, soit selon la demande de brevet NO 72/25.264 déposée par la demanderesse le 12 juillet 1972 pour "Moteur linéaire à voie active continue parcourus par un courant d'intensité réglable, d'un bout à l'autre de la voie pendant la durée de déplacement du mobile. Dans ces moteurs linéaires connus, le ou les induits sont relativement fixes par rapport au mobile qu'ils entraînent et ne servent qu'a la propulsion de ce mobile. La présente invention a pour objet un moteur linéaire à induits multiples qui, en plus de leur fonction de propulsion, sont utilisés pour des fonctions auxiliaires, telles que par exemple la détection d'une position, la transmission d'un ordre ou la commande d'une servitude. Un tel moteur linéaire est essentiellement caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux induits indépendants groupés et pour chaque inducteur un nombre identique d'éléments indépendants les uns des autres, les induits étant solidaires du véhicule qu'ils propulsent mais l'un au moins des induits étant susceptible de subir, par une action exercée sur les inducteurs intéressés, un déplacement relatif par rapport à l'autre ou aux autres et/ou par rapport au mobile, ce déplacement étant utilisé pour des fonctions complémentaires autres que la propulsion du mobile et limité par des butées appropriées, un mécanisme additionnel approprié dévolu à ces fonctions étant relié aux induits mobiles pour transmettre leurs mouvements relatifs. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins un des induits peut être constitué par le mobile lui-même. Un tel moteur linéaire ayant au moins une paire d'induits est avantageusement utilisé pour commander le freinage mécanique des roues du véhicule mobile propulsé par le moteur. A cet effet, selon l'invention, chaque induit d'une paire est relié par une bielle à une timonerie articulée de commande de frein, les deux bielles de la paire d'induits étant articulées entre elles pour former des ciseaux, le mouvement relatif des induits ouvrant ou fermant les ciseaux pour libérer ou actionner les freins. Suivant une autre application intéressante, le moteur selon l'invention est utilisé pour l'accrochage des roues d'un wagon pour une installation de traîneur à moteur linéaire, ce moteur comprenant alors un induit principal servant à la propulsion et un induit auxiliaire associé à un inducteur auxiliaire, l'induit auxiliaire pouvant être déplacé par rapport à l'induit principal, et étant solidaire d'une came appropriée pour déplacer transversalement des galets d'entraînement des roues d'un essieu de wagon en vue d'accrocher ces galets aux roues ou de les décrocher des rondes. L'invention sera mieux comprise par la description ciaprès faite de modes de réalisation du moteur linéaire à induits multiples et de deux modes d'application, donnés à titre d'exemples en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 représente une vue en coupe d'un moteur linéaire ayant deux induits parallèles sur un véhicule mobile et un inducteur fixe à deux éléments parallèles à l'axe de la voie - la figure 2 montre une vue en plan du mobile de la figure 1, dans lequel les deux induits sont susceptibles d'être déplacés dans le sens longitudinal de la voie l'un par rapport à l'autre et par rapport au véhicule, ces induits étant représentés successivement - en a en position de translation du mobile vers l'avant - en b en butée aux deux extrémités opposées du mobile, ce dernier étant arrêté ou en translation vers l'avant si Fa > F'b - en c en position de translation du mobile vers l'arrière - en d en position de butée, chaque induit se trouvant du côté opposé à celui de b, le véhicule étant arrêté ou en translation vers l'arrière si F'a > Fb - la figure 3 montre une vue en plan du mobile de la figure 1 à deux induits dont l'un est constitué par le mobile lui-même, l'autre se trouvant dans les positions de la figure 2 - la figure 4 représente une vue