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"Aimant frein permanent" .
Divers points importants sont à considérer pour l'utilisation pratique d'aimants freins perma- nents, tels que ceux qu'on emploie en particulier pour les appareils de mesure électriques, comme les compteurs électriques. L'aimant doit avoir une force de freinage constante et de valeur élevée, on doit pouvoir régler facilement L'action de freinage sur' le disque moteur de l'appareil de mesure qui subit son influence, son encombrement doit être faible et il doit avoir bon aspect.
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Pour obtenir une grande force de freinage, on a utilisé des aimants en matière présentant une force coercitive élevée, comme l'acier au cobalt ou oerstite et l'aimant comportait deux parties assemblées en arc de cercle, de préférence en demi-cercle. Le volume de l'aimant était par suite faible et l'on obtenait également l'avantage, dans le sens d'une action de freinage satisfaisante, qui consistait à avoir deux entrefers dirigés dans le sens axial par rapport au disque de commande, d'est-à-dire à avoir les lignes de force magnétiques traversant le disque de commande en deux points séparés l'un de l'autre dans l'espace, les faces polaires étant perpendiculaires à l'axe du disque de commande.
Mais, en raison du fait que l'aimant comportait deux parties dont les parties formaient entre elles les entrefers, il était nécessaire de prévoir un support spécial pour fixer les deux parties l'une contre l'autre de façon que l'épaisseur des entrefers reste sûrement invariable, et qu'on obtienne une force de freinage constante.
Pour.-.',établir un support de ce type, on devait aussi tenir compte du fait qu'il est impossible ou extrêmement difficile de travailler des pièces magnétiques en matière présentant une grande force coercitive, attendu qu'on ne peut pas les percer et qu'on ne peut obtenir des surfaces polies, telles que celles qui sont nécessaires pour les faces polaires, qu'en usant beaucoup l'outil de meulage. Mais un tel support nécessite un beaucoup plus grand espace dans l'appareil de mesure, et il
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donne également à l'aimant un aspact déplaisant, semblable à celui d'un étau, par suite de la stabilité qu'il est né- cessaire d'obtenir, et qui conduit à utiliser une quantité de matière correspondant à cette stabilité, et par suite de la nécessité de protéger les parties de l'aimant dans le support en Les enveloppant.
Un tel support, qui constitue une troisième pièce principale, particulière, du montage du système magnétique, augmente le prix de revient de ce montage.
Si les aimants en matière ayant une grande force coercitive présentent, d'une part, des avantages importants, qui les rendent particulièrement appropriés pour être utilisés dans les appareils de mesure électriques, ils présentent, d'autre part, également des désavantages qui sont, par contre, un obstacle à cette utilisation et ne doivent être supprimés que par des conformations spéciales.
On ne disposait pas encore de matière ayant une force coercitive élevée pour les aimants freins permanents utilisés précédemment d'une manière générale.
Ils étaient d'une seule pièce et présentaient l'avantage que, d'une part, grâce à ce fait, l'entrefer entre les pôles magnétiques était fixé invariablement, et que, d'autre part, on pouvait les travailler, de sorte qu'il était possible de fraiser ou de meuler facilement l'entrefer et de percer facilement l'aimant, ce qui permettait d'économiser un support spécial, attendu qu'on pouvait fixer l'aimant directement au support de l'appareil de mesure. Mais ces aimants n'avaient qu'un entrefer, de sorte que les lignes de force magnétiques ne traversaient le disque de commande de l'appareil qu'en un seul point, et l'on devait leur
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donner un volume important, en particulier par rapport à leur longueur, afin d'en obtenir la force de freinage désirée.
Il ressort de ce qui précède que les aimants fabriqués d'après le procédé utilisé antérieurement aussi bien que ceux fabriqués d'après le nouveau procédé, présentent des avantages et des désavantages, de sorte qu'un aimant frein permanent qui est fabriqué, en tenant compte de la possibilité d'usinage et en négligeant aussi le point de vue de la grande force coercitive, ne peut pas être considérée comme irréalisable au point devue technique, mais que, dans ce cas, on peut toujours le réaliser, en résolvant les questions relatives à l'espace nécessaire ainsi qu'au volume, et, par ce moyen, celle relative à la force de freinage.
L'invention concerne une solution donnée dans ce sens, et un aimant de frein conforme à l'invention, qui est particulièrement destiné à être utilisé dans des appareils de mesure électriques, tels que des compteurs électriques, est fabriqué en partant d'une seule pièce de matière que l'on peut travailler, par exemple meuler, fraiser et percer, qui présente deux entrefers situés dans le sens de la longueur de l'aimant, et qui est aimantée dans ce sens.
