BE519118A

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Publication number: BE519118A
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Description

DISPOSITIF D'ENREGISTREMENT ET DE REPRODUCTION DE PHENOMENES CINEMATIQUES.

L'enregistrement électro-magnétique des fréquences correspondantes aux mouvements d'une machine de production est déjà connu. L'ensemble des mouvements est alors décomposé dans une succession de phases périodiques, une fréquence fixe étant attribuée à chacune des phases isolées. Les générateurs utilisés fournissent chacun plusieurs fréquences fixes. La reproduction de celles-ci nécessite alors un dispositif récepteur par fréquence, per exemple des relais sélectifs.

La présente invention fournit la description d'un procédé simplifié d'enregistrement et de reproduction de fréquences, la simplification consiste dans la suppression des organes de réception accordés sur chaque fréquence et se traduit par une simplification de construction, un accroissement de la sécurité de fonctionnement et une baisse du prix de revient, qui ne constitue pas le facteur le moins important.

L'invention propose deux solutions du problème, la première étant caractérisée par l'utilisation d'une seule fréquence fixe de commande et la seconde par l'utilisation de fréquences variant d'après la variation des vitesses du phénomène cinématique à enregistrer. La première variante de réalisation comporte un disque contacteur et un curseur reliés l'un ou l'autre au générateur de fréquences. Le curseur est entrainé par un moteur à vitesse constante, par l'intermédiaire d'un différentiel dont la roue planétaire tourne en synchronisme avec les phénomènes cinématiques à enregistrer. Le disque contacteur comporte plusieurs segments conducteurs, auxquels sont appliquées les fréquences qui sont ainsi commutées plusieurs fois au cours d'une révolution du curseur. Le générateur de fréquences fournit une seule fréquence porteuse invariable.

Le curseur assure en parcourant les segments du contacteur la commutation des fréquences à des intervalles de temps plus ou moins grandes et à une cadence proportionnelle à sa propre vitesse de rotation. Les variations de mouvements à enregistrer se traduisent alors par des périodes alternées, et de durée

variable, d'enregistrement et de repos. L'enregistrement n'a pas lieu pendant la durée de la coupure du circuit du générateur de fréquences par le curseur. La période d'enregistrement se limite ainsi aux intervalles de temps correspondant à la fermeture du circuit du générateur.

Les périodes alternées de coupure et de fermeture du circuit varient comme les phénomènes cinématiques à enregistrer, la variation résultant du règlage du planétaire du différentiel qui fait varier la vitesse de rotation du curseur. L'enregistrement proprement dit peut être effectué @ l'aide de l'un des procédés connus, soit par une piste sonore, un pick-up ou une bande magnétique.

L'invention propose également un perfectionnement du dispositif de reproduction des phénomènes cinématiques enregistrés à l'aide du dispositif qui vient d'être décrit, et préconise à cet effet la construction d'un appareil commutateur qui sélectionne les fréquences et les transmet par l'intermédiaire d'un amplificateur de puissance à un redresseur. Un inverseur de p8les, alimenté par une source d'énergie séparée est relié au redresseur et alimente un moteur synchrone. Ce moteur synchrone entraine une des roues planétaires du différentiel, tandis que l'autre roue planétaire de ce même différentiel est entrairiée par un deuxième moteur qui tourne à vitesse constante,la roue planétaire correspondant à ce moteur transmettant les mouvements à reproduire.

La série d'impulsions de courant continu correspond alors exactement aux interruptions et rétablissements de courant provoquées par le curseur et aux variations de mouvements traduites par l'enregistrement, sous formes de phases périodiques. Les mouvements transmis par la roue planétaire au dispositif de reproduction devront donc correspondre exactement aux mouvements auxquels correspondent les rotations de la roue planétaire du dispositif d'enregistrement.

Tandis que l'enregistrement et la reproduction s'effectuent par paliers avec le dispositif correspondant à la première solution, ces opérations s'effectuent de façon continué avec la seconde solution.

Le dispositif correspondant à l'invention est caractérisé par la circonstance que la vitesse du phénomène cinématique à enregistrer un mouvement de rotation par exemple, est enregistrée à l'aide d'un tachymètre ou compteur de vitesse, et que les variations de vitesse soient appliquées à un générateur variable de fréquences, à tubes à vide, le dispositif de sélection de fréquence du générateur étant actionné de sorte que la fréquence sélectionnée soit à chaque instant proportionnelle à la vitesse du mouvement de rotation. La fréquence fournie par le générateur est enregistrée à l'aide de l'un des dispositifs d'enregistrement de fréquences connus, soit à l'aide d'une piste sonore, d'un pick-up ou d'une bande magnétique.

Lors de la reproduction les fréquences enregistrées sont amplifiées par un amplificateur de puissance et alimentent ensuite un moteur synchrone dont la vitesse de rotation est proportionnelle à l'une des fréquences enregistrées.

Lorsque les phénomènes cinématiques à enregistrer comportent des vitesses nulles ou des inversions de marche,un engrenage différentiel a été prévu tant à l'enregistrement qu'à la reproduction, ainsi sont éliminés les arrêts et les renversements de marche du moteur qui entrainent toujours des difficultés.

