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EMI1.1
AUX COl"PAS DE GUIDr'G
La présente invention vise des perfectionnements aux compas ma- gnétiques, et plus particulièrement les compas employés sur des corps ou masses mobiles, par exemple des navires ou des engins de locomotion aérienne*
Elle offre un dispositif de construction simple et de fonction- nement sûr, destiné à compenser les erreurs introduites dans les indications d'un compas sous l'effet de la présence de corps magnétiques, tels que des aimants permanents, au voisinage du compas*
Quelle que soit la direction d'une force magnétique, sa compo- sante horizontale peut être à son tour décomposée en deux composantes perpendi- culaires l'une à l'autre, dont l'effet perturbateur sur l'indication d'un compas,
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peut être compensé, et est-.-,
-dire réduit à. zéro, au moyen de forces magnétiques auxiliaires respectivement égales et opposées aux composantes de la force per- turbatrice'
En conséquence, l'invention offre aussi un dispositif compen- sateur, de construction simple et de fonctionnement sûr, qui assure constamment l'introduction de forces magnétiques compensatrices composantes, exactement per- pendiculaires l'une à l'autre-
L'invention sera décrite dans son application à un compas des- tiné aux engins de locomotion aérienne, bien qu'elle soit applicable à tous au- tres compas, et notammnet à ceux pour la marine*
Suivant une réalisation,
l'appareil confonne à l'invention com- prend une paire de pièces magnétiques auxiliaires agencées pour coopérer avec l'élément sensible à la direction d'un compas, ainsi que dos organes et moyens pour monter ces pièces magnétiques de telle sorte qu'elles puissent être tour- nées dans un plan commun à peu près vertical- Plus particulièrement, un appareil suivant l'invention comporte deux groupes compensateurs montés perpendicaulairement l'un à l'autre, et chacun comprenant une paire de pièces magnétiques placées en relation coopérante avec l'élément sensible à la direction du compas, avec des organes et moyens pour monter ces pièces magnétiques de telle sorte qu'elles puissent être déplacées angulairement dans des plans verticaux,
en vue d'introduire des forces composan- tes compensatrices perpendiculaires l'une à l'autre et possédant la grandeur dé- sirée.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles* et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnant, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif, et dans les- quels :
La Fig.lmontre en élévation un compas d'engin de locomotion aérienne, dont une partie du coffret ou boitier a été retirée pour montrer le mécanisme compensateur, conforme à l'invention*
La Fig.2 est une vue on plan du mécanisme compensateur retiré du compas-
La Fig.3 est une vue schématique des éléments de l'inveniton montrant le fonctionnement*
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La Fig.4 est une vue perspective, à échelle agrandie,
des élé- ments du dispositif compensateur*
La partie supérieure du coffret 10 regoit la forme d'une boule, pour constituer une chambre à l'intérieur de laquelle est monte l'élément du compas qui est sensible à la direction, c'est-à-dire le cadran 11, ou rose des vents, et les aimants de cadran 12 et 13 qui sont suspendus sur celui-ci par des moyens quelconques, par exemple des étriers. Un montant vertical central 15, qui est muni, à son extrémité supérieure, d'un palier ou support approprié (non représenté) monté avec pivot ou rotule, sert à supporter le cadran 11 en position à peu près horizontale, pour assurer la rotation du cadran autour d'un axe vertical défini par l'axe central du montant 15.
La chambre limitée par le coffret 10 est remplie d'un liquide amortisseur appropri@é ,tel que pas exemple du pétrole ou de l'alcool, et est munie d'une fenêtre 16, à travers laquelle les numéros du cadran peuvent être vus de l'observateur' Le en 16 est pourvue d'une Marque de référence fixe désignée vulgairement par "ligne de navigatian" (lubber line)'
Le numéro sur le cadran 11, avec lequel cette ligne vient mécanisem coïncidence, indique la direction dans laquelle l'engin de navigation est di- rigé, ainsi que cela pourrait être déterminé par d'autres moyens, tels que par exemple une lunette ou un sextant.
