Brevet FR2390040A1 — publié le 19781201

La présente invention concerne un dispositif moteur apte à produire une énergie cinétique , elle-meme susceptible d'etre transformée en énergie électrique ou autre le moteur fonctionnant par attraction magnétique. L'invention concerne plus précisément un dispositif moteur apte à entrainer In arbre en rotation, cet arbre pouvant être engrené ou relié cinétiquement à un organe entrainé , notamment une dynamo ou une machine ; la force motrice est produite par attraction magnétique d'une masse d'un matériau magnétique mobile à partir d'une masse magnétique fixe et plus préc sément à partir d'un électro-aimant . L'invention consiste donc à utiliser la force d'attraction d'un aimant, ou d'un électro-aimant sur ane masse magnétique cette masse entrainant une bielle elle-meme reliée à un vilebrequin engrené sur l'arbre mené. A cet effet l'invention concerne un organe ou dispositif moteur caractérisé en ce qu'il comporte au moins une masse magnétique fixe coopérant avec une masse magnétique mobile cette masse mobile étant susceptible d'être déplacée par coulissement linéaire par rapport à la masse magnétique mobile et étant associée à une bielle reliée à un vilebrequin engrené sur l'arbre de sor tie,l'une au moins des deux masses magnétiques étant prévue avec des moyens permettant l'inversion des pâles magnétiques suivant sa position par rapport à l'autre masse afin de permettre successivement un effet d'attraction et de répulsion des deux masses magnétiques. On comprend que l'on provoque dans ces conditions successivement l'attraction des deux masses magnétiques, les polies étant en opposition, après inversion les pâles identiques étant en concordance > on obtient un effet de répulsion, les deux phases respectivement d'attraction et de répulsion permettant d'obtenir un effet moteur transmis à l'arbre de sortie par la bielle et le vilebrequin. Ainsi conçu le moteur permet donc un mouvement alternatif régulier de va-etvient de la masse magnétique mobile par rapport à la masse magnétique fixe le mouvement de rapprochement correspondant à la phase d'attraction et étant immédiatement suivi d'une phase de répulsion lorsque après inversion des polies les pâles de même signe se trouvent en concordance. De préférence une masse magnétique subissant l'inversion de polarisation est constituée par une masse de fer doux comportant un enroulement , l'ensem- ble constituant un électro-aimant ,-l'enroulement étant associé à un circuit relié à une source de courant continu comportant des moyens permettant l'inversion du sens de circulation du courant afin de provoquer 1 inversion de polarisation de ladite masse magnétique. On comprend dans ces conditions que le circuit d'alimentation de la masse magnétique subissant l'inversion comporte un alternateur ou commutateur apte à inverser le sens de circulation du courant électrique au sein des spires ou de l'enroulement , en sorte que lorsque la masse magnétique mobile a atteint une zone suffisamment rapprochée de la masse magnétique fixe, on provoque l'inversion de polarisation de façon à provoquer un effet de répulsion succédant à l'effet d'attraction ; dans la suite de son mouvement la masse magnétique mobile sera donc repoussée par la masse magnétique fixe. L'organe moteur ainsi constitué obéit donc dansses grandes lignes à la loi de Coulomb qui veut que deux masses magnétiques s'attirent ou se repoussent en raison inverse du carré de leur distance. Cependant il serait difficile en appliquant strictement cette règle de trouver et de déterminer la zone rigoureuse du positionnement de la masse magnétique mobile par rapport à la masse magnétique fixe correspondant au moment de l'inversion de polarisation des deux masses magnétiques en présence ; on comprend en effet qu'une inversion prématurée risquerait théoriquement de provoquer un effet de répulsion prématuré en sorte que la masse magnétique mobile serait renvoyée en arrière avant d'avoir atteint son apogée, le vilebrequin et l'arbre de sortie étant ainsi ramenés brutalexr.ent en sens inverse. Cependant si l'on tarde trop dans 1 inversion de polarisation on risque au contraire soit de provoquer le blocage des deux masses l'une contre l'autre en s'opposant à la poursuite du mouvement de la masse magnétique mobile qui doit poursuivre son mouvement de va-et-vient