<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS VIBRATEURS ACTIONNES ELECTRI-
QUEMENT.
L'invention se rapporte à des dispositifs vibrateurs ac- tionnés électriquement, tels que les diapasons, et son but est de réaliser un tel dispositif qui, tout en offrant une grande simpli- cité et un prix de revient réduit, assure un degré d'exactitude dans le fonctionnement qui n'a pu être atteint jusqu'à présent qu'avec des diapasons dont le mouvement est entretenu au moyen de circuits renfermant des tubes à vide.
Les diapasons actionnés électriquement sont utilisés com- me source d'ondes de fréquence constante, et ils trouvent particu- lièrement leur application comme contrôleurs de fréquences en syn- chronisme dans les systèmes électriques de communication. Jusqu'à présent deux modes généraux d'excitation ont été employés pour fai- re vibrer les diapasons. Suivant le mode le plus ancien et le plus généralement utilisé, les branches du diapason sont périodiquement attirées par un électro-aimant excité par une source fournissant un courant continu reçu à travers un courant fixe et un conta.ct prévu sur une branche du diapason, de la même manière que celle employée
<Desc/Clms Page number 2>
pour a,ctionner un vibrateur-ronfleur ou buzzer.
Ce type de diapa- son offre de sérieux inconvénients en ce que la force motrice est appliquée à la, fourche du diapason comme une longue impulsion,quand cette fourche est près de l'extrémité de sa course, et en ce que la longueur de l'impulsion dépend de l'amplitude de la vibration. Ain si, si pour une cause quelconque, comme par exemple une variation dans le voltage de la. source¯d'énergie, l'amplitude de vibration s'accroît, la durée de fermeture plus longue du contact tend encore à accroître l'amplitude. Puisque la fréquence de vibration d'un diapason est une fonction de l'amplitude, de légères variations dans le voltage fourni produisent des variations excessives dans la fré- quence. De plus ce genre de fonctionnement exige un courant d'ex- citation relativement intense qui doit être interrompu par les con- tacts du diapason.
Cela cause parfois le collage ou l'échauffement des contacts, ce qui exige non seulement une grande attention, mais tend aussi à rendre le fonctionnement du diapason variable. On a alors réalisé un arrangement par lequel l'impulsion motrice est ap- pliquée au diapason quand il passe par sa, position normale de repos, ce qui devient beaucoup plus efficace et ce qui exige un courant d' opération moins intense. Divers systèmes ont été réalisés qui uti- lisent ce principe, mais ils demandent des mécanismes plutôt compli qués qui diminuent plus ou moins les qualités recherchées dans un diapason, c'est-à-dire l'exactitude et la réalisation facile.
Le deuxième type mentionné ci-dessus consiste en un dia- pason dont le mouvement est entretenu par un dispositif'avec tubes vide, dans lequel lemouvement du dit diapason modifie le flux dans le noyau d'un électro-aimant placé en relation inductive avec lui et produit un courant alternatif faible. Ce courent est ampli- fié da,ns un amplificateur du type des tubes à vide et est appliqué à 1'électro-aimant actionnant le diapason. Par cet arrangement tout courant d'ouverture des contacts est supprimé et les diapasons entretenus par des systèmes de tubes à vide offrent une grande exac titude et une grande facilité de fonctionnement. Cependant ils sont. d'un prix de revient plus élevé et sont d'une construction plus com
<Desc/Clms Page number 3>
pliquée que les diapasons ordinaires.
La présente invention permet de réaliser - un arrangement pour actionner '1' élément vibrateur d'un diapason au moyen de con- tacts contrôlés par son mouvement, et dans lequel les dits contacts ne doivent pas interrompre un courant pendant leur fonctionnement normal. Suivant un autre fait de l'invention, un moyen est prévu pour emmagasiner de l'énergie électrique et la restituer afin de fournir une impulsion motrice à un élément vibrateur quand il passe à travers sa position de repos. A cet effet l'élément vibrateur est commandé par des contacts dépendant de son mouvement, et par un con densateur alternativement chargéet déchargé à travers un dispositif de commande électrique.