en coupe d'un moteur linéaire ayant deux induits alignés sur l'axe médian du véhicule et deux éléments d'inducteur alignés sur l'axe longitudinal de l'inducteur - la figure 5 montre une vue en plan du mobile de la figure 4, dans laquelle les deux induits mobiles sont susceptibles d'être déplacés dans le sens longitudinal de la voie l'un par rapport à l'autre et par rapport au véhicule, ces induits étant successivement représentés - en a en position de translation du mobile vers l'avant - en b en butée aux deux extrémités opposées du véhicule, ce dernier étant arrêté ou en translation vers l'avant si Fa > F'b - en c en position de translation du véhicule vers l'arrière - en d en butée à la partie centrale du véhicule, ce dernier étant arrêté ou en translation vers l'arrière si F'a) Fb - la figure 6 montre une vue en plan d'un mobile de la figure 4 à deux induits alignés dont l'un est constitué par le mobile lui-même, l'autre étant dans les positions de la figure 5, - la figure 7 représente la vue en coupe en élévation d'un moteur linéaire ayant deux induits mobiles montés parallèles sur un véhicule et utilisés pour actionner le freinage du véhicule - la figure 8 montre une vue latérale du moteur en coupe suivant VIII-VIII de la figure 7, le véhicule étant freiné ;; -- les figures 9 et 10 montrent la timonerie de commande de freins respectivement en position de translation du véhicule et en position de serrage des freins - la figure 11 montre une coupe transversale d'un moteur linéaire à induit et' inducteur principal de translation et à induit et inducteur auxiliaires utilisés pour l'accrochage et le décrochage des roues d'un wagon, le dispositif étant en position d'accrochage - la figure 12 est une coupe suivant XII-XII de la figure 11 - la figure 13 est la même coupe, mais en position de décrochage des roues. En se référant aux figures 1 et 2, on voit un moteur linéaire qui comprend, solidaires d'un mobile 1 susceptible de se déplacer le long d'une voie, deux induits indépendants 3a, 3b disposés parallèlement à l'axe médian du mobile de part et d'autre de cet axe, et répartis le long de la voie un certain nombre d'inducteurs. Chaque inducteur comprend deux éléments 4a, 4b dont l'axe longitudinal est parallèle à l'axe de la voie et qui se trouvent en regard d'un induit correspondant 3a, 3b du mobile 1 lorsque celui-ci se trouve au-dessus de l'inducteur à une distance verticale e représentant l'entrefer. Les deux induits 3a, 3b solidaires du mobile peuvent cependant se déplacer dans le sens longitudinal du mobile, l'un par rapport à l'autre et par rapport au mobile lui-même, des butées 5a, 5b ou 6a, 6b limitant leur course dans chaque direction. Lorsque le même courant électrique alimente les enroulements des deux éléments d'inducteur 4a, 4b qui se trouvent en regard du mobile 1, le champ créé dans les deux éléments étant de même direction, les deux éléments d'inducteur vont développer dans chaque induit 3a, 3b un effort de poussée respectivement Fa et Fb dirigés tous les deux, comme représenté à la figure 2 en position a, dans le même sens. L'effort total de propulsion que l'induit transmet au mobile sera égal à Fa + Fb, et le mobile se déplacera vers l'avant dans le sens de la flèche Av. Les deux induits 3a, 3b se déplaceront sur le mobile même dans le sens des poussées Fa, Fb et seront arrêtés par les butées 5a et 5b à l'extrémité du mobile. Les axes médians transversaux des deux induits se trouveront déplacés d'une distance 9 par rapport à l'axe médian transversal du mobile. Si l'on inverse maintenant le champ dans un seul des éléments de l'inducteur, par exemple 4b, en inversant, par exemple, le sens du courant dans l'enroulement en cas d'alimentation en courant alternatif, on développe dans l'induit correspondant 3b un effort de poussée F'b dans le sens opposé à la poussée Fa de l' autre induit 3a comme indiqué à la figure 2 en position b. L'induit 3b