La partie inférieure du coffret 10, c'est-à-dite la partie si- tuée au-dessous de la boule, est conformée pour constituer une chambre à l'in- térieur de laquelle est placé le On compensateur- Ce mécanisme comprend un fond 18 confectionné en une matière non magnétique appropriée, par exemple du laiton ou de l'aluminium, sur lequel les éléments du mécanisme sont assem- blés de la façon représentée Fig.l et 2.
Le mécanisme compensateur est monté de manière amovible, sur la partie inférieure du coffret 10, par des moyens appropriés quelconques, par exemple les vis 19, en vue de faciliter l'enlève- ment pour une réparation ou un remplacement'
Le mécanisme compensateur comprend deux dispositifs ou groupes montés perpendiculairement l'un à l'autre- 23.
de ces dispositifs compensateurs comporte les roues dentées 20 et 21, tandis que le dispositif perpendiculaire à celui-ci comprend las roues dentées 22 et @ La roue dentée 20 est fixée sur un bout d'arbre 24 qui est tourilloné pour tourner dans un bossage 25 fai-
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saut partie intégrante avec la plaque do base 18 et qui fait saillie vers le haut, de la manière représentée Fig.l et 2.
De manière similaire, la roue den- tée 21 est montée sur un autre bout d'arbre 26 qui est tourillonné dans le bos-. sage 27 faisant saillie vers le haut- De même, les roues dentées 22 et 23 sont fixées respectivement sur les bouts d'arbres 28 et 29, qui sont à leur tour tourillonnés respectivement dans des bossages verticaux 27 et 25-
Il est clair ainsi que les roues dentées 20 à 23 inclus!venant tournant toutes dans des plans verticaux, et que les roues dentées 20 et 21 tournent dans un plan vertical commun qui recoupe à peu près perpendiculaire- ment le plan vertical commun de rotation des roues dentées 22 et 23. La ligne d'intersection de ces deux plans coïncide avec l'axe do la colonne 15.
Comme visiùle Fig. 1 et 4, les roues dentées 20,21, 22 et 23 sont chacune taillées sur une face, pour offrir des rainures ou encoches dia- métralement opposées dans lesquelles sont montées respectivement les aimants permanents 30, 31, 32 et 33. Les roues dentées elles-mêmes sont confectionnées en une matière non magnétique appropriée, telle que par exemple du laiton, de manière à n'être pas influencées par le mécanisme, et,en conséquence, à ne pas introduire d'effets magnétiques défectueux dans le fonctionnement du mécanisme compensateur*
Les roues dentées 20 et 21 sont placées initialement de telle sorte que les aimants compensateurs 30 et 31,
qulelles porte@trespectivement soient en alignement et que les pôles de ces aimants qui sont de polarités dif- férentes, soient voisins l'un de l'autre, et par exemple, comme représenté, le pôle Nord de l'aimant 30 est voisin du pôle Sud de l'aimant 31.
De manière si- milaire, les roues dentées 22 et 23 sont montées initialement, de façon que les axes magnétiques des aimants compensateurs 32 et 33 soient en alignement et que las pôles de ces aimants, de polarités différéntes, soitne voisins l'un de l'autre-
Les roues dentées 22 et 23 , qui s'engagent entée elles, peu- vent âtre mises en rotation en sans opposés, comme visible , par dos moyens appropriés quelconques, par exemple un petit pignon donté d'entraînement 34 monté sur un arbre 35 dont l'extrémité opposée est munie d'une encoche de fa- çon que l'arbre puisse être tourné au moyen d'un tournevis-
Les roues 20 et 21 sont aussi mises en rotation en sens opposés
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par des moyens appropriés quelconques,
tels que par exemple l'arbre 36 qui est muni de vis sans fin 37 et 38, à filetages en sens opposes! la vis sans fin 37 engageant la roue dentée 20, et la vis sans fin 38 engageant la roue dentée 21.
Grâce à la disposition d'une part d'un mécanisme à vis sans fin antre l'arbre 36 et les roues dentées 20 et 21, d'autre part d'un mécanisme à engrenages cylindriques entre l'arbre 35 et les roues dentées 22 et 23, an peut disposer les arbres 35 et 36 parallèlement l'un à l'autre, bien que les paires de roues dentées, qui sont entraînées par eux, soient perpendiculaires antre elles- Cette particularité est avantageuse au point de vue de la facili- té de réglage, car on peut ainsi accéder aux deux arbres par la face antérieu- re du coffret, comme visible sur la Fig.2, dans laquelle la paroi antérieure du coffret est munie de petites ouvertures circulaires 39 et 40 à travers les- quelles un tournevis peut être introduit pour faire tourner les arbres 36 et 36.