On a représenté, à titre d'exemple, trois modes de réalisation d'un aimant conforme à l'invention sur le dessin joint dans lequel : la fig. 1 est une vue latérale du premier exemple de mode de réalisation, et la fig. 2 est une vue par devant de cet exemple.
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La fige 3 est une vue latérale du second exemple de mode de réalisation, et la fig. 4 est une vue par devant decet exemple.
La fig. 5 représente une étape intermédiaire de la fabrication d'un aimant conforme au troisième exemple de mode de réalisation.
La fig. 6 représente une étape ultérieure de la fabrication de l'aimant de la fig. 5.
La fig. 7 est une vue par devant de l'aimant de la fig. 6.
L'aimant du premier exemple de mode de réalisation est moulé. Ilcconsiste en une pièce en U, 1, qui est en matière que l'on peut travailler, par exemple, meuler, fraiser ou percer, c'est-à-dire d'après les idées actuelles, en matière présentant une forde coercitive moins élevée que précédemment Cobalt environ 200 au lieu de Cobalt 300). Sur le côté ouvert du support 1 sont formées, le long des bords externes du support, des saillies rectangulaires longitudinales 2, qui sont placées l'une vis-à-vis de l'autre, de façon à laisser, chacune, entre elles, un entrefer 3, et qui forment deux paires de pôles situées dans le sens de la longueur de la pièce d'aimant.
La pièce d'aimant 1 est aimantée dans le sens de sa longueur, de sorte que les pôles 2, situés sur le même coté de l'entrefer 3, ont la même polarité.
On voit, en 4, un trou fileté qui sert à fixer, de la manière réglable habituelle, l'aimant dans un appareil de mesure, et que l'on peut percer et façonner
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après la fabrication de la pièce d'aimant, suivant la nature de la matière qui constitue la pièce.
En utilisant le montage de l'aimant frein ci-dessus décrit, il se trouve que, outre qu'on ait la possibilité de façonnage déjà mentionnée et la certitude d'obtenir l'épaisseur d'entrefer désirée par la conformation même de la piède d'aimant, les lignes de force magnétiques qui traversent en deux points le disque de commande de l'instrument de mesure qui tourne dans les entrefers, les pôles et, de manière correspondante les entrefers, sont dirigés perpendiculairement ou dans le sens radial par rapport à l'axe de ce disque, et qu'on a en même temps un volume de matière suffisant pour former un champ intense de lignes de force magnétique s.
La traversée du disque de commande par les lignes de force magnétiques en deux points séparés l'un de l'autre dans l'espace présente l'avantage d'une meilleure répartition du champ de freinage sur le disque de commande. La position perpendiculaire des faces polaires ou de l'entrefer sur l'axe du disque de commande présente l'avantage que les lignes de force agissent sur le disque de commande dans une large zone et que l'aimantation produite dans le sens de la longueur de la pièce d'aimant tetrapolaire, à l'opposé de l'aimantation transversale qui se produit habituellement dans ce cas ( c'est-à-dire depuis l'un des pôles d'une branche de la pièce d'aimant jusqu'à l'autre pôle de la même branche) utilise au mieux tout le volume de la pièce de matière pour diriger les lignes de force agissantes,
la partie de la culasse de la pièce de matière qui relie les pôles inducteurs servant aussi entié-
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rement et compltement à guider les lignes de force, dans le cas de cette tetrapolaritél
On obtient, au moyen de ce dispositif, une grande force de freinage avec un aimant relativement compact, par quoi le désavantage que présente le plus gros volume, qu'on doit avoir lorsqu'il s'agit d'obtenir une plus grande force de freinage, vis-à-vis d'aimants en matière présentant une force coercitive élevée, est réduit de manière importante au minimum.
Etant donné qu'on est certain d'avoir une épaisseur d'entrefer désirée et constante et que les pôles sont disposés de façon qu'ils agissent sur une zone large du disque de commande, et qu'on obtient ainsi des aimants équivalents à ceux qui sont en matière présentant une grande force coercitive, la possibilité d'usinage est toute en faveur de l'invention, car, grâce à elle, la fabrication d'un aimant frein permanent de ce type est simplifiée et son prix de revient est abaissé, d'ou il résulte un avantage qui n'est pas à sousestimer.
Dans l'exemple de mode de réalisation représenté sur les figs. 3 et 4, l'aimant est fabriqué en usinant un bloc unique qui, dans ce cas, est une pièce cylindrique en acier 5. Prés d'une de ses extrémités est percé un trou transversal 6. Dans ce trou 6, aboutit un conduit 7 percé, dans la direction de l'axe du bloc, depuis le noté avant opposé à celui où est percé le trou 6, et le bloc comporte une rainure 8, de préférence obtenue par fraisage, qui traverse le conduit 7 et est située dans l'axe du bloc parallèlement au trou 6. Un trou fileté 9 et un
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méplat 10 servent à fixer de manière réglable l'aimant au support d'un appareil de mesure électrique.
