Brevet FR2587282A1 — publié le 19870320

L'invention est relative à un dispositif embarqué d'entralnement d'un alternateur destiné à fournir à bord d'un véhicule de l'énergie électrique à partir du moteur thermique d'entraînement dudit véhicule. L'invention a été plus particulièrement développée pour permettre l'entralnement d'un alternateur, néanmoins elle s'étend à d'autres domaines d'application dans lesquels sont utilisés des organes récepteurs entraînés par un mouvement rotatif, tels que dynamos, compresseurs ou autres. Le choix de l'alternateur a été adopté car il permet de couvrir de nombreuses applications qui requièrent la fourniture d'une tension alternative identique à celle distribuée par le réseau national de distribution d'énergie électrique. A titre d'exemple, il est possible de citer le commerce des glaces comestibles vendues aux particuliers par l'intermédiaire de camionnettes qui distribuent les produits dans les quartiers. Pour permettre la conservation de la glace, il est nécessaire de disposer de groupes réfrigérants et certains types de glaces, en particulier les glaces italiennes en cornet, nécessitent en outre un appareillage électrique complémentaire important qui absorbe quatre å cinq kilowatts de puissance pour fonctionner. Dans ces conditions, jusqu'à présent, les installations pour glaces à l'italienne sont disposées en poste fixe dans les magasins pour prélever l'énergie nécessaire sur le réseau. Etant donné l'engouement du public pour ce type de produits, il est regrettable de devoir nécessairement envisager l'utilisation d'un groupe électrogène pour fournir l'énergie requise à l'installation de production de glaces à l'italienne à bord des véhicules car un groupe électrogène est très coûteux et grève singulièrement le coût de revient du produit. En outre, de nombreux inconvénients sont liés à l'utilisation d'un groupe électrogène auxiliaire et de nombreux commerçants ont dû renoncer à cet accessoire. Parmi les inconvénients, on peut citer le bruit dégagé par le moteur thermique d'entralnement de l'alternateur. En effet, le moteur thermique utilisé est dimensionné pour répondre assez justement au besoin énergétique requis et donc en fonctionnement normal le moteur thermique est utilisé à pleine puissance, or ce régime correspond, dans la majorité des cas, à une pollution sonore importante. Par ailleurs, dans le cas de puissance moyenne de l'ordre de dix à quinze kilowatts, seuls les moteurs thermiques à essence peuvent être utilisés, les moteurs diesel étant réservés pour les puissances plus importantes. Le coût de l'énergie fournie en est augmenté en raison du prix élevé du carburant utilisé. Le but principal de la présente invention est de présenter un dispositif embarqué d' en traînement d'un alternateur qui puisse se brancher à partir du moteur thermique d'entralnement du véhicule. Cette solution offre l'avantage d'une réduction importante du coût par rapport au groupe électrogène puisque l'économie d'un moteur thermique peut être réalisée. La principale difficulté de la réalisation réside dans l'architecture du dispositif d'entralnement de l'alternateur car de nombreux impératifs doivent être respectés, en particulier les modifications apportées au véhicule ne doivent en aucune manière perturber son fonctionnement. Le dispositif de la présente invention a été développé dans un souci de limitation des modifications et transformations à apporter au véhicule de base. On connaît dans certaines applications rurales, notamment, une mise en place de l'alternateur en bout de vilebrequin du tracteur, à la place de la manivelle. Ce montage présente de nombreux inconvénients, en particulier il est nécessaire de fixer et déposer l'alternateur après chaque usage. Selon la présente invention, le dispositif reste en place et est parfaitement compatible avec le fonctionnement normal du moteur d'entraSnement du véhicule. Le moteur du véhicule étant largement dimensionné par rapport à la puissance de l'alternateur, le fonctionnement est doux et silencieux puisque le moteur thermique peut être utilisé à bas régime. Un autre but de la présente invention est de présenter un dispositif embarqué d'entralnement d'alternateur à partir du moteur thermique d'un véhicule qui offre toute sécurité dans son fonctionnement. En particulier, tout surrégime accidentel du moteur thermique n'est pas transmis à I'elterneteuf. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description qui va suivre qui n'est cependant donnée qu'à titre indicatif. Le dispositif embarqué d'entralnement d'un alternateur destiné à fournir à bord d'un vehicule de l'énergie électrique à partir du moteur thermique d'entrainement dudit véhicule, dans lequel l'alternateur est placé à côté du conducteur à la place du passager avant est caractérisé par le fait qu'il se compose d'un arbre de transmission disposé le long du moteur thermique muni à chacune de ses extrémités de moyens de liaison mécanique avec le moteur thermique.d'une part et avec l'alternateur d'autre part. L'invention sera mieux comprise à la lecture de le description suivante accompagnée de dessins en annexe, parmi lesquels - la figure 1 représente, en vue de côté, le dispositif d'entralnement de la présente invention selon un mode préférentiel de réalisation de celui-ci, - la figure 2 représente, en vue de dessus, le dispositif d'entratnement de la présente invention, - la figure. 3 schématise, en vue de coupe partielle, le ' montage de la poulie motrice auxiliaire sur l'arbre de vilebrequin du moteur thermique principal, - la figure 4 illustre, en vue de race, le tendeur de la section guidée réceptrice de l'arbre de transmission, - la figure 5 représente, en vue de race, le Joint élastique de liaison des sections de l'arbre de transmission. L'invention est relative à un dispositif embarqué d'entralnement d'un alternateur destiné à fournir à bord d'un véhicule de l'énergie électrique à partir du moteur thermique d'entratnement dudit véhicule. Le choix d'un alternateur a été adopté dans la présente description en raison de ses nombreuses applications, néanmoins l'invention s'étend à l'utilisation de tout organe récepteur entraîné à partir d'un mouvement mécanique de rotation, tels que compresseurs, dynamos ou autres. La principale difficulté lors de l'adjonction d'un alternateur sur un moteur thermique de véhicule réside dans les faibles transformations possibles pour que le véhicule reste conforme. En particulier, sous le capot moteur, il ne reste pas suffisamment d'espace pour loger un alternateur supplémentaire et donc celui-ci doit être disposé à distance, ce qui oblige à utiliser un mécanisme de transmission complexe car il doit répondre à de nombreuses exigences. Dans le cas de la présente invention, qui a été développée pour l'adjonction d'un alternateur d'une puissance de l'ordre de dix à quinze kilowatts (des puissances plus importantes peuvent être envisagées) il a été choisi de disposer ledit alternateur à côté du conducteur à la place du passager avant du véhicule, avec un capot isolé qui couvre et protège la transmission, démontable rapidement. Ce lieu est particulièrement propice car il n'est pas très éloigné du moteur d'entraînement du véhicule et, par ailleurs, il est suffisamment dégagé pour pouvoir mettre en place un organe électrique important sans transformation de la -carrosserie. En outre, il offre une parfaite accessibilité par la porte. Dans une telle configuration, il est nécessaire d'établir une liaison mécanique qui présente un encombrement minimum pour prélever la puissance nécessaire sur le moteur thermique et la transmettre à l'alternateur. Les figures 1 et 2 schématisent un mode préférentiel de réalisation du dispositif d'entraînement de la présente invention. Le dispositif embarqué comprend un arbre de transmission (1) disposé le long du moteur 'thermique non représenté, ledit arbre (1) étant muni à chacune de ses extrémités de moyens de liaison mécanique avec le moteur thermique d'une part et l'alternateur (2) d'autre part. Les moyens préférentiels de liaison mécanique envisagés se présentent sous la forme de poulies à gorge et courroies (3). D'autres moyens de liaison auraient pu également être envisagés, tels que des systèmes à chaînes, néanmoins les transmissions à courroie du type trapézoidal donnent toute satisfaction et sont parfaitement adaptées aux vitesses de rotation utilisées. Dans le cas de la présente invention, les moyens de liaison (3) sont doublés en plaçant en parallèle un jeu de courroies. Le prélèvement d'énergie mécanique sur le moteur thermique d'entraînement du véhicule est assuré au moyen d'une poulie auxiliaire (4) fixée de préférence à l'extrémité de l'arbre du vilebrequin du moteur thermique. Le faiblie encombrement d'une telle disposition lui permet de s'inscrire parfaitement dans le volume disponible sous le capot moteur sans qu'il soit nécessaire de procéder à une modification du positionnement de certains organes existants. La figure 3 schématise en vue de coupe partielle la mise en place de la poulie auxiliaire (4) sur la poulie de vilebrequin d'origine (5). La fixation est assurée au moyen de vis, non illustrées, qui viennent se loger dans des taraudages existants ou qui doivent être usinés. La mise en place d'une telle poulie (4) est b la portée de l'Homme de l'Art. Avec ce positionnement axial fixe de la poulie (4), il est nécessaire de pouvoir modifier le positionnement de l'arbre de transmission (1) pour tendre le courroie (6) de liaison entre le moteur thermique et l'arbre de transmission. I1 est souhaitable que le réglage du