L'invention est mieux comprise de la description suivante basée sur le dessin ci-joint. Sur celui-ci, la fig.l montre une de ses formes préférées de réalisation; la fig.2 donne les courbes dé- termina,nt le fonctionnement du circuit de la fig.l; et les figs.3, 3A,4,5 représentent différents types de contacts pouvant être uti- lisés avec le diapason de la fig.l.
Suivant la fig.l, un diapason 1 comprend une fourche 2 portant un contact 3 pouvant venir reposer sur un contact fixe de repos 4 ou sur un contact de travail fixe 5. Un électro-aimant mo- teur 6 est placé en relation inductive par rapport à la fourche 2, son enroulement étant connecté entre le contact 5 et un pôle d'une batterie 16. Un transformateur 14, comprenant un enroulement pri- maire 13 et un enroulement secondaire 15, sert à alimenter un cir- cuit de charge au moyen d'un courant alternatif dont la fréquence est celle de vibration du diapason. Un condensateur 11 de grande capacité (plusieurs microfarads) est connecté en série avec l'enrou lement primaire 13 du transformateur. Une résistance 7 et un con- densateur 8, shuntés sur l'enroulement de l'électro-aimant 6, ser- vent à,amortir l'effet inductif de l'électro-aimant sur le reste du circuit.
Les résistances 9 et 10 contrôlent le flux du courant .-:. quand ;Le condensateur 11 se charge et se décharge, et une basse ré-
<Desc/Clms Page number 4>
sistance 12, shuntée à travers l'enroulement primaire du transfor- mateur 14, supprime la grands inductance de cet enroulement du cir- cuit renfermant le condensateur 11. Les résistances 7,9,10 et 12 ainsi que le condensateur 8, peuvent être négligés en suivant le fonctionnement du système.
Ce fonctionnement peut être expliqué en se rapportant aU( courbes de la fig.2. La courbe 24 représente la vibration du dia- pason tandis que la courbe 23 représente l'intensité du courant à travers le contact 3, ces deux courbes étant tracées en fonction du temps. On suppose que le diapason est en vibration et qu'en un temps A (fig.2), la branche 2 de la fourche s'éloigne de l'électro- aimant 6, le contact 3 venant justement de quitter le contact fixe 5.
La. branche 2 continue son déplacement vers le haut, et à un mo- ment B elle atteint sa position supérieure pour laquelle le contact 3 vient reposer sur le contact 4, fermant un circuit partant de la plaque supérieure du condensateur 11, et passant à travers le dia- pa,son, le contact 3, le contact 4, la batterie 16, l'enroulement primaire du transformateur 14, et la plaque inférieure du condensa- teur 11. Le condensateur se charge au potentiel de la, batterie 16. la courbe 23 représente la direction et la durée du courant passant dams le circuit du condensateur, les impulsions de cha.rge étant re- présentées comme ayant des valeurs positives tandis que les impul- sions de décharge sont représentées comme ayant des impulsions né- gatives.
La branche 2 ayant achevé son mouvenent vers le haut re- vient à son point milieu représenté en C fig. 2, amenant le contact 3 sur le contact 5: Cela ferme un circuit partant du condensateur 11 et passant à travers le diapason, le contact 3, le contact 5, l' électro-aimant 6, la résistance 9, l'enroulement primaire 13, et le condensateur 11. Celui-ci se décharge à travers ce circuit ainsi qu'il est indiqué par la courbe 23 (fig.2), excitant l'électro- ai- mant 6 qui attire momentanément la branche 2. Celle-ci-continue donc son trajet et ?.Il moment D elle atteint la position la plus bas- se. Au moment E elle est encore revenue au point milieu, provoquant
<Desc/Clms Page number 5>
l'ouverture des contacts 3 et 5.
Puisque la décharge du condensa- teur 11 est seulement momentanée, aucun courant ne passe à travers les contacts 3 et 5 au moment E, quand ces contacts se séparent.et aucune étincelle destructive ne peut a voit lieu.
