<Desc/Clms Page number 1>
BELL TELEPHONE MANUFACTURING COMPANY MOTEURS ELECTRIQUES ENTRAINES PAR IMPULSIONS
La présente invention se rapporte à des moteurs électriques entraînés par impulsions du type susceptible d'utilisation, notam- ment comme indicateurs de numéros en téléphonie automatique.
De façon plus particulière, l'invention est relative aux moteurs électriques entraînés pas à pas par impulsions, du type comportant un rotor non bobiné portant des segments de matière magnétique également répartis le long de sa périphérie et au moins une paire d'électro-aimants, susceptibles d'être excités alterna- tivement et dont au moins un pôle de chacun est adjacent à la péri- phérie du rotor, lesdits électros étant à un espacement angulaire l'un de l'autre, de sorte que le pôle d'un des électros soit en face d'un segment quand le pôle de l'autre est à mi-chemin entre deux segments consécutif s.
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention a notamment pour objet la constitution d'un moteur susceptible d'être actionné en rotation pas à pas en syn- chronisme précis avec les impulsions appliquées, bien que lesdites impulsions puissent être reçues à grande vitesse.
Conformément à certaines caractéristiques de l'invention, un moteur électrique du type ci-dessus spécifié est caractérisé en ce que, au moins un électro-aimant, comporte un verrou auquel il est a,ssocié et qui est susceptible d'être déplacé par lui, ledit ver- rou étant disposé pour s'engager en arriere d'un senent après un déplacement d'un pas.
Conformément à une autre caractéristique de l'invention, un moteur électrique du type spécifié est caractérisé par un verrou associé à chaque électro-aimant et déplaçable lors de l'excitation de l'électro correspondant vers un segment sur lequel agit ledit électro, ledit verrou tombant en arrière dudit segment à la fin de chaque avancement d'un pas.
Les électros peuvent être excités alternativement soit par des impulsions commandées de l'extérieur, soit par des impulsions obtenues à partir de contacts auto-interrupteurs.
Une des applications d'un moteur conforme à certaines ca- ractéristiques de l'invention est celle à un indicateur de numéros, conformément à laquelle le rotor porte une roue sur laquelle sont gravés des numéros. Les impulsions d'entraînement sont reçues à partir d'une source extérieure et la roue à numéros tourne de ma- nière à indiquer le nombre d'impulsions reçues. Dans ce cas, la roue est munie d'un léger ressort de ra,ppel qui la ramène à une position de repos quand le rotor est relâché après une indication.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription suivante et à l'examen des dessins joints qui en représen- tent schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation.
<Desc/Clms Page number 3>
La figure 1 représente schématiquement, vu en bout, un mo- teur à impulsions conforme à certaines caractéristiques de l'inven- tion, sans les verrous.
La figure 2 est une coupe suivant la droite 2-2 de la figure 1, le verrou étant en place.
La figure 3 est une vue de profil, suivant la droite 3-3 de la figure 1 .
La figure 4 montre les trois positions du verrou pendant le fonctionnement.
La figure 5 est un schéma de circuit .
W est une roue de fer, ou autre matière magnétique, portant à sa périphérie un certain nombre de dents T, rabattues en couronne.
Cette roue est pivotée en son centre et tourne autour d'un électro- aimant en forme de croix M, de façon telle que les dents de la roue embrassent les pôles de l'aimant. L'électro-aimant est pourvu d'en- roulements disposés de façon telle que ses deux branches puissent être excitées séparément, chacune d'elles, lorsqu'elle est excitée, pro- duisant deux pôles diamétralement opposés PI, PI et P2,P2 . L'espa- cement angulaire des deux branches de l'électro est égal à n fois le pas angulaire des dents du rotor, n pouvant être un nombre entier quelconque. Ceci a pour résultat qu'une paire de pôles est à mi-che- min entre les dents quand l'autre paire est exactement en face des dents.
Si les dents et les électros ont des extrémités rectangu- laires, l'excitation de l'électro PI,PI, attire la dent la plus rap- prochée et la roue prend une position telle que l'aimant P2, P2, soit exactement entre deux dents. Dans ce cas, lorsque l'aimant PI, PI est désexcité et que P2, P2 est excité, il n'en résulte aucun nouveau déplacement. Il est évidemment impossible de remédier à cette difficulté en déplaçant l'électro P2, P2 vers PI, PI, car, bien que ceci ait pour résultat l'accomplissement d'environ un demi
<Desc/Clms Page number 4>
pas lorsque P2, P2 serait excité, quand P2, P2 serait désexcité et PI, PI excité de nouveau, la roue reviendrait simplement à sa posi- tion originale.
En conformant convenablement la dent de la roue et les pôles de l'électro, il est possible de produire un champ dissy- métrique tel qu'un pôle placé à mi-chemin entre deux dents exerce une attraction plus grande son une dent que sur l'autre. Ainsi, si la branche de l'élecbro dont les pôles sont à mi-chemin entre les dents (P2, P2, figure 1) est excitée, la roue est entraînée en ro- bation, en sens inverse des aiguilles d'une montre, juslu'à ce que les dents attirées soient exactement en face des pôles et elle est maintenue dans cette position tant que l'électro est excité. La se- conde branche PI, PI de l'électro a alors ses pôles à, mi-chemin entre les dents et si ledit électro est alors excité, et l'autre branche désexcitée, la roue accomplira un autre pas analogue.