en entrainant dans chacune de ses phases motrices le vilebrequin et l'arbre de sortie ; on risque également de prolonger l'action d'attraction alors que la masse magnétique mobile est arrivée ou a dépassé son mouvement de rapprochement maximum par rapport à la masse magnétique fixe, la poursuite de cet effet d'attraction ayant alors pour résultat de freiner la poursuite du mouvement. Le demandeur a constaté de façon surprenante et inattendue qu'il existait cependant une zone dans le positionnement réciproque de deux masses magnétiques où les forces en présence pouvaient s'équilibrer. Si en effet les pôles inverses s'attirent et si les pâles identiques se repous sent, il a été constaté de façon inattendue qu'il existait une zone de proximité voisine du contact, dans laquelle les pâles d'aimantation identiques peuvent s'attirer contrairement à la- règle normale de la répulsion ; cette attraction des pâles identiques, à l'intérieur d'une zone de proximité voisine du contact a pu être observée notamment pour des masses magnétiques inégales. L'explication du phénomène n'apparais pas immédiatement; on peut toutefois penser qu'un pele magnétique d'une force déterminée, en présence d'un pile magnétique identique mais exerçant un champ magnétique beaucoup plus fort peut subir une inversion et dans une zone de proximité immédiate provoquer par conséquent une légère attraction. I1 suit néanmoins et c'est là la constatation essentielle sur laquelle est basée la présente invention ,qu'il existe entre pâles identiques une zone de voisinage ou de proximité où les forces s s'annulent et où la répulsion équilibre sensiblement l'attraction. Cette zone d'équilibre permet de réaliser le passage délicat de la masse magnétique mobile au contact ou tout au moins à proximité immédiate de la masse magnétique fixe En effet selon l'invention on provoque par inversion de courant, l'inversion de la polarisation par exemple de la masse magnétique mobile, cette inversion se faisant sensiblement au moment où la masse magnétique mobile arrive précisément dans la zone d'équilibre entre la répulsion et l'attraction, selon le phénomène qui a été décrit ci-dessus. Par conséquent au moment où la masse magnétique mobile arrive à proximité immédiate de la masse magnétique fixe > ,les pâles sont inversés de sorte que la masse magnétique mobile se trouve en quelque sorte neutralisée par rapport à la masse magnétique fixe ; elle peut continuer à subir une légère attraction, si elle dépasse la zone de neutralisation, puis étant ramenée en arrière par l'inertie de l'ensemble (l'arbre de sortie comportant éventuellement un volant à cet effet ) la masse magnétique mobile va poursuivre son chemin et revenir en arrière en revenant par conséquent au delà de la zone et en repassant le seuil de neutralité ; les polies magnétiques identiques vont donc au delà de ce seuil exercer leur action normale de répulsion conformément à la règle dégagée par la loi de Coulomb. On comprend que le dispositif de l'invention appliquant le principe de la zone de neutralité constatée et mise en évidence par l'inventeur permet par conséquent de réaliser avantageusement un moteur fonctionnant par phases successives d'attraction et de répulsion d'une masse magnétique mobile par rapport à une masse magnétique fixe, la zone neutre ou d'équilibre située au voisinage immédiat des deux masses, après inversion des polarisations, permettant à la masse mobile d'approcher et de quitter ensuite la masse magnétique fixe sans freiner exagérément le mouvement et surtout sans risquer de provoquer une attraction et un blocage des deux masses magnétiques. La zone d'équilibre ou de neutralité permettra par conséquent à la masse magnétique mobile de passer de la phase d'attraction à la phase de répulsion en douceur et sans effet. secondaire-- de freinage sur l'énergie cinétique imprimée au système bielle/vllebrequin/arbre de sortie. Sur cet arbre de sortie pourront etre branchés toutes les machines ou appareillages permettant l'utilisation directe de l'énergie cinétique ainsi produite ou sa transformation , notamment en énergie électrique par une dynamo ou un alternateur. De préférence dans la réalisation de l'invention le moteur comprend une pluralité de masses magnétiques fixes constituées par des électro-aimanXs, chaque masse magnétique fixe étant associée à une masse magnétique mobile. les diverses masses magnétiques mobiles étant associées elles-memes à un embiellage monté sur un vilebrequin commun. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit et qui est donnée en rapport avec une forme de réalisation preférentielle présentée à titre d'exemple non limitatif et en se référant à la figure unique annexée. La figure unique représente une vue schématique et de principe d'un moteur fonctionnant conformément au principe de la présente invention. Le moteur se compose d'une pluralité d'électro-aimants fixes 1, 2, 3, et 4, chacun comportant un enroulement 5, 6, 7, et 8 alimenté en courant continu en permanence depuis le circuit 9. A chaque électro-aimant fixe est associé un électro-aimant mobile 10 ,11 ,12 et 13 et constitué d'une masse de fer doux prévue chacune avec un enroule ment 14 ,15 ,16 , 17 ; chaque masse de fer doux est susceptible de coulisser entre deux glissières latérales 18, 18', 19, 19' etc. non magnétiques. Chaque masse magnétique mobile 10 , Il ,12 et 13 est associée à une bielle 20, 21, 22, 23 reliée au vilebrequin 24 lui-même prolongé par l'arbre de sortie 25 ; sur l'arbre 25 peut être monté un volant cinétique (non représenté) et l'arbre 25 peut être engrené sur un appareil ou une machine utilisatrice ou encore sur un appareil pour la transofrmation de 1? énergie cinétique ainsi obtenue en énergie électrique, notamment une dynamo ou un alternateur. On comprend le fonctionnement de l'appareil ; chacune des masses magnétiques mobiles 10 à 13 est représentée à une phase du cycle ; la masse magnétique 10 est arrivée à proximité immédiate de l'électro-aimant 1 ; à ce moment là le courant qui est délivré dans les spires 14 par le circuit 26 qui est monté souple et permet de suivre la masse magnétique mobile dans son mou vement , est inversé en sorte que l'on cesse de provoquer l'attraction de la masse magnétique mobile par rapport à la masse magnétique fixe et l'on met en présence les pâles de même sens qui devraient donc en principe s'attirer ; conformément au principe de l'existence d'une zone de neutralité qui a été mis en évidence par le demandeur, la masse magnétique 10 arrive dans la zone voisine de la neutralité et elle va par conséquent, par suite de la mise en concordance de pâles de même sens cesser de provoquer l'attraction des deux masses l'une par rapport à l'autre sans toutefois encore entrainer un mouvement de répulsion; ce dernier ne sera provoqué que lorsque la masse magnétique aura passé sa position haute, l'ensemble étant entrainé par ltiner- tie du système, la masse magnétique mobile occupant alors la position représentée pour la masse 11 en seconde position; les pâles étant alors inversés et les masses étant suffisamment éloignées, un effet de répulsion maximum se produit qui va en s'amenuisant au fur et à mesure que la masse magnétique mobile s'éloigne de la masse magnétique fixe ; arrivé au point bas représenté pour la masse magnétique 12 en troisième position, on va pouvoir provoquer à nouveau l'inversion des polies de façon à obtenir la polarisation qui est représentée pour la masse magnétique 13 en dernière position, les pales contraires étant en présence et permettant par conséquent un effet d'attraction maximum qui ramène la masse magnétique 13 vers la masse magnétique fixe correspondante 4. Ainsi on obtient un mouvement successif pour chaque masse magnétique alternativement de répulsion et d'attraction avec passage par une zone neutre en sorte que les phases successives sont motrices et l'ensemble des pièces ma gnétiques mobiles est donc animé d'un mouvement alternatif qui par l'embiellage est transformé en mouvement rotatif de l'arbre de sortie 25 ; sur ce dernier on pourra donc brancher soit une machine soit un appareil de production d'énergie électrique ; cet appareil de production d'énergie électrique pourra être lui-même utilisé pour la production du courant envoyé par les circuits 9 dans les masses magnétiques fixes et éventuellement par le circuit 26 dans les masses magnétiques mobiles. L'invention s'détend également à une variante dont l'importance pratique est considérable ; selon cette variante la masse magnétique mobile, 10 ,11 ,12 ou 13 est constituée par un noyau de fer doux avec enroulement et le flux n1 est engendré au sein de l'enroulement (référence 14 ,15 ,16 ou 17 