sera déplacé jusqu'à ce qu'il soit arrêté par la butée 6b, tandis que l'induit 3a reste en butée en 5a. Si les efforts Fa et Fb sont égaux, le mobile 1 n'est plus propulsé. Le déplacement relatif des deux induits 3a et 3b est dans ce cas égal à 2g. En inversant le champ du deuxième élément d'inducteur 4a, on développe dans l'induit correspondant 3a un effort en sens inverse F'a ; les efforts de poussée F'a et F'b propulseront le mobile vers l'arrière dans le sens de la flèche Ar, comme indiqué à la figure 2 en position c. Les deux induits 3a et 3b se trouve ront vers l'extrémité arrière du mobile déplacés de "g" par rapport à l'axe du mobile 1,où ils sont arrêtés par les butées respectives 6a, 6b. Si maintenant on inverse de nouveau le sens du champ dans l'inducteur 4b, on inverse l'effort de poussée dans l'induit 3b qui redevient Fb ; l'induit 3b se trouve déplacé de 2g par rapport à l'induit 3a qui reste immobile, comme représenté à la figure 2 en position d ; le mobile 1 n'est plus propulsé. Les déplacements relatifs des induits 3a et 3b, dans le cas des positions b et d de la figure 2 peuvent être utilisés pour des fonctions diverses autres que la propulsion, comme il sera décrit plus loin pour deux exemples d'application. A la figure 3, l'un des induits, représenté schématiquement en 3'a, est constitué par le mobile lui-même. Seul l'induit 3b peut alors se déplacer par rapport au mobile 1. Comme dans l'exemple précédent de la figure 2, en position a de la figure les efforts de poussée Fa et Fb développés dans les induits respectifs 3'aEpropulseront le mobile en avant, en direction de la flèche Av > et l'induit 3b est en butée en 5b. En position b, le champ de l'inducteur 4b étant inversé, l'induit 3b se trouve déporté vers la butée 6b. En position c, le champ de l'inducteur 4a étant inversé, le mobile se trouvera soumis à la poussée Fta + F'b le déplaçant en arrière en direction de la flèche Ar. En'position d, le champ étant de nouveau inversé dans l'inducteur 4b, l'induit 3b développera un effort de poussée Fb opposé à F'a et il sera en butée en 5b. Dans les quatre positions ci-dessus, l'axe médian transversal de l'induit 3b sera décalé de g par rapport à l'axe médian transversal du mobile 1. Aux figures 4 et 5 est représenté un mobile 1' dont les deux induits amovibles 3a et 3b sont alignés sur l'axe médian longitudinal du mobile ; les deux éléments d'inducteur 4a et 4b se trouvent également alignés sur l'axe médian longitudinal de l'inducteur. En position a de la figure 5, le champ produit par les deux éléments d'inducteur étant de même direction, les efforts de poussée Fa et Fb développés dans les induits respectifs 3a et 3b sont de même sens et la somme de ces efforts propulsera le mobile vers l'avant dans le sens de la flèche Av. L'induit 3a sera en butée en 5 et l'induit 3b en appui contre l'extrémité de l'induit 3a. Le déplacement de ce dernier appui par rapport à l'axe médian transveral du mobile sera égal à g. En position b, le champ magnétique ayant été inversé dans l'élément d'inducteur 4b, l'induit 3b se déplacera sous l'impulsion de l'effort F'b vers la butée 6 et le mobile ne sera plus propulsé ou sera en translation vers l'avant si Fa > F'b. Le déplacement relatif des deux induits sera égal à 2 En position c, le champ est inversé dans l'élément inducteur 4a, l'induit 3a se déplacera sous l'impulsion de l'effort F'a pour venir en butée contre l'induit 3b ; le déplacement de l'induit 3a est de 2g. Les efforts F'a et F'b étant dans le même sens, le mobile 1' se déplacera vers l'arrière suivant la flèche Ar. En position d, le champ étant inversé dans l'élément d'inducteur 4b, l'effort Fb s'inverse etl'induit 3b repoussera l'induit 3a jusqu'à une position d'équilibre. A la figure 6, l'induit 3'a est constitué par le mobile 1' lui-même ; seul l'induit 3b est donc mobile. Les positions a et b sont les mêmes qu a la figure 5. En position c l'induit 