positionnement de l'arbre de transmission (1) par rapport au moteur thermique n'ait pas de répercussion sur le positionnement de l'alternateur (2), ce qui rendrait les réglages complexes. D'ob l'une des caractéristiques essentieLles de la présente invention est de prévoir la réalisation de l'arbre de transmission (1), formé de trois sections - une section réceptrice (7) guidée par des paliers (8) et (9) et supportée par un tendeur (10) qui comprend une poulie (11) reliée par une courroie (6) au moteur thermique, - une section de liaison (12) raccordée aux autres sections de façon souple par l'intermédiaire de joints élastiques (13) et (14), - une section motrice (15) guidée par des paliers (16) et (17) dont le positionnement est ajustable et qui comprend une poulie (18) d'entraînement de l'alternateur (2) par l'intermédiaire d'une courroie (19). Un tel montage facilite les réglages car il autorise un certain décentrage et déport axial des différentes sections composant l'arbre de transmission (1). La figure 4 schématise, en vue de face, le tendeur (10) de support de la section (7). Ce tendeur (10) comprend un bras de soutien (20) fixé sur le moteur thermique, sur lequel s'articulent des embases (21) de soutien de la section (7). Les paliers (8) et (9) sont fixés sur les embases (21). Les embases (21) sont reliées à un support (22) fixé sur le moteur thermique, généralement au niveau du cache culbuteurs de celui-ci, par l'intermédiaire d'une tige filetée articulée (23). Cette liaison par la tige filetée (23), plus particulièrement visible sur la figure 2, permet de déporter la section (7) latéralement pour tendre la courroie (6). Le décalage entrainé par ce déport est composé par les joints souples (13) et (14). La figure 5 illustre la réalisation des joints souples (13) et (14). Les sections à accoupler sont terminées par des plateaux (24) et (25) de forme triangulaire, chacun de ces plateaux triangulaires présentant un décalage angulaire par rapport au voisin de sorte à ce que les orifices placés au sommet des triangles de chacun des plateaux ne coïncident pas. Entre lesdits plateaux est placé un anneau élastique (26) fixé sur chacun des plateaux (24) et (25) par l'intermédiaire de boulons (27) enfilés dans les orifices disposés au sommet des plateaux (24) et (25). Un tel montage assure une liaison souple entre les différentes sections de l'arbre de transmission (1). En ce qui concerne le réglage de la tension de la courroie (19) reliant l'arbre de transmission (1) à l'alternateur (2), un double réglage a été envisagé. D'une part, les paliers (16) et (17) de soutien de la section (15) de l'arbre de transmission (1) sont ajustables en hauteur comme cela est visible à la figure 1. Les paliers (16) et (17) sont fixés sur des profilés verticaux par l'intermédiaire de boulons engagés dans des trous oblongs réalisés sur lesdits montants verticaux, ce qui permet un ajustement du positionnement vertical de la section (15). Cette possibilité de réglage devra être utilisée pour faire travailler l'arbre de transmission (1) dans les meilleures conditions possibles, c'est-à-dire evec des faibles déports axiaux de ces sections (7), (12) et (15). Par ailleurs, l'alternateur (2) est monté sur glissières et des vis (28) et (29), visibles sur la figure 2 permettent de repousser l'alternateur (2) pour tendre la courroie (19). Ce réglage de la tension se fait indépendamment du positionnement de l'arbre de transmission (1) et par conséquent, quel que soit le positionnement de ce dernier, il est possible de tendre dans de bonnes conditions la courroie (19). En ce qui concerne le fonctionnement, le dispositif d'entralnement de la présente invention a été étudié pour permettre l'accouplement de l'alternateur sur le moteur d'entraînement du véhicule lorsque ce dernier est à l'arrêt. En effet, en raison de la puissance relativement importante de l'alternateur, il est préférable que le moteur thermique du véhicule n'ait pas à assurer simultanément la traction du véhicule et l'entralnement de l'alternateur. A cet égard, un embrayage (30) est placé sur l'arbre de transmission, ce qui permet le désaccouplement de l'alternateur du moteur thermique. De préférence, l'embrayage utilisé est du type magnétique commandé à distance, ce qui permet au chauffeur de véhicule de disposer très rapidement de l'alternateur ou non. Le rapport de transmission entre le moteur thermique et l'alternateur est étudié de sorte à ce que l'alternateur puisse tourner à sa vitesse de rotation nominale pour un réglage du ralenti du moteur principal donné. De bons résultats ont été obtenus en utilisant pour le moteur thermique et l'alternateur une vitesse de rotation de mille cinq cents tours par minute. De préférence, l'alternateur utilisé est du type auto-régulé afin qu'en cas de variation