De cette ma- nière, en excitant alternativement les deux -branches de l'électro, on peut faire tourner la roue par pas dont chacun est égal à la moitié du pas des dents.
Il est, bien entendu, possible d'obtenir ledit champ dissy- métrique grâce à diverses formes de dents. Il apparaît que la ca- ractéristique essentielle de l'une quelconque de ces formes de dents est un défaut de symétrie par rapport à la ligne radiale des dents dans le rotor, ou des pôles de l'électro, ou de ces deux éléments.
La forme précise des dents est déterminée par des considé- rations de commodité de fabrication et par les données de l'expé- rience sur le rendement relatif des diverses formes, pour chaque application différente.
Dans son application à un indicateur de numéros, le dispo- sitif est commandé par un contact inverseur extérieur, excitant et court-circuitant alternativement les deux électros, comme indiqué au schéma du montage de commande (figure 5) . Comme, dans ce cas, un ressort de rappel est prévu, il est plus avantageux de désexciter
<Desc/Clms Page number 5>
les électros en les court-circuitant, qu'en ouvrant leur circuit, car un électro en circuit ouvert relâche la roue presque instanta- nément et cette dernière peut tendre à revenir en arrière sous l'ef- fet du ressort de rappel, avant que le flux ait eu le temps de s'étab- lir dans l'autre électro. Au contraire, une bobine en court-circuit maintient la roue assez longtemps pour que l'autre électro puisse s'exciter.
Ainsi, comme représenté à la figure 5, les enroulements WDGI et WDG2 des deux électros sont connectés en série avec une batterie BYI, à travers des contacts de relâchement RLC, normalement fermés. Un conducteur partant du point intermédiaire entre les en- roulements WDGI et WDG2 aboutit à l'élément mobile du contact géné- rateur d'impulsions IC, les contacts fixes correspondants étant conneo tés à une seconde batterie BY2 et à la terre à travers des résistan- ces de protection de faible valeur LPR .
L'élément mobile du contact à impulsions peut prendre trois positions : à gauche, l'enroulement WDG2 étant excité par la batterie BY2, à droite, l'élément WDGI étant alimenté par BYI et au centre, les deux enroulements étant alimentés en série à partir de BY1, de manière à maintenir le rotor à la position qu'il a atteinte à ce moment, jusqu'à ce que le contact de relâchement RLC soit actionné.
A la réception d'une série d'impulsions, la roue tourne pas à pas en synchronisme et elle indique le nombre d'impulsions reçues.
Si une excitation permanente est appliquée par l'impulsion finale, l'indication reste en vue jusqu'à ce que 1'électro soit désexcité, la roue étant alors ramenée au repos par son ressort de rappel.
Pour obtenir un avancement pas à pas satisfaisant au moyen d'impulsions extérieures à grande vitesse, il est nécessaire d'in- troduire un dispositif d'arrêt de l'oscillation de la roue à la fin de chaque pas. Ceci est obtenu au moyen de deux légères armatures de verrouillage A, traversant les bobines associées aux deux branches
<Desc/Clms Page number 6>
de l'électro et portées sur de légers ressorts S . A l'extrémité de chacune des armatures, une tête de verrou L non magnétique est norma- lement maintenue dégagée de la roue par le ressort S . Quand une des bobines est excitée, l'armature de verrouillage A est aimantée et elle est attirée vers la dent avançante lorsque celle-ci approche, la tête de verrou L tombant derrière l'arête de la dent, lorsque celle-ci dépasse la position milieu.
A la désexcitation de la bobine, l'armature et le verrou reviennent hors d'engagement avec la roue et restent dégagés jusqu'à ce que la bobine soit de nouveau excitée.
Les différents stades du déplacement du verrou quand l'électro auquel il est associé est excité sont représentés sur les trois parties a, b, c, de la figure 4 . a montre la position du verrou quand l'élec- tro est désexcité, b, montre la roue VU en mouvement et le verrou L portant à la surface supérieure de la dent T, C indique la position à. la fin d'un pas, quand l'électro est encore excité, de sorte que le verrou est tombé derrière la dent. Ainsi, pendant l'avancement pas à pas, l'une ou l'autre des armatures de verrouillage est toujours en fonctionnement et l'on obtient une sorte d'encliquetage qui empêche de façon effective l'oscillation. Lors de la désexcitation, les deux armatures de verrouillage se dégagent, laissant la roue libre de re- venir au repos.
On comprendra que la disposition pourrait être telle que le verrou soit normalement en position d'engagement et que 1excitation de l'électro correspondant cause son retrait. Le verrou pourrait être disposé pour n'être soumis qu'au champ induit dans le rotor et, de la sorte, commandé seulement de façon indirecte par l'électro d'avancement pas à pas. D'autre part, le mobeur décrit peut avoir d'autres utilisations que celle aux indicateurs de numéros, par exemple, celle à l'entraînement des commutateurs rotatifs du type utilisé dans les systèmes de téléphone automatique.
Le rotor représenté, étant sous forme de la roue de numéros
<Desc/Clms Page number 7>
d'un indicateur destiné aux valeurs de numérotage 1, 2,..., 9, 0, comporte douze dents, dix pour les dix numéros, une pour la position d'espace, ou de repos et une, la "onzième" position, servant à in- diquer l'erreur, lorsque plus de dix impulsions ont été reçues dans le train d'impulsions constituant le numéro.