3b vient en butée en 6, son déplacement étant de 2guet le mobile est propulsé vers l'arrière suivant la flèche Ar. En position d l'induit 3b revient à sa position en a, et comme les poussées F'a et Fb sont de sens opposé, le mobile 1' n'est plus propulsé. Une première application du déplacement des induits est celle concernant la commande du freinage des roues du véhicule mobile propulsé par le moteur. Le véhicule représenté schématiquement aux figures 7 et 8 en 1, comporte'des roues de roulement 7 et 8 représentées à la figure 10. Un dispositif de freinage mécanique de chaque roue est représenté schématiquement par un levier de commande articulé 9 et un sabot 10. Le moteur linéaire comprend deux induits parallèles 3a et 3b que des bielles 11 suspendent au véhicule 1. Ces bielles sont articulées d'un côté sur des axes 12 solidaires du véhicule et de l'autre côté sur des axes 13 solidaires de chaque induit. Des boutonnières 14 à la partie supérieure des bielles 11 permettent aux dernières de s'incliner lors du déplacement des induits 3a, 3b. Des éléments indépendants d'inducteur 4a, 4b, en regard desquels viennent les induits, sont répartis le long de la voie. Chaque induit est solidaire d'axes 15 munis de roues 16, 17 indépendantes des roues du véhicule, qui roulent sur des plateformes appropriées 18 pour maintenir l'entrefer e entre inducteurs et induits. Chaque induit 3a, 3b est encore muni d'une bielle 19a, 19b articulée à un bout en 20a, 20b sur l'induit et à l'autre en 21a, 21b sur une timonerie 22a, 22b reliée aux leviers 9 de commande des freins 10. Les deux bielles 19a, 19b sont réunies en leur milieu par un axe 23. Lorsque le véhicule est propulsé par le moteur, le courant dans les enroulements des deux éléments d'inducteur 4a, 4b produit un champ dirigé dans le même sens et suscite, selon la figure 9, une poussée F dans chaque induit dirigée soit vers l'avant Av, soit vers l'arrière Ar. Les deux induits se déplacent donc longitudinalement par rapport au véhicule jusqu'à ce qu'ils arrivent en butée soit en 24, soit en 25, comme indiqué à la figure 8. Les bielles de suspension 11 s'inclinent alors et les bielles de commande 19a, 19b sont inclinées dans le même sens en pivotant sur leur axe extrême 21a, 21b et 20a, 20b. Leurs articulations ?îa, 21b sur les timoneries 22a, 22b se trouvent alors en regard l'une de l'autre comme représenté à la figure 9, les bielles étant positionnés en 19a, 19b ou 19'a, l9'b, selon le sens de marche, et les freins sont desserrés. Lorsqu'on veut freiner le véhicule, on inverse le sens du courant dans l'élément d'inducteur 4b, par exemple ; l'effort développé dans l'induit 3b s'inverse alors en direction Fb opposé à celle de l'effort Fa dans l'induit 3a. Les deux induits sont donc écartés. Les bielles de commande 19a, 19b s'écartent donc aux deux extrémités, à la manière de ciseaux qui s'ouvrent, et les timoneries 22a, 22b font pivoter les leviers 9 dans le sens de serrage des sabots de frein 10 par un effort F2. Pour relâcher les freins, il suffit d'inverser le courant dans l'un des éléments d'inducteur 4a ou 4b. Une deuxième application des induits mobiles est celle d'un dispositif d'accrochage d'une roue de wagon d'une installa tion de traîneur à moteur linéaire. Ce traîneur, comme représenté aux figures Il et 12, est constitué d'un induit principal 26 en forme d'un caisson ouvert dont le fond 27 présentant une ouverture 28 forme l'induit proprement dit se situant en regard d'inducteurs 4a, 4b. L'induit principal 26 est muni de roues 29 qui roulent sur une voie auxiliaire 30 afin de maintenir l'entrefer e entre l'induit et l'inducteur Un induit auxiliaire 31, commandé par un inducteur auxiliaire indépendant 32, est inséré dans l'ouverture 28 et est muni de galets de roulement 33 qui se déplacent longitudinalement sur le fond 27 de l'induit 26, en bordure de l'ouverture 28. La partie supérieure de l'induit auxiliaire 