Brevet FR2219566A1 — publié le 19740920

La présente invention concerne un moteur électromagnétique linéaire alternatif du type comportant un inducteur alimenté en courant électrique et un induit à mouvements à amplitude limitée relié par l'une de ses extrémités à un moyen de transmission mécanique. L'invention a pour objet de concevoir un moteur dudit type présentant un rendement supérieur à celui des moteurs connus. Selon l'invention ledit inducteur est constitué par un enroulement réalisé sur un cylindre creux et qui -est alimenté par des impulsions d'un courant continu, ledit induit étant constitué par un noyau plongeur engagé dans ledit cylindre creux et qui est relié par son extrémité extérieure à un arbre vilebrequin, ledit arbre portant un volant entrainant l'arbre entre deux phases moteurs et une came actionnant un interrupteur inséré dans le circuit d'alimentation dudit inducteur et dont les contacts sont plongés dans un bain électrolytique. Lorsque l'interrupteur est fermé et reliée la bobine à sa source d'alimentation électrique, ladite bobine est excitée et attire le noyau. Celui-ci entrasse l'arbre et ainsi ladite came et ledit volant. La came maintient l'interrupteur fermé. Lorsque le noyau arrive à son point mort de fin de course de travail, la came ouvre l'interrupteur et le volant ramène le noyau dans sa position de départ. Au cours de cette course de retour, le noyau induit un courant électrique dans la bobine. Ce courant est appliqué à l'interrupteur qui constitue un condensateur et est ainsi 'chargé. Ce courant est récupéré lorsque l'interrupteur est fermé au moment où le noyau atteint sa position de point mort infé rieur. L'utilisation de ce courant induit pendant la phase de retour du noyau permet de réduire considérablement la consommation du moteur. Suivant un mode de réalisation particulièrement avantageux, ledit interrupteur comporte une tige électrode métallique montée mobile en direction verticale et qui est fixée sur l'ex- trémité libre d'un bras oscillant commandé par ladite came, et un réservoir rempli avec un liquide électrolytique et dans lequel est disposée une plaque inclinée comportant une partie isolante et une partie conductrice, l'extrémité inférieure de ladite tige étant coupée en biais et se deplaçant sur ladite plaque inclinée tout en restant plongée dans ledit liquide électrolytique, ladite tige et la partie conductrice de ladite plaque inclinée constituant le contact mobile et le contact fixe de l'interrupteur. De préférence, ladite tige mobile et la partie conductrice de ladite plaque inclinée sont en aluminium, ledit liquide électrolytique étant une solution d'acide borique alcoolisée. On obtient ainsi un interrupteur d'un fonctionnement sûr et qui constitue un condensateur très efficace. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre en se référant aux dessins annexés montrant à titre d'exemple un mode de réalisation du moteur selon l'invention. Sur ces dessins Figure 1 est une vue en coupe verticale schématique du moteur selon l'invention, et Figure 2 est une vue en coupe schématique du rupteur du moteur selon l'invention, et Figure 3 est un schéma électrique du moteur selon l'invention. Le moteur selon l'invention est un moteur électromagnétique linéaire alternatif. I1 comporte un solénoïde 1 constitué par une bobine enroulée sur un cylindre creux 1'. Le solénoide 1 constitue l'inducteur du moteur et est fixé par des vis 2 sur une partie supérieure 3 d'un boitier 4. Ce boitier comporte de plus une partie inférieure 5 reliée à la partie 3 par des boulons 6. Les deux bornes 7, 7' du solénoide 1 sont reliées par l'intermédiaire d'un interrupteur 8 (figures 2 et 3) à une source de courant continu 9 telle qu'une batterie, un redresseur ou une dynamo. Le solénoide 1 comporte un noyau à mouvements libres 10 qui constitue l'induit du moteur0 La longueur du noyau 10 est sensiblement égale~à la hauteur de l'inducteur 1.Le noyau comporte à son extrémité supérieure 10' une partie de prolongement 11 à diamètre réduit qui est guidée dans un guide 12 fixé par des vis 13 sur l'extrémité supérieure de la bobine 1. L'extrénité inférieure 10" du noyau 10 est reliée par deux pattes 14 et un pivot 15 à l'une des extrémités d'une bielle 16. L'autre extrémité de la bielle est reliée d'une manière connue à un arbre vilebrequin 17 supporté par deux paliers 18 montés sur le fond du boîtier 4. L'arbre 17 porte à ltextérieur du bottier 4 un volant 19 et une roue de transmission 20 telle qu'un pignon, clavetés tous les deux sur l'arbre 17. De plus, l'arbre 17 porte à l'intérieur du bottier 4 une came 29 pour la commande du rupteur 8 comme représenté plus en détails à la figure 2. A la figure 2, on voit un levier de commande. 