respectivement) qu'à la phase du rapprochement du noyau 10 par rapport à l'électro-aimant fixe correspondant ; la phase de mise en action du courant électrique dans l'enroulement engendrant un flux magnétique se fait au moment de l'approche extr8me du noyau de fer doux mobile monté sur biellette par rapport à ltélec- tro -aimant correspondant ; le déclenchement du flux magnétique au sein du noyau de fer doux correspond au positionnement du noyau 10 par rapport à l'électro-aimant fixe 1 ; dans ces conditions l'action d'attraction se fait uniquement par le pouvoir magnétique de l'électro-aimant fixe et ce n'est qu'au moment où le noyau de fer doux arrive à proximité de son point d'approche maximum de 11 électro-aimant fixe que le courant est envoyé dans l'enroulement correspondant de façon à engendrer un flux magnétique ,de telle façon que le noyau de fer doux soit polarisé par rapport à l'aimant fixe les pâles se faisant face étant de même signe. Dans ces conditions la masselotte noyau de fer doux se trouve soumise à une force de répulsion par rapport à llélectro-aimant fixe et cette force de répulsion s'exerce dans la phase suivante du cycle lors de laquelle la masselotte noyau de fer doux, alors polarisée par l'enroulement ou le solénotde 14, 15 etc, s'éloigne de l'aimant fixe ;arrivé à sa position d'éloignement maximum ou à proximité de sa position d'éloignement maximum, le fer doux est dépolarisé par coupure du courant traversant le sélénolde correspondant et il peut alors aborder la phase suivante du cycle au long de laquelle il est à nouveau soumis à attraction vers l'aimant fixe. L'envoi du courant électrique dans l'enroulement ou le solénorde attaché à chaque masselotte mobile montée sur biellette est commandé par un distributeur de courant électrique. On notera encore que dans la réalisation ici décrite les manetons du vilebrequin seront décelés de 90 par rapport au maneton voisin. Dans ces conditions on- obtient dans l'exemple représenté un cycle de fonction4 nement à quatre temps - dans un premier temps (masse de fer doux 13 sur la figure unique) l'aimant fixe attire la pipasse de fer doux. - dans un deuxième temps la masse de fer doux (correspondant à la position de la masse de fer doux 10 sur la figure unique) est arrivée à sa position haute et à son point de rapprochement maximum ou voisin du maximum par rapport à l'aimant fixe ; on a alors un temps mort par suite de la création d'un flux électromagnétique de même sens que l'aimant fixe et qui va rapidement engendrer la mise en action du cycle suivant. - le troisième cycle correspond à la position du noyau de fer doux 11 sur la figure unique ; il est caractérisé par la phase de répulsion ,le noyau de fer doux étant alors polarisé, ces pôles étant situés face aux poles de même signe de l'aimant fixe ce qui crée une force de répulsion importante tendant à rejeter la masse il vers le bas. - arrivé au bas on a alors le quatrième temps qui correspond à la coupure du courant traversant l'enroulement 16 sur la masse de fer doux 12 ; le noyau 12 est alors en position basse et poursuivant sa course il va rejoindre alors la position 1 correspondant au noyau de fer doux 13 sur la figure unique qui est alors attirée par ltélectro-aimant fixe supérieur créant un temps moteur d'attraction. Selon un développement de l'invention l'enceinte ou volume dans lequel se meut l'élément magnétique mobile est lui-mEme mis sous vide Ceci peut etre réalisé en plaçant sous vide Lensemble du système comportant les masses magnétiques fixes et les masses magnétiques mobiles Mais dans une filtre formule on pourrait mettre sous vide chacune des chambres individuelles dans laquelle se déplace une masse magnétique mobile cette dernière étant prévue avec des joints d'étanchéité sur sa paroi. venant ad contact de la paroi de la chambre Dans ce cas la chambre est elle-meme mise sous vide par l'action de la masse magnétique mobile qui forme alors un piston se déplaçant dans la chambre fermée dont un fond est occupé par la masse magnétique fixe , le mouvement du piston forme alors pompe à vide et assure en continu l'évacua- tion de l'air atmosphérique extérieur qui pourrait éventuellement s'infiltrer à l'intérieur de la chambre , celle-ci étant ainsi maintenue sous un vide poussé. Dans ces conditions le milieu dans lequel s'exerce l'action des forces