La rainure 8 et le trou 7 forment deux paires de pôles 11 et 12, qui, par suite de l'aimantation en long du bloc 5, ont la même polarité sur chaque côté de la rainure 8. Cet aimant agit exactement de la même fa- çon que celui décrit précédemment. On peut fabriquer cet aimant en appliquant un procédé d'usinage automatique.
L'aimant qui Fait l'objet du troisième exemple de mode de réalisation ( fig. 5 à 7) est obtenu par forgeage. On coupe d'abord une barre 13 en matière d'aimant, telle que du cobalt, à la longueur voulue correspondant à l'aimant que l'on désire obtenir, puis on la replie en son milieu transversal suivant un angle aigu (fig. 5). On utilise ensuite l'espace encore grand situé entre les branches de la barre pour évider en forgeant les branches libres de la barre, de façon à former les pôles 14,15 dans le sens de la longueur des branches et aux bords de celles-ci ( fig. 6 et 7), puis on replie l'une vers l'autre les branches, de façon à réserver entre les pôles 14,15 l'entrefer désiré.
On aimante ensuite le corps ainsi formé, dans la branche inférieure duquel est ménagé un trou taraudé 16, pour fixer l'aimant terminé dans l'appareil de mesure, de la même manière que pour les corps faisant l'objet des exemples de modes de réalisation décrits précédemment.
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"Permanent brake magnet".
Various important points are to be considered for the practical use of permanent brake magnets, such as those used in particular for electrical measuring devices, such as electricity meters. The magnet must have a constant braking force of high value, it must be possible to easily adjust The braking action on the motor disc of the measuring device which is subject to its influence, its size must be small and it must have good aspect.
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To obtain a large braking force, magnets made of material having a high coercive force, such as cobalt steel or oerstite, were used, and the magnet had two parts assembled in an arc of a circle, preferably in a semicircle. The volume of the magnet was therefore small and the advantage was also obtained, in the sense of a satisfactory braking action, which consisted in having two air gaps directed in the axial direction with respect to the control disc, d That is, to have the magnetic lines of force passing through the control disc at two points separated from each other in space, the pole faces being perpendicular to the axis of the control disc.
But, due to the fact that the magnet had two parts, the parts of which formed air gaps between them, it was necessary to provide a special support to fix the two parts against each other so that the thickness of the air gaps surely remains invariable, and that a constant braking force is obtained.
For .-. ', To establish a support of this type, we also had to take into account the fact that it is impossible or extremely difficult to work with magnetic parts in material having a great coercive force, since they cannot be pierced. and that polished surfaces, such as those needed for pole faces, can only be obtained with heavy wear of the grinding tool. But such a support requires a much larger space in the measuring apparatus, and it
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also gives the magnet an unpleasant aspact, similar to that of a vice, owing to the stability which it is necessary to obtain, and which leads to the use of a quantity of material corresponding to this stability, and by following the need to protect the parts of the magnet in the support by wrapping them.
Such a support, which constitutes a third main, particular part of the assembly of the magnetic system, increases the cost price of this assembly.
While magnets made of a material having a high coercive force present, on the one hand, important advantages, which make them particularly suitable for use in electrical measuring devices, they also have, on the other hand, also disadvantages which are: on the other hand, an obstacle to this use and should only be removed by special conformations.
A material having a high coercive force was not yet available for the permanent brake magnets generally used previously.
They were in one piece and had the advantage that, on the one hand, thanks to this fact, the air gap between the magnetic poles was fixed invariably, and, on the other hand, they could be worked, so that it was possible to easily mill or grind the air gap and to easily drill the magnet, thus saving a special support, since the magnet could be fixed directly to the support of the measuring device . But these magnets had only one air gap, so that the magnetic lines of force only crossed the control disc of the apparatus at one point, and one had to their
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give a large volume, in particular in relation to their length, in order to obtain the desired braking force.
It follows from the foregoing that magnets manufactured according to the method used previously as well as those manufactured according to the new method have advantages and disadvantages, so that a permanent brake magnet which is manufactured, taking account of the possibility of machining and also neglecting the point of view of the great coercive force, cannot be considered technically impracticable, but that in this case it can always be achieved, by solving the questions relating to the space required as well as to the volume, and, by this means, that relating to the braking force.
The invention relates to a solution given in this sense, and a brake magnet according to the invention, which is particularly intended for use in electrical measuring devices, such as electricity meters, is manufactured starting from a single piece of material that can be worked, for example grinding, milling and drilling, which has two air gaps located in the direction of the length of the magnet, and which is magnetized in this direction.