Théoriquement il n'y a pratiquement aucun courant passant à travers les contacts au moment où ils se rompent, et cette condi- tion, si elle est obtenue en pratique, permet d'éliminer entière- ment le cliquetis. En réalité il est très difficile d'obtenir un contact mobile tel que montré en 3, fig.l, qui ne rebondit pas ou ne produit pas un cliquetis avec les contacts fixes. Puisque ce re bondissement peut avoir lieu avant que le condensateur 11 ait été complètement chargé ou déchargé, il peut en résulté quelques légè- res étincelles. Pour réduire ce cliquetis au minimum, des contacts spéciaux ont été réalisés et sont représentés sur les figures 3,3A, 4 et 5.
Des trois types de contacts montrés, celui de la fig.5 doit être préféré. Il consiste en un ruban flexible 3 tressé de mi. fil de bronze, rigidement attaché à la branche 2 et portant un point de contact soudé 22 à son extrémité libre. Le ruban 3 est flexible et élastique, mais il est réellement amorti par la fric- tion interne qui s'exerce entre les brins individuels dont il est formé, de sorte que sa tendance à vibrer est faible ou même qu'il est dépourvu de toute tendance à la vibration pour la fréquence na- turelle qui lui est propre.
Suivant l'arrangement de la figure 3 le bras 3 peut pi- voter librement entre les contacts fixes 4 et 5. Il n'est pas at- taché à la. branche du diapason, mais il est couplé à celui-ci par une attraction magnétique, un petit aimant permanent 18 étant monté à l'extrémité du diapason, ainsi qu'il est mieux montré sur la fige
3A. Puisque le bras 3, ou au moins l'extrémité de ce bras, est fait d'une matière magnétique et est monté très près de l'aimant 18 iltend à suivre le mouvement du diapason.
Le rouleau 17 est main- tenu contre un bord en lame de couteau terminant l'extrémité oppo- ' iame C UteaU terzinant rémité oppo-
<Desc/Clms Page number 6>
sée du bras 3, et il tend à maintenir ce bras contre l'un ou l'au- tre des contacts fixes, mais ne doit pas exercer une pression suf- fisante pour l'empêcher de vibrer. Toutefois cette pression est assez grande pour réduirela tendance du contact 3 de rebondir a- près qu'il a atteint l'un ou l'autre des contacts fixes 4 ou 5.
L'arrangement de la, fig.4 est semblable à celui des figs.
3 et 3A, en ce que le bras 3 est couplé au diapason par une attrac- tion magnétique, mais il en diffère par le moyen de réduire le cli- quetis. D'après la fig. 4, l'élément 3, qui est fait de matière ma,g nétique, est monté pour ,vibrer entre .des pôles 20 et 21 d'un ai- mant perma.nent 19. Puisque l'attraction exercée sur l'élément 3 par l'un ou l'a.utre pôle de l'aimant¯ 19 varie Inversement à la dis tance qui existe entre-eux, il y aura tendance à maintenir le bras 3 fermement contre celui des'contacts fixes 5 ou 4 qu'il a atteint, empêchant ainsi le cliquetis. L'attraction magnétique entre l'ai- ment 18 et le bras 3 constitue la force de contrôle. Les pôles de l'aimant 20 et 21 servent seulement à maintenir l'élément 3 en ses positions extrêmes.
Les essais effectuée @ont démontrés que la valeur moyenne du courant requis pour actionner le diapason décrit est d'environ un dixième de celle requise avec le type ordinaire de diapason. De plus, les étincelles ou arcs aux contacts sont fortement réduits, même si du courant passe au moment de la rupture des contacts. Mais puisque avec un contact efficace à anti-cliquetis il n'y a, jamais de courant passant ,à ce moment tout collage ou tout échauffement des contacts est fortement diminué.
L'impulsion motrice dépend seu lement de la capacité du condensateur 11, et de la force électromo- trice de la batterie 16, tandis que dans le diapason ordinaire, ainsi qu'il a été spécifié précédemment, le temps pendant lequel le courant est appliqué dépend de l'amplitude de vibration aussi bien que de la force électromotrice de la batterie. Il en résulte un diapason qui vibre à une fréquence relativement constante tout en offrant la même simplicité et un prix de revient aussi faible que le diapason ordinaire.