Le compas, avec son mécanisme compensateur, est installé sur un engin de locomotion aérienne, navale, etc-, par exemple un avion, de manière que le plan de rotation des aimants compensateurs 30 et 31 soit parallèle à l'axe longitudinal de l'avion, et que le plan de rotation des aimants compen- sateurs 22 et 23 soit exactement perpendiculaire à ce plan, tandis que l'inter- section de cas plans coïncide avec l'axe vertical du montant 15 rutour duquel tournent le cadran 11 et les aimants coopérants 12 et 13.
Les aimants compensateurs de chaque paire sont placés symétri- quemant sur los cotes opposés de cet axe vertical, et par suite ils sont pla- cés symétriqueent par rapport aux pôles des aimants de cadran de façon que l'influence dos aimants compensateurs soit exactement la même sur les deux pô- les des aimants principaux, particularité qui est importante pour assurer une compensation précisa et complète du compas pour toutes les positions de l'engin locomoteur sur lequel il est monté-
Ainsi agencés, les deux aimants 32 et 33 produisent un cnamp maglétique composant auxiliaire dont la direction, au voisinage des aimants principaux, est parallèleà l'axe longitudinal de l'engin locomoteur, tandis que les deux aimants 30 et 31 produisent,
au voisinage des dits aimants un champ magnétique auxiliaire qui est exactement perpendiculaire à cet axe, com-
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ma représcnté par les flèches 41 et 42 sur la Big.3-
Lorsque les aimants 32 et 33 occupent la position représentée Fig-3, l'influence, c'est-à-dire les moments de rotation, qu'ils exercent sur les aimants principaux est maximum- On peut faire varier l'intensité de cette influence (c'ost-à-dire des moments de rotation) depuis une valeur maximum dais la direction représentée par la flèche 41, lorsque les aimants 32 et 33 occu- pent la position représentée Fig.3, jusqu'à une valeur maximum en direction exactement opposée lorsque ces aimants sont tous deux mis en rotation dans dos directions opposés suivant un angle de 180 ,
de façon que les -pâles Sud et Nord des aimants 32 et 33 respectivement occupent les positions occupées par leurs pôles Nord et Sud sur la Fig-3-
De manière similaire, la grandeur du moment de rotation des ai- mants 30 et 31 sur les aimants principaux, peut être variéedepuis une valeur maximum dans la direction représentée par la flèche 42, lorsque ces aimants occupent les positions représentées Fg.3, jusqu'à un maximum qui se trouve exactement an direction opposée à celle représentée par la flèche 42, en fai- sant tourner ces aimants de 180 , de sorte que les pôles Nord et Sud des ai- mants 30 et 31 viennent occuper les positions prises par leurs pôles Sud et Nord sur la Fig.3.
Lorsque les aimants 30 et 31 occupent la position représentée Fig-3, leur influence sur les aimants principaux est similaire aux effets dif- férentiels de deux aimants: l'un d'eux ayant une longueur égale à la distance comprise entre les polos Sud et Nord des aimants 30 et 31 respectivement, et placé au voisinage du cadran, et l'autre court, ayant une longueur égale à la distance entre les pôles Nord et Sud des aimants 30 et 31 respectivement, et placé à distance plus grande du cadran-
Etant donné que la rotation des aimants 30 et 31, dans des di- rections opposées, modifia la distance entre les pôles de ces aimants compoen- sateurs, ainsi que la distance entre les pôles de ces aimants et les aimants principaux 12 et 13,
les effets produits sur ces derniers par cette rotation des aimants compensateurs sont les mêmes que ceux qui seraient produits par un aimant de force variable et à distance variable par rapport aux aimants principaux.
