Machine électrique tournante à entrefer axial La présente invention a pour objet une machine électrique tournante à entrefer axial, comprenant un induit en forme de disque portant un bobinage formé de conducteurs plats. On connaît déjà de telles ma chines dont l'induit comporte un bobinage formé de conducteurs plats et adhérant intimement à un sup port discoïdal à faces isolantes sur lesquelles ces conducteurs sont répartis en deux jeux de demi- spires dont les extrémités sont reliées de face à face pour former un bobinage complet.
L'invention a pour but de fournir une machine dont l'induit ou l'inducteur peut constituer la partie tournante.
La machine selon l'invention est caractérisée en ce que l'induit discoïdal est monté sur un manchon et en ce que l'inducteur, qui comprend au moins une couronne de pôles inducteurs, est monté, par l'inter médiaire d'au moins un palier de roulement, sur une extrémité au moins de, ce manchon.
Les dessins annexés représentent, à titre d'exemple et schématiquement, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 montre en coupe une première forme de réalisation ; les fig.2 et 3 représentent des machines analogues à celle de la fig. 1, dans lesquelles l'induit et l'induc teur forment respectivement les parties mobiles de ces machines ; les fig. 4 et 5, respectivement, montrent deux autres machines présentant, outre les dispositions respec tives des fig. 2 et 3, une liaison cinématique de transmission de mouvement relatif entre l'induit et l'inducteur ; et la fig. 6 est le schéma de cette liaison cinématique.
Dans ces figures, on a considéré le cas d'un in ducteur ne comprenant qu'une couronne de pôles magnétiques, d'un côté du disque d'induit, et une couronne de culasse, de l'autre côté de l'induit. De plus, les pôles inducteurs représentés sont saillants.
Bien entendu, la machine pourrait présenter d'autres dispositions qui se déduisent directement de celles indiquées ci-dessus ; elle pourrait, par exemple, comprendre 1. deux couronnes de pôles inducteurs se faisant face de part et d'autre de l'induit ; 2. une culasse magnétique mécaniquement solidaire du disque d'induit, la couronne de pôles induc teurs étant seule mécaniquement distincte ; 3. au lieu d'une couronne d'inducteurs à pôles sail lants, une couronne de pôles magnétiques lisse, dans laquelle ces pôles sont formés par aimanta tion sélective d'un anneau de matériau coercitif tel qu'une ferrite dure.
Le cas d'un tourillonage de la cage d'inducteur sur deux paliers d'extrémité se déduit aussi directe ment de l'exemple montré.
En se référant à la fig. 1, le disque d'induit est montré en 1, porté par un manchon 2, ce disque butant sur une collerette 3 de ce manchon et y étant pressé par un manchon d'appui 4 serré sur le manchon 2 par une bague filetée 5.
L'inducteur comprend, sur une plaque 6, une pluralité de pôles magnétiques 7, dont les dénomina tions sont bien entendu alternées dans la couronne, et un anneau de culasse magnétique 8, solidarisé de la plaque 6 par des entretoises 9. Des balais 13 sont supportés à partir de l'anneau 8 et portent contre le bobinage d'induit à un emplacement auquel le dis que d'induit repose contre la collerette 3 du man chon 2 sur son autre face.
Bien évidemment, ces balais pourraient tout aussi bien être supportés par la plaque 6, entre les pôles inducteurs ; ils pourraient aussi porter sur le disque d'induit en tout autre em- placement, mais il serait alors utile (et plus dispen dieux) de prévoir des appuis glissants sur l'autre face du disque d'induit pour équilibrer les efforts sur ce disque ; ceci naturellement si la couronne 8 n'est pas désolidarisée de la couronne d'inducteurs et au contraire solidarisée du disque d'induit.
La cage d'inducteur ainsi formée est tourillonnée sur le manchon d'induit 2 par des paliers, à billes par exemple, tels que 11, dont une des cages, 12, est solidaire de la plaque 6, l'autre cage étant par exem ple formée par l'extrémité du manchon 2.
De plus la plaque 6 se termine par un manchon 10 dans le prolongement du manchon d'induit 2, et de même axe et diamètre intérieur que ce dernier.
Avec un tel montage relatif induit/inducteur, il est clair que, tant que l'un des éléments n'est pas solidarisé d'un axe ou d'un carter, il n'y a pas de calage relatif défini dans un tel sous-ensemble de machine tournante.
Un arbre 14 peut alors être enfilé au travers du fourreau constitué par les manchons 2, d'induit, et 10, d'inducteur, le manchon 2 étant clavété en 15 sur cet arbre 14, Fig. 2, et la cage d'inducteur étant alors fixée sur une plaque de montage 16 avec le calage angulaire désiré des balais 13 vis-à-vis de cette pla que de montage, dans laquelle des conduits tels que 18 permettent le passage des fils des balais et définis sent ce calage angulaire. Un roulement ou un palier lisse 17 est, de préférence, disposé entre la plaque de montage fixe 16 et l'extrémité du manchon 2, plutôt qu'entre cette plaque et l'arbre 14.