Three embodiments of a magnet according to the invention have been shown, by way of example, in the accompanying drawing in which: FIG. 1 is a side view of the first exemplary embodiment, and FIG. 2 is a front view of this example.
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Fig 3 is a side view of the second exemplary embodiment, and fig. 4 is a front view of this example.
Fig. 5 shows an intermediate step in the manufacture of a magnet according to the third exemplary embodiment.
Fig. 6 shows a subsequent step in the manufacture of the magnet of FIG. 5.
Fig. 7 is a front view of the magnet of FIG. 6.
The magnet of the first exemplary embodiment is molded. It consists of a U-shaped piece, 1, which is made of a material that can be worked, for example, grinding, milling or drilling, that is to say according to current ideas, in material presenting a less coercive force. higher than previously Cobalt around 200 instead of Cobalt 300). On the open side of the support 1 are formed, along the outer edges of the support, longitudinal rectangular projections 2, which are placed opposite each other, so as to leave each between them, an air gap 3, and which form two pairs of poles located in the direction of the length of the magnet part.
The magnet part 1 is magnetized in the direction of its length, so that the poles 2, located on the same side of the air gap 3, have the same polarity.
We see, at 4, a threaded hole which serves to fix, in the usual adjustable manner, the magnet in a measuring device, and which can be drilled and shaped.
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after the manufacture of the magnet part, depending on the nature of the material that constitutes the part.
By using the assembly of the brake magnet described above, it turns out that, in addition to having the possibility of shaping already mentioned and the certainty of obtaining the desired air gap thickness by the very conformation of the base magnet, the magnetic lines of force which cross at two points the control disc of the measuring instrument which rotates in the air gaps, the poles and, correspondingly the air gaps, are directed perpendicularly or in the radial direction with respect to to the axis of this disc, and that at the same time there is a sufficient volume of matter to form an intense field of magnetic lines of force s.
The crossing of the control disc by the magnetic lines of force at two points separated from one another in space has the advantage of a better distribution of the braking field on the control disc. The perpendicular position of the pole faces or the air gap on the axis of the control disc has the advantage that the lines of force act on the control disc in a wide area and that the magnetization produced in the direction of the length of the four-pole magnet piece, as opposed to the transverse magnetization which usually occurs in this case (i.e. from one of the poles of a branch of the magnet piece to at the other pole of the same branch) makes the best use of the entire volume of the piece of material to direct the acting lines of force,
the part of the yoke of the piece of material which connects the inductor poles also serving entirely
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completely and completely to guide the lines of force, in the case of this tetrapolarity
By means of this device, a large braking force is obtained with a relatively compact magnet, whereby the disadvantage of the larger volume, which must be had when it comes to obtaining a greater force of braking, vis-à-vis magnets made of material with a high coercive force, is significantly reduced to a minimum.
Since it is certain to have a desired and constant air gap thickness and that the poles are arranged so that they act on a wide area of the control disc, and thus obtain magnets equivalent to those which are made of a material having a great coercive force, the possibility of machining is entirely in favor of the invention, because, thanks to it, the manufacture of a permanent brake magnet of this type is simplified and its cost price is lowered , hence an advantage which should not be underestimated.
In the exemplary embodiment shown in Figs. 3 and 4, the magnet is manufactured by machining a single block which, in this case, is a cylindrical piece of steel 5. Near one of its ends is drilled a transverse hole 6. In this hole 6, leads a conduit 7 drilled, in the direction of the axis of the block, from the noted front opposite to that where the hole 6 is drilled, and the block has a groove 8, preferably obtained by milling, which passes through the duct 7 and is located in the axis of the block parallel to the hole 6. A threaded hole 9 and a
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flat 10 serve to adjustably fix the magnet to the support of an electrical measuring device.
The groove 8 and the hole 7 form two pairs of poles 11 and 12, which, as a result of the longitudinal magnetization of the block 5, have the same polarity on each side of the groove 8. This magnet acts in exactly the same way. - Lesson than that described above. This magnet can be manufactured by applying an automatic machining process.
The magnet which forms the subject of the third exemplary embodiment (Figs. 5 to 7) is obtained by forging. A bar 13 of magnet material, such as cobalt, is first cut to the desired length corresponding to the magnet that is to be obtained, then it is folded in its transverse middle at an acute angle (fig. 5). The still large space located between the branches of the bar is then used to hollow out by forging the free branches of the bar, so as to form the poles 14,15 in the direction of the length of the branches and at the edges thereof. (Fig. 6 and 7), then the branches are folded towards one another, so as to reserve the desired air gap between the poles 14,15.
The body thus formed is then magnetized, in the lower branch of which a threaded hole 16 is provided, in order to fix the completed magnet in the measuring device, in the same way as for the bodies forming the subject of the examples of modes of measurement. realization described above.