Avec les explications précédentes concernant la construction et la distribution réciproque des éléments, ainsi que la manière dont les @
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champs magnétiques compensateurs et composants de forces variables, perpendi- culairement l'un à l'autre, peuvent être produits, ,on peut comprendre aisé- ment le fonctionnement du dispositif pour compenser l'effet d'un champ magné- tique de fuite sur la lecture du compas*
Pour régler le mécanisme compensateur, l'engin locomoteur est dirigé, au moyen d'une lunette ou d'un autre instrument, de sorte que son axe longitudinal se trouve exactement parallèle aux méridien Mod-Sud du champ ma- gnétique terrestre, qui est représenté par le vecteur 23 sur la Fig.3.
La présence d'un champ magnétique de fuite, tel que par exem- ple celui qui pourrait être créé par le moteur ou une autre partie magnétique de l'avion, devenant aimantée, exerce un moment rotatif sur les aimants prin- cipaux du compas, de sorte que le cadran 11 ne fournit pas l'indication qu'il donnerait sinon, en l'absence d'un champ magnétique perturbateur.
En supposant que le champ magnétique perturbateur possède une intensité et une direction telles que sa composante horizontale soit représen- tée par le vecteur B sur la Fig.3, cette composante horizontale du champ per- turbateur peut à son tour se décomposer en deux composantes perpendiculaires entre elles: une composante Ba est parallèle à la direction du champ magnéti- que terrestre et aussi à l'axe longitudinal de l'avion, tandis que l'autre composante Ba est perpendiculaire à la direction du champ magnétique terrestre et à l'axe longitudinal de l'engin locomoteur* Etant donné que l'axe longitu- dinal de l'engin s'étend du Nord au Sud, la composante Bs n'exerce aucune in- fluence, c'est-à-dire aucun moment de rotation sur les aimants principaux 12 et 13, car elle est parallèle à la direction du champ magnétique terrestre.
Mais la composante Ba, qui est perpendiculaire à la direction du champ terrestre, a pour effet de faire dévier les aimants 12 et 13, depuis la direction Nord-Sud exacte que sinon ils occuperaient normalement dans le champ terrestre , de sorte que l'indication du cadran 11 serait erronée- Cette indication erronée peut être corrigée en faisant tourner l'arbre 35, de manière à entraîner les roues dentées 22 et 23 et les aimants compensateurs 32 et 33 portés par celles-ci, jusqu'à ce qu'un champ magnétique composant, com- pansateur, exactement égal et opposé à la composante Ba, soit produit par ces aimants- Lorsque la composante Ea est complètement compensés,
les aimants prin- cipaux 12 et 13 reviennent dans leur position normale dans le champ magnétique
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terrestre ,et le cadran-rose des vents donne une locture précise du Mord.
Pour effectuer la compensation transversale de l'instrument, l'engin est dirigé en direction Bat-Ouest au moyen d'une lunette ou d'un. ins- trument équivalent. La composante Bs du champ magnétique de fuite, qui était précédemment parallèla à la direction du champ terrestre, devient maintenant perpendicatrulire à celle-ci, et en conséquence exerce une influence ou un moment rotatif sur les aimants 12 et 13, de nature à las écarter de la position qu'ils occuperaient sinon dans le champ magnétique terrestre, avec le résultat que le cadran n'indique pas exactement l'Est ou l'Ouest, suivant le cas- Mais l'effet nuisible de la composante Bs peut tre compensé en faisant tourner l'arbre 36 et les roues dentées 20 et 21,
ainsi que les aimants compensateurs portés par celles-ci, jusqu'à production d'un champ auxiliaire exactement égal et opposé à celui de la composante Bs. Lorsque la composante Bs est complète- ment compensée par le champ auxiliaire produit par les aimants 30 et 31, les aimants 12 et 13 reviennent dans leur position normale non déviée, dans la champ magnétique terrestre, et le cadran 11 indique l'Est ou l'Ouest,suivant les cas-
L'invention offre ainsi un dispositif compensateur pour compas, dans lequel les champs magnétiques composants compensateurs, produits par les divers groupes du dispositif, sont constamment perpendiculaires entre eux,
et en outre demeurent ainsi perpendiculaires quelles que soient l'usure des roues dentées 20 à 23 et la rariation dans l'intensité des aimants compensa- teurs 30 à 33.