31 est solidaire d'une came 34 de forme générale rectangulaire, ayant deux gorges ou rampes 35, 36. Ces gorges sont parallèles à l'axe médian longitudinal dans la partie centrale de la came, avec un faible entr'axe h, s'écartent progressivement de l'axe médian pour redevenir de nouveau parallèles avec un entr' axe i plus important, pour de nouveau se rapprocher,avec ltentrtaxe h, aux deux extrémités de la came. Dans les gorges 35, 36 peuvent se déplacer deux paires de roulements 37 se faisant face deux par deux. Dans chaque roulement est logée l'extrémité inférieure d'un axe vertical 38 dont l'extrémité supérieure est engagée respectivement dans des axes latéraux arrière 39a, 39b et des axes latéraux avant 40a, 40b qui peuvent coulisser dans des bossages 41a de la partie supérieure des parois longitudinales 41, 42 du caisson 26 formant induit. L'extrémité libre de chaque axe 39 est logée dans un galet 43 qui sert à pousser une roue 44 d'un essieu 45 d'un wagon se déplaçant le long des rails 46. Le dispositif fonctionne comme suit Lorsqu'on veut pousser les roues du wagon 44 pour les déplacer vers l'avant dans le sens de la flèche F3, on amène d'abord l'extrémité arrière de l'induit auxiliaire contre la paroi latérale arrière 46 de l'induit principal 26. Les roulements 37 des axes 38 se trouvent alors dans la partie des gorges 35, 36 à entr'axe maximum i, ce qui amène les galets 43 des axes arrière 39a, 39b au contact des boudins 47 des roues 44 de wagon à engager (figures 11 et 12). En induisant alors dans les inducteurs principaux 4a, 4b et dans l'inducteur auxiliaire 32 un champ qui crée dans les induits principal 26 et auxiliaire 31 des efforts de poussée dans le sens de la flèche F3, on applique par les galets 43 aux roues 44 de l'essieu 45 un effort de poussée qui est la somme algébrique des forces appliquées aux induits par les inducteurs principaux 4a, 4b et auxiliaire 32. Bien entendu, si l'on désire pousser le wagon vers l'arrière dans un sens opposé à la flèche F3, il suffit d'inverser le sens de courant dans les inducteurs principaux 4a, 4b et l'induit 26 en se déplaçant en sens inverse poussera les galets 43 des axes 40a et 40b contre le côté opposé du boudin 47 des roues 44. Lorsqu'on veut degager les roues du wagon, on inverse alors le sens du courant dans l'inducteur auxiliaire 32, ce qui poussera l'induit auxiliaire 31 avec sa came 34 vers le côté opposé de l'ouverture 28 du fond 27 de l'induit principal 26, -pour venir buter contre la paroi latérale avant 41 de l'induit principal, comme représenté à la figure 13. Les roulements 37 avec les axes 38 viennent alors dans la partie des gorges où l'entr'axe est minimum et égal à h et les axes 39a, 39b, 40a, 40b qui portent les galets 43 coulissent dans leurs logements dans les bossages 41a de l'induit principal 26 en direction de l'axe médian longitudinal de façon à dégager les galets 43 des roues 44, permettant ainsi un libre déplacement du traîneur. La course de chaque galet est égale à la moitié de la différence h - i. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples des modes de réalisation décrits ci-dessus et illustrés dans les dessins, mais s'applique à toute réalisation équivalente ou utilisant des éléments équivalents. REVENDICATIONS 1. Moteur linéaire à induits multiples, ayant des inducteurs fixes et des induits pour la propulsion d'un mobile, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins deux induits indépendants groupés (3a, 3b) et pour chaque inducteur un nombre identique d'éléments (4a, 4b) indépendants les uns des autres, les induits étant solidaires du véhicule mobile(l)qutils propulsent, mais l'un au moins des induits étant susceptible de subir, par une action exercée sur les inducteurs intéressés, un déplacement relatif l'un par rapport à l'autre ou aux autres et/ou par rapport au mobile, ce déplacement étant utilisé pour des fonctions complémentaires autres que la propulsion du mobile et limité par des butées appropriées (5, 6), un mécanisme additionnel approprié dévolu à chacune de ces fonctions étant relié aux induits en mouvement relatif l'un par rapport à l'autre pour la transmission de ce mouvement. 