du régime du moteur principal, cela n'affecte pas la tension de sortie. Au cas oli le chauffeur, par mégarde, oublierait de désaccoupler l'alternateur lors du fonctionnement normal du véhicule, le dispositif d'entralnement de la présente invention est muni de moyens de protection contre des surrégimes du moteur. Ces moyens de protection se présentent sous la forme d'un embrayage centrifuge, non représenté, disposé sur l'arbre de transmission et qui désaccouple l'alternateur du moteur en cas de surrégime de ce dernier. De préférence, l'alternateur sera entièrement capoté et des oui as de ventilation sont prévues pour favoriser l'aération et le refroidissement de l'alternateur. Pour favoriser le refroidissement du moteur thermique, de préférence on équipe ce dernier d'un dispositif de ventilation forcée, ce qui lui permet de supporter durablement l'entratnement de l'alternateur à l'arr & sans aucun risque d'endommagement. Comme il ressort de la description précédente, la mise en place du dispositif d'entraînement de l'alternateur de la présente invention peut être effectuée sans transformation majeure de la carrosserie du véhicule, principalement en raison du faible dimensionnement des organes à mettre en place sous le capot moteur du véhicule pour le prélèvement de l'énergie nécessaire à l'entralnement de l'alternateur. Parallèlement à l'accouplement de l'alternateur (2) sur le moteur par l'intermédiaire de l'embrayage magnétique à commande électrique (30), on équipera le moteur thermique de moyens auxiliaires tels qu'une bobine afin de procéder à l'accélération du moteur thermique et à l'ajustement de sa vitesse de rotation au besoin. D'autres mises en oeuvre de la présente invention, à la portée de l'Homme de l'Art, auraient pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. REVENDICATIONS 1. Dispositif embarqué d'entraînement d'un alternateur, destiné à fournir à bord d'un véhicule de l'énergie électrique à partir du moteur thermique d'entralnement dudit véhicule, dans lequel l'alternateur (2) est placé à e6té du conducteur à le place du passager avant, c a r a c t é r i s é par le fait qu'il se compose d'un arbre de transmission (1) disposé le long. du moteur thermique, muni à chacune de ses extrémités de moyens de liaison (3) mécaniques, avec le moteur thermique d'une part et avec l'alternateur (2) d'autre part. 2. Dispositif embarqué d' entraînement d'un alternateur, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que les moyens (3) de liaison mécanique se présentent sous la forme d'un ensemble de poulies à gorge (4), (11), (18) et de courroies (6), (19). 3. Dispositif embarqué d'entratnement d'un alternateur, selon la revendication 2, c a r a c t é r i s é par le fait qu'une poulie auxiliaire (4) est fixée à l'extrémité de l'arbre du vilebrequin du moteur thermique. 4. Dispositif embarqué d'entratnement d'un alternateur, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que l'arbre de transmission (1) est formé de trois sections - une section (7) réceptrice guidée par des paliers (8) et (9) et supportée par un tendeur (10) qui comprend une poulie (11) reliée par une courroie (6) au moteur thermique, - une section de liaison (12) raccordée aux autres sections (7, 15) de façon souple par l'intermédiaire de joints élastiques (13) et (14), - une section motrice (15) guidée par des paliers (16) et (17) dont le positionnement est ajustable et qui comprend une poulie d'entrainament (18) de l'alternateur (2) par l'intermédiaire d'une courroie de transmission (19). 5. Dispositif embarqué d'entraînement d'un alternateur, selon la revendication 4, c a r A c t é r i s é par le fait que l'alternateur (2) peut être écarté de la section motrice (15) de l'arbre de transmission (1) par l'intermédiaire de tendeurs (28) et (29). 6. Dispositif embarqué d' entraînement d'un alternateur, selon la revendicatiovn 1, c a r a c t é r i s é par le fait qu'un embrayage (30) est disposé sur l'arbre de transmission (1) pour autoriser le désaccouplement de l'alternateur (2) du moteur thermique. 7. Dispositif embarqué d'entrainement d'un alternateur, selon la revendication 1, c a r a c t é r i s é par le fait que l'arbre de transmission (1) présente des moyens de protection contre les surrégimes du moteur thermique. 8. Dispositif embarqué d'entrainement d'un alternateur, selon la revendication 7, c a r a c t é r i s ê par le fait que les moyens de protection se présentent sous la forme d'un embrayage centrifuge disposé ' sur l'arbre de transmission (1) et qui désaccouple l'alternateur (2) en cas de surrégime du moteur thermique. 9. Dispositif embarqué d'entraînement d'un alternateur, selon la revendication 4, c a r a c t é r i s é par le. fait que la section motrice (15) est guidée par des paliers (16j et (17) ajustables verticalement.