magnétique s n'est plus l'air mais le vide et on permet ainsi une action beaucoup plus efficace des forces magnétiques respectivement d'attraction et de répul- sion qui provoquent le mouvement de va et vient de la masse magnétique mobile. REVENDICATIONS 1 - Dispositif moteur caractérisé en ce qu'il comporte au moins une masse magnétique fixe coopérant avec une masse magnétique mobile, cette masse mobile étant susceptible d'être déplacée par coulissement linéaire par rapport à la masse magnétique fixe et étant associée à une bielle reliée à un vile- brequin engrené sur l'arbre de sortie, l'une au moins des deux masses magnétiques étant prévue avec des moyens permettant l'inversion des pâles magnés tiques suivant sa position par rapport à l'autre masse afin de permettre suc cessivement un effet d'attraction et de répulsion des deux masses magnétiques. 2 - Dispositif moteur selon la revendication 1 caractérisé en ce que la masse magnétique subissant l'inversion de polarisation est constituée par une masse de fer doux comportant un enroulement , l'ensemble constituant un électro ainlant, l'enroulement étant associé à un circuit relié à une source de courant continu et comportant des moyens permettant l'inversion du sens de circulation du courant afin de provoquer l'inversion de polarisation de ladite masse magnétique. 3 - Dispositif moteur selon la revendication 2 caractérisé en ce que le circuit d'alimentation de la masse magnétique subissant l'inversion comporte un alternateur ou commutateur apte à inverser le sens de circulation du courant électrique au sein des spires ou de l'enroulement , en sorte que lorsque la masse magnétique mobile a atteint une zone suffisamment rapprochée de la masse magnétique fixe, on provoque l'inversion de polarisation de façon à provoquer un effet de répulsion succédant à l'effet d'attraction ; dans la suite de son mouvement la masse magnétique mobile sera donc repoussée par la masse magnétique fixe. 4 - Dispositif moteur selon la revendication 3 caractérisé en ce que le commutateur provoque par inversion de courant, l'inversion de la polarisation par exemple de la masse magnétique mobile, cette inversion se faisant sensiblement au moment où la masse magnétique mobile arrive dans la zone d'équilibre entre la répulsion et l'attraction. 5 - Dispositif moteur selon la revendication I caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de masses magnétiques fixes constituées par des électro aimants, chaque masse magnétique fixe étant associée à une masse magneti- que mobile, les diverses masses magnétiques mobiles étant associées elle s- mimes à un embiellage monté sur un viXebrequin commun . 6 - Dispositif moteur selon l'une des revendications 1 à 5 ci-dessus caractérisé en outre en ce que le volume séparant les masses magnétiques fixes des masses magnétiques mobiles est mis sous vide total ou partiel 7 - Dispositif moteur selon la revendication 6 ci-dessus caractérisé en ce que l'ensemble des masses magnétiques mobiles et masses magnétiques fixes et les éléments mécaniques (vilebrequin et bielles) associés aux masses magnétiques mobiles sont placés dans une chambre hermétique elle-même mise sous vide et reliés à cet effet à une pompe à vide entrainée mécaniquement par l'arbre du moteur principal 8 - Dispositif moteur selon la revendication 6 ci-dessus caractérisé en ce que la masse magnétique mobile forme un piston se déplaçant dans une chambre cylindrique dont le fond est obturé par la masse magnétique fixe, les parois du piston formant la masse magnétique mobile étant pourvus d'un joint d'étanchéité, le déplacement étanche du piston au sein de la chambre assurant le maintien sous vide de cette dernière 9 - Dispositif moteur selon la revendication 8 ci-dessus caractérisé en ce que la chambre est pourvue au niveau de son fond , constitué par la masse magnétique fixe d'un clapet de non-retour permettant l'évacuation de l'air atmosphérique qui aurait pu s'infiltrer au sein de ladite chambre , l'air étant chassé vers l'extérieur lors de la phase de rapprochement de la masse magnétique mobile par rapport à la masse magnétique fixe et le clapet étant refermé lors de la phase d'éloignement de la masse magnétique mobile par rapport à la masse magnétique fixe en s'opposant ainsi à toute pénétration d'air au sein de la chambre ainsi maintenue sous vide