2. Moteur linéaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les induits amovibles (3a, 3b) sont groupés en parallèle avec l'axe médian du mobile 1 et les éléments d'inducteur (I+a, 4b) en parallèle avec la voie de propulsion du mobile. 3. Moteur linéaire selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les induits amovibles (3a, 3b) sont alignés sur l'axe médian du mobile 1 et les éléments d'inducteur (4a, 4b) sur l'axe de la voie. 4. Moteur linéaire selon chacune des revendications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'au moins un induit amovible est constitué par le mobile lui-même. 5. Moteur linéaire selon les revendications 1 et 2, comprenant deux induits suspendus au véhicule mobile propulsé et munis de galets roulant sur une voie indépendante et à chaque inducteur deux éléments parallèles indépendants, caractérisé par le fait que sur chaque induit (3a, 3b) est articulée l'extrémité (20a, 20b) d'une bielle (19a, 19b) dont l'extrémité opposée (21a, 21b) est articulée sur une timonerie de commande (22a, 22b) d'un frein (10) de roue (8) d'au moins un essieu du véhicule propulsé, les bielles (19a, 19b) des deux induits (3a, 3b) étant articulées sensiblement en leur milieu sur un axe commun (23), les bielles (19a, 19b) des deux induits (3a, 3b) et les articulations (20a, 20b et 21a, 21b) de leurs extrémités respectives étant en regard les unes des autres et les deux bielles s'inclinant dans le même sens pendant la propulsion du véhicule (1), l'inversion du champ d'un des éléments d'inducteur (4b) écartant les induits (3a, 3b) l'un par rapport à l'autre et les articulations d'extrémités en regard des bielles (19a, 19b) les unes par rapport aux autres, les articulations (21a, 21b) entraînant alors les timoneries (22a, 22b) de commande des freins (10) dans le sens de serrage de ceux-ci. 6. Moteur linéaire selon la revendicration 1, comprenant des inducteurs en deux éléments parallèles et un induit principal d'un traîneur en regard de ces éléments et munie de galets roulant sur une voie indépendante, caractérisé par le fait qu'il comprend un induit auxiliaire (31) disposé dans une ouverture centrale (28) de l'induit principal (26) en forme de caisson ouvert, et un inducteur auxiliaire (32) disposé le long de l'axe médian de chaque inducteur, l'induit auxiliaire étant mobile en direction de l'axe médian de l'induit principal et solidaire d'une came (34), des axes (39) coulissant transversalement dans les parois longitudinales (41, 42) de l'induit principal (26) et étant porteurs à une extrémité d'un axe de guidage (38) engagé par la came (34) et à l'autre extrémité libre d'un galet (43) d'engagement de roue (44) d'un véhicule sur rail à déplacer. 7. Moteur linéaire selon la revendication 6, caractérisé par le fait que l'induit auxiliaire (31) est muni de galets de roulement (33) qui roulent sur le fond (27) du caisson de l'induit principal (26) parallèlement à l'axe médian du caisson. 8. Moteur linéaire selon les revendications 6 et 7, caractérisé par le fait que la came (34) de forme sensiblement rectangulaire présente deux gorges longitudinales (35, 36) dans lesquelles peuvent se déplacer des roulements (37) solidaires chacun d'un axe de guidage vertical (38) des axes (39) porteurs de galets (43). 9. Moteur linéaire selon la revendication 9, caractérisé par le fait que les gorges (35, 36) de la came (34) sont parallèles et à entr'axe minimum (h) dans la partie centrale de la came,s'écar- tant progressivement, de chaque côté de la partie centrale, pour devenir parallèles avec un entr'axe maximum (i) et de nouveau parallèles avec un entr'axe minimum (h) à chaque extrémité de la came.