Mais on peut tout aussi bien prévoir l'inducteur tournant et l'induit fixe, comme représenté à la fig. 3. Dans ce cas, c'est le manchon 10 de l'inducteur qui est claveté en 19 sur l'arbre 14, et l'induit est fixé avec le calage angulaire désiré dans la plaque de montage fixe 20. Dans ce cas, l'arbre est porté par un palier ou roulement 21 directement à partir de la plaque de montage. Toutefois, dans ce cas, les balais 13 tournent avec l'inducteur et il est néces saire d'en ramener les connexions sur des balais fixes tels que 22, portés par la plaque de montage 20.
A cette fin, et complémentairement vis-à-vis de la disposition de la fig. 1, on a établi sur la face extérieure de l'anneau de culasse 8, deux bagues collectrices 23 et 24 pour les balais ou frotteurs fixes 22. Ces bagues sont isolées de l'anneau 8 lorsque le matériau de celui-ci n'est pas isolant (ce qui peut être le cas lorsque ce matériau est magnétique).
Chaque bague collectrice est reliée à un des balais de la machine, ou à un des jeux de balais de la ma chine selon que le bobinage induit est du type on dulé-série (2 balais seulement, espacés d'un pas po laire ou d'un multiple impair de ce pas) ou du type imbriqué (autant de balais que de pôles dans la ma chine, les balais alternés étant électriquement reliés ensemble de sorte que deux bagues collectrices seule ment sont nécessaires).
La disposition de la fig. 1, complétée par de tel les bagues collectrices, peut également servir à la réalisation de machines tournantes à déplacement relatif induit/inducteur et, par exemple, de moteurs différentiels. Pour cela, comme représenté aux fig. 4 à 6, une roue dentée 26 est rendue solidaire du man chon 2, une autre roue dentée 27,à denture in térieure, est solidarisée de la cage d'inducteur, par exemple à partir des entretoises 9 (ou d'un manchon substitué à ces entretoises), et des roues satellites telles que la paire indiquée en 28 sont montées sur des axes 29 fixés sur la plaque de carter 20 de la machine.
La fig. 4 montre une forme de réalisation dans laquelle c'est le manchon d'induit 2 qui est solidarisé de l'arbre 14 par la clavette 15. Le carter de la machine comprend la plaque 20 et une cloche 32. La plaque 20, portant les balais 22, est montée par un palier 31 sur le manchon d'induit 2 et l'arbre 14 la traverse sur un palier 21. La cloche 32 est montée par un palier 30 sur le manchon 10 de la cage d'inducteur. On a indiqué en 33 et 34 des écrous de maintien des cages de roulement des pa liers 30 et 21. Dans la plaque 20 sont montés les axes 29 des satellites 28, chaque satellite engrenant avec la roue dentée 26 fixée sur le manchon d'induit 2 avec la roue à denture intérieure 27 fixée sur la cage d'inducteur.
Comme dans chacune des fig. 1 à 5, la demi-vue de droite est prise selon un plan de coupe différent de la demi-vue de gauche, cette dernière passant par un plan de balai d'induit.
La fig. 5 montre une forme de réalisation simi laire à celle de la fig. 4 mais dans laquelle le man chon d'inducteur 10 est solidarisé de l'arbre 14 par la clavette 19. Le reste du montage est identique à celui de la fig. 4, l'induit étant l'élément non soli darisé de l'arbre 14. L'intérêt essentiel de ces machines à rotations inverses d'inducteur et d'induit réside dans le fait que le couple de sortie est plus grand que le couple moteur. En effet, la puissance utile, soit P, s'exprime sous les deux formes 1. P = C" . w" 2. P=C",.(w"+w,), ce qui donne naturellement 3.
C" . w" = C", . (w"+w,), en désignant par C" le couple de sortie (arbre 14), C", le couple moteur (couple électromagnétique dé veloppé entre inducteur et induit), w" la vitesse de rotation de l'arbre de sortie et w, la vitesse de rota tion de l'élément du moteur non lié à cet arbre de sortie. Le rapport (w"+w,)/w" est de toute évidence supérieur à l'unité et sa valeur effective est déter minée par le rapport des engrenages disposés entre l'induit et l'inducteur.
Comme le rapport des vitesses de l'inducteur et de l'induit est défini par les diamètres des couronnes dentées des roues liées à ces éléments, l'arbre de sortie tournera évidemment plus lentement dans la machine de la fig. 5 que dans la machine de la fig. 4, toutes choses égales d'ailleurs. Des exemples de bobinages respectivement du type ondulé-série et du type imbriqué, en conduc teurs imprimés y> ou autrement formés, plats et nus et adhérant intimement à une couronne isolante de support, l'ensemble formant un disque d'induit pour les machines décrites, peuvent être trouvés dans le brevet suisse No 362453 ; il est donc inutile de décrire ici dans le détail de tels bobinages.