Brevet FR2427724A1 — publié le 19791228

Dans les véhicules automobiles modernes, la consommation d'énergie électrique est relativement importante du fait du développement du confort et des automatiSmes. Cette énergie électrique est le plus souvent fournie par un alternateur entrainé par le moteur à combustion interne du véhicule. Cet alternateur travaille avec un rendement moyen médiocre car il tourne à des vistesses ex trêmement variables comprises entre 1000 et 15000 t/mn, Usuellement, on prévoit des moyens pour déconnecter l'alternateur du circuit d'alimentation du véhicule quand la tension fournie par cet alternateur est inférieure à une valeur donnée.Dans ces conditions, aux faibles vitesses du moteur, l'alternateur, tout en continuant à etre entrainé par ce moteur, est déconnecté du circuit d'alimentation et l'énergie consommée par le véhicule est prélevée sur la batterie. Quand la vitesse du moteur augmente et que la tension aux bornes de l'alternateur est suffisante, l'alternateur est connecté au circuit et charge la batterie. Ce mode de montage de l'alternateur est tout-à-fait inadapté aux conditions actuelles de la circulation, notamment en ville, où les moteurs tournent plus souvent au ralenti qu'à grande vitesse. La présente invention, due à la collaboration de M. Robert Bernard NOTTIN a pour objet un montage d'un alternateur et d'un moteur à combustion interne, en particulier de véhicule automobile, qui permet d'utiliser l'alternateur dans de meilleures conditions de rendement et de satisfaire aux besoins en énergie électrique lorsque le moteur tourne au ralenti. Ce montage est caractérisé en ce que l'alternateur est relié au moteur par ltintermédiaire d'un multiplicateur de vitesse et d'un coupleur, et en ce qu'il comporte des mqens pour rendre le coupleur glissant lorsque la vitesse du moteur à combustion interne est supérieure à une certaine valeur. Gr ce au multiplicateur de vitesse, l'alternateur est entrainé à une vitesse convenable pour son fonctionnement quand le moteur tourne au ralenti. Quand il tourne à grande vitesse, l'alternateur serait entraîné à une vitesse qui risquerait de l'endommager s'il n'y avait pas le coupleur; mais ce dernier devient alors glissant de sorte que l'alternateur- s'arrete. Dans un premier mode de réalisation, les moyens pour rendre le coupleur glissant comprennent un détecteur à seuil de fréquence -qui est connecté à la sortie de l'alternateur et dont un contact est interposé sur le circuit de commande du coupleur. La fréquence du courant fourni par l'alternateur étant proportionnelle à la vitesse de rotation de ce dernier, donc du moteur, l'alternateur est mis hors d'action lorsque la vitesse du moteur dépasse une certaine valeur, telle que la fréquence du courant fourni alors par l'alternateur corresponde à la valeur de réglage du détecteur.L'alternateur est soit arrêté, soit en rotation à une vitesse pratiquement constante, Dans un second mode de réalisation, les moyens pour rendre le coupleur glissant comprennent un détecteur à seuil de tension qui est connecté à la sortie de l'alternateur, après le redresseur, dont un contact est interposé sur le circuit de commande du coupleur. L'alternateur fournit alors un courant dontla tension est pratiquement constante ou tout au moins varie peu. Le détecteur à seuil de tension peut comprendre deux seuils de façon que son contact soit actionné lorsque la tension fournie par l'alternateur dépasse un certain seuil et revienne à sa position initiale lorsque cette tension d-escend en dessous d'un second seuil inférieur au premier. lie montage peut comprendre à la fois un détecteur à seuil de tension et un détecteur à seuil de fréquence. En effet, lorsque la consommation électrique est importante, l'élévation de la tension du courant fourni par l'alternateur peut entre insuffisante pour déclencher le détecteur à seuil de tension1 meme si Irater- nateur tourne à une vitesse élevée qui risque d'etre dangereuse. lie détecteur à seuil de fréquence constitue alors une sécurité. Le coupleur peut, par exemple, etre un coupleur électromagnétique à poudre qui contient une poudre devenant progressivement compacte avec l'accroissement d'un champ magnétique délivré par une bobine. En fonctionnement tout ou rien, le glissement est pratiquement nul lorsque la bobine est alimentée, alors que le coupleur est débrayé lorsquêlle n'est plus sous tension. Le coupleur peut également être du type à lame vibrante, qui comporte une lame assurant la liaison entre la partie menante et la partie menée et qui se déplace sous l'effet d'un champ magnétique produit par une bobine.En fonctionnement tout ou rien, le glissement est nul lorsque la bobine est alimentée, alors que le coupleur est débrayé en l'absence de courant. L'alternateur, le multiplicateur de vitesse et le coupleur sont, de préférence, regroupés dans un boîtier unique. On a décrit ci-apres, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation du montage selon l'invention avec référence au dessin annexé dans lequel : La Figure 1 est un schéma du montage; La Figure 2 est une vue en élévation avec coupe partielle d'un mode de réalisation pratique de l'ensemble formé par l'alternateur, le multiplicateur de vitesse et le coupleur; La Figure 3 est une vue semblable à la Fig. 2 d'un autre mode de réalisation. A la Figure 1, on voit en 1 un alternateur dont i'arbre 2 est relié, par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse 3 et d'un coupleur électromagnétique 4, à un arbre d'entraînement qui est lui meme relié à l'arbre de sortie du moteur à combustion interne 5, d'un véhicule automobile. La sortie de cet alternateur est connectée par un redresseur 6 au conducteur général d'alimentation 7 du véhicule et, par l'intermédiaire d'un diviseur de tension 8-9 à un conducteur 10 à tension réduite. Une résistance