21 monté pivotant par l'une de ses extrémités autour d'un pivot 22. Ltautre extrémité du levier 21 porte une électrode 23 reliée par un câble 24 à l'une des bornes 7, 7' du solénoïde 1. Dans sa partie centrale 25 le levier 21 présente un trou 26 par lequel il est engagé sur la came 29. La partie centrale 25 du levier 21 est de plus reliée-par un ressort de traction 27 à l'électrode 23 à un niveau au-dessous du point de fixation de l'extrémité 21". Lors de la rotation de la came 29 le levier 21 et ainsi l'électrode 23 sont ainsi pivotés autour du pivot 22 entre deux positions 0' et 0" représentées en tirets à la figure 2. L'extrémité inférieure 23t de l'électrode 23 est coupée en biais et coopère avec une plaque de contact 28. La plaque 28 est disposée à l'intérieur d'un réservoir 30 et comporte une partie supérieure 31 en une matière isolante telle qu'une matiè- re plastique et une partie inférieure 32 en une matière conductrice telle qu'un métal. La partie isolante 31 est par exemple fixée à la paroi latérale du récipient 30 et la partie conductrice 32 sur le fond de celui-ci. La partie conductrice 32 est reliée par un câble 33 à l'une des bornes de ladite source de courant 9. La plaque 28 est légèrement inclinée par rapport à la verticale de sorte que l'électrode 23 reste toujours appliquée sur cette plaque. L'ensemble représenté à la figure 2 constitue ainsi un rupteur qui, en fonction de la position de la came 29 et ainsi de l'induit 10 ouvre et ferme alternativement le circuit d'alimentation du solénoïde 1. De préférence, le récipient est rempli avec un électrolyte tel qu'une solution aqueuse d'acide borique alcoolisée. Il constitue ainsi un condensateur électrolytique et assure en même temps une rupture oonvenable sans arc de rupteur 8, ce qui permet d'éviter toute usure excessive de l'électrode et de la plaque de contact 23, 28 respectivement.' Avantageusement, la tige 23 et la plaque sont en aluminium. Le moteur selon l'invention fonctionne de la manière suivante au départ, le noyau 10 s'étend dans sa position inférieure extrême. Lorsqu'on ferme à ce moment l'interrupteur 8, la bobine 1 est reliée à la source de courant électrique 9 et attire le noyau 10. Celui-ci est déplacé vers le haut et entraine ainsi l'arbre 17. L'électrode 23 reste pendant cette course du noyau sur la partie 32 de la plaque 28 et maintient ainsi fermé l'interrupteur 8. Lorsque le noyau 10 arrive dans sa position de point mort supérieure, la came 29 avance l'électrode 23 sur la partie isolante 31 de la plaque 28. L'interrupteur 8 est ouvert et la bobine 1 est séparée de la source de courant 9.Sous 1'ef- fet de l'inertie de sa masse le volant 19 continue à entrainer l'arbre 17 et ramène ainsi le noyau 10 dans sa position de point mort inférieure. Pendant la course de descente du noyau 10 la came 29 maintien l'électrode sur la partie isolante 31 de la plaque 28 et l'interrupteur reste ainsi ouvert. Mais pendant cette course, le noyau 10 induit un courantaectrique dans la bobine 1. Ce courant est déchargé dans l'interrupteur 8 qui constitue avec l'électrode 23, la plaque 32 et le bain d'électrolyte un condensateur électrolytique qui est chargé lorsque l'interrup- teur est ouvert, c'est-à-dire lorsque l'électrode 23 et la plaque 32 sont séparées l'une de l'autre. Lorsque le noyau 10 arrive dans sa position de point mort inférieure, la came 29 ferme l'interrupteur 8 qui se décharge ainsi dans la bobine 1. Le noyau est de nouveau attiré vers lehaut. Des expEriences pratiques ont permis de déterminer un réglage optimum du moteur s l'interrupteur 8 est ouvert à environ 20 du point mort haut du noyau et ensuite fermé sensiblement à la mi-course de descente du noyau. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent entre décrits et représentés, on pourra y apporter de nombreuses modifications de détails, sans sortir pour cela du cadre de l'invention R E V E N D I C A T I O N S 1) Moteur électromagnétique linéaire alternatif du type comportant un inducteur alimenté en courant électrique et un induit à mouvements à amplitude limitée relié par l'une de ses extrémités à un moyen de transmission mécanique, carctérisé en ce que ledit inducteur est constitué par un enroulement réalisé sur un cylindre creux et qui est alimenté par des impulsions d'un courant continu, ledit induit étant constitué par un noyau plongeur engagé dans ledit cylindre creux et qui est relié par son extrémité extérieure à un arbre vilebrequin, ledit arbre portant un volant entrainant l'arbre entre deux phases moteurs et une came actionnant un interrupteur inséré dans le circuit d'alimentation dudit inducteur et dont les contacts sont plongés dans un bain électrolytique. 2) Moteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit interrupteur comporte une tige électrode métallique montée mobile en direction verticale et qui est fixée sur l'extrémité libre d'un bras oscillant commandé par ladite came, et un réservoir rempli avec un liquide électrolytique et dans lequel est disposée une plaque inclinée comportant une partie isolante et une partie conductrice L'extrémité inférieure de ladite tige étant coupée en biais et se déplaçant sur ladite plaque inclinée tout en restant plongée dang ledit liquide électrolytique, ladite tige et la partie conductrice de ladite plaque inclinée constituant le contact mobile et le contact fixe de l'interrupteur. 3) Moteur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite tige mobile et la partie conductrice de ladite plaque inclinée sont en aluminium, ledit liquide électrolytique étant une solution d'acide borique alcoolisée.