réglable 8a, connectée en parallèle avec la résistance 8 permet de régler cette dernière tension. L'enroulement du coupleur 4 est connecté au conducteur 7par l'intermédiaire d'une résistance ll et d'un transistor 12 qui est ici du type n-p-n et dont le collecteur est connecté au conducteur 10 par une résistance 13, alors que sa base est reliée à la masse par une résistance 14 et un transistor 15. Ce transistor est également du type n-p-n ét son collecteur est connecté au conducteur 10 par une résistance 16 alors que sa base est également con nectée à ce conducteur 10 par une résistance 17 et par un contact de travail 18 d'un détecteur 19 à seuils de tension.Celui-ci, qui est connecté au conducteur 72 est agencé pour fermer le contact 18 quand la tension à ses bornes- est supérieure à un premier seuil R1 et à ouvrir ce contact quand cette tension est inférieure à un deuxième seuil R2, Quand la tension est comprise entre R1 et R2, le contact 18 est ouvert si la tension est croissante et fermé si la tension est décroissante. Quand la vitesse de l'alternateur 1 est telle que la tension redressée fournie par cet alternateur dépasse le seuil R1, le contact 18 du détecteur 19 se ferme de sorte que la base du transistor 15 est portée au potentiel du conducteur 10 et que ce transistor devient conducteur. La base du transistor 12 est de ce fait mise à la masse, la résistance 16 étant court-circuitée, et le transistor 12 se bloque. Le circuit d'alimentation du coupleur 4 est coupé et ce coupleur devient glissant de sorte que l'alternateur 1 baisse de régime Quand la tension de l'alternateur devient inférieur au seuil R1, le contact 18 s'ouvre. La base du transistor 15 n'est plus connecté au conducteur 10 et ce transistor se bloque, ce qui met sous tension la base du transistor 12.Celui-ci devient conducteur de sorte que le coupleur 4 est alimenté et que l'alternateur est de nouveau entraîné. Un détecteur à seuil de fréquence 20 est connecté à l'alternateur 1, en amont du redresseur 6. Ce détecteur comporte un contact de travail 21 qui est interposé sur le circuit de la base du transistor 12 entre la résistance 16 et le conducteur lo, et est agencé pour fermer ce contact 21 quand la fréquence du courant fourni par l'alternateur devient inférieure à un seuil S et pour l'ouvrir quand cette fréquence devient supérieure à ce seuil. Quand l'alternateur 1 tourne à une vitesse trop importante alors que le-coupleur 3 est alimenté, ce qui se produit si la consommation d'énergie est importante, le contact 21 s'ouvre de sorte que le transistor 12 se bloque; le coupleur 4 n'est plus alimenté et l'alternateur 1 starr8te. La Figure 2 montre un mode de réalisation pratique dans lequel l'alternateur 1, le multiplicateur de vitesse 3 et le coupleur 4 sont regroupés dans un même boîtier. Un arbre 22 sur lequel est clavetée une poulie d'entraînement 23 est monté à rotation, par l'intermédiaire d'un roulement 24, dans un boîtier ou carter 25. Cet arbre 22 est solidaire d'une couronne 26 qui porte la bobine 27 d'un coupleur à poudre. La partie menée 28 de ce coupleur est reliée par un multiplicateur épicycloidal 29 à l'arbre 30 de l'alternateur qui est supporté par la couronne 26 et par le carter 25, par l'intermédiaire de roulements 31 et 32. Le rotor 33 de l'alternateur est fixé sur l'arbre 30 alors que son stator 34 est fixé au carter 25, Dans la variante de la figure 3, le coupleur à poudre est remplacé par un coupleur à lame vibrante dont on voit en 35 la bobine qui est portée par la couronne 26, celle-ci entraînant le multiplicateur 29, et en 36 la lame vibrante qui est solidaire de l'arbre d'entraînement. I1 va de soi que la présente invention ne doit pas hêtre considérée comme limitée au mode de réalisation décrit et représenté, mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. C'est ainsi en particulier, que dans le mode de réalisation de la Figure 1, on pourrait supprimer le détecteur à seuils de tension 19. Dans ce cas, seul le détecteur de fréquence 20 agit sur le coupleur 4; la vitesse de l'alternateur 1 ne peut dépasser une valeur donnée et est maintenue pratiquement constante, REUENDICATIONS 1. - Montage d'un alternateur et d'un moteur à-combustion interne, en particulier de véhicule automobile, caractérisé en ce que l'alternateur est relié au moteur par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse et d'un coupleur, et en ce qu'il comporte des moyens pour rendre le coupleur glissant lorsque la vitesse du moteur à combustion interne est supérieure à une certaine valeur. 2 - Montage selon la revendication I, caractérisé en ce que les moyens pour rendre le coupleur glissant comprennent un détecteur à seuil de fréquence qui est connecté à la sortie de l'alternateur et dont un contact est interposé sur le circuit de commande du coupleur. 3. - Montage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens pour rendre le coupleur glissant comprennent un détecteur à seuil de tension qui est connecté à la sortie de l'alternateur, après le redresseur, et dont un contact est interposé sur le circuit de commande du coupleur. 4. - Montage selon la revendication 3, caractérisé en ce que le détecteur à seuil de tension comprend deux seuils de façon que son contact soit actionné lorsque la tension fournie par l'alter- nateur dépasse un certain seuil et revienne à sa position initiale lorsque cette tension descend en dessous d'un second seuil inférieur au premier. 5. - Montage selon las revendications 2 et 3, caractérisé en ce que les moyens pour rendre le coupleur glissant comprennent à la fois le détecteur à seuil de fréquence et le détecteur à seuil de tension 6. - Montage selon l'une quelconque des revendications pré cédantes, caractérisé en ce que l'alternateur, le multiplicateur de vitesse et le coupleur sont regroupés dans un boîtier un-ique.