Le moteur synchrone règlable tourne continuellement à une vitesse supérieure à zéro et dans le même sens. Grâce au différentiel le champ de règlage du moteur se trouve très réduit, celui-ci peut se limiter à des variations maxima de 50 % vers le haut et le bas pour des vitesses minima de 1000 ou 1500 TM.

Les dessins suivants donnent la description d'une forme de réalisation de l'objet de l'invention, ils montrent Fig. 1) Le schéma d'un dispositif pour l'enregistrement de phénomènes cinématiques.

Fig. 2) Le schéma d'un. dispositif correspondant au premier, pour la re- production des phénomènes cinématiques enregistrés.

Fig. 3. ) Le dispositif correspondant à l'invention pour l'enregistrement de phénomènes cinématiques.

Fig. 4.) Le dispositif correspondant à l'invention pour la reproduc- tion des phénomènes enregistrés.

D'après la figure 1, le moteur I qui tourne à vitesse constante entraine un différentiel 2 qui fait partie d'un dispositif de commutation sélective 3, qui se trouve dans le circuit électrique commun d'un appareil enregistreur 4 et d'un générateur de fréquences 5. - La roue planétaire 6 du différentiel 2 est règlable par la manoeuvre d'un volant à main 7, la manoeuvre se traduisant suivant le sens de rotation du volant à main par une vitesse de rotation de la roue planétaire 8 plus grande ou plus petite que celle de la roue planétaire 9 qui tourne à vitesse constante. La vitesse de rotation du curseur 10 correspond à la vitesse de rotation du planétaire
8 avec la démultiplication figurant sur le dessin.

Le dispositif de commuta- tion se compose d'un curseur 10 et d'un disque contacteur 11 sur la périphé- rie duquel sont disposés en nombre déterminé les segments conducteurs 12 séparés par des zones isolées. Un seul de ces segments est figuré sur le dessin. La fréquence émise par le générateur est enregistrée à l'aide de l'ap- pareil 4 pendant toute la durée pendant laquelle le curseur reste sur un segment conducteur, l'enregistrement étant interrompu dès que le curseur se trouve sur une zone isolée du contacteur. L'appareil enregistreur reçoit ain- si une fréquence constante, l'enregistrement présentant toutefois des lacunes dont la longueur dépend des interruptions provoquées par le curseur qui se déplace sur le disque contacteur. La durée des interruptions et des commutations dépend de la vitesse de rotation variable du curseur 10.

La courbe enregistrée représente ainsi une fréquence porteuse modulée en forme de rectangle.

Le générateur de fréquence peut être naturellement remplacé par une source de courant continu. On obtiendra alors un courant continu modulé de la forme rectangulaire.

Lors de la reproduction de l'enregistrement à l'aide du dispositif de la figure 2, l'appareil enregistreur 4 est branché sur "reproduction" et relié par l'intermédiaire d'un redresseur 13, d'un relais miniature 14, et d'un relais intermédiaire 15 comportant des contacts d'inversion, à un moteur synchrone 16. Le relais intermédiaire 15 assure l'inversion de polarité du moteur 16 alimenté par une batterie. Le relais intermédiaire pourra être remplacé par deux thyratrons en push-pull pour les vitesses de rotation élevées. Le moteur synchrone 16 entraine la roue planétaire 17 partie du diffé rentiel 18, la seconde roue planétaire 19 de celui-ci étant entrainée par un moteur 20 qui tourne à vitesse constante. La roue planétaire intermédiaire 21 transmet le mouvement à reproduire à un volant 22.

Ce volant peut être utilisé pour l'entrainement de la machine à commander automatiquement.

L'axe du volant de chariot 7 peut par exemple être entrainé par ce volant, de sorte qu'après l'enregistrement des mouvements effectués à l'aide du volant à main 7 ceux ci peuvent être répétés à volonté et automatiquement sur le chariot.

Les dispositifs décrits ne représentent qu'une possibilité de réalisation de l'objet de l'invention. Selon la structure de la machine de production qui doit être pilotée par la commande et suivant les exigences posées à la commande celle ci pourra être réalisée autrement à bien des points de vue. Ainsi les moteurs 1 et 20 pourront être remplacés par un seul moteur. D'autre part il est possible d'utiliser un différentiel commun pour l'enregistrement et la reproduction. On peut de plus prévoir un sélecteur qui assure la commutation de la commande sur l'enregistrement des phénomènes cinématiques et sur leur reproduction automatique.

Par l'intermédiaire de ce sélecteur le générateur de fréquence 5 sera relié au disque contacteur et à l'appareil enregistreur pour l'opération d'enregistrement. D'autre part l'appareil 4 est mis en position de fonctionnement pour l'enregistrement. Dans la deuxième position du sélecteur le générateur 5 est mis hors circuit et l'appareil enregistreur est relié électriquement au dispositif de reproduction qui vient d'être décrit.

Le dispositif d'enregistrement de la figure 3 se compose en principe d'un moteur synchrone à vitesse constante, d'une commande à

différentiel d'un tachymètre, d'un oscillateur à tubes à vide et d'un appareil enregistreur.

Le dispositif de reproduction de la figure 4 se compose d'un appareil enregistreur sur position "reproduction", d'un amplificateur de puissance, d'un moteur synchrone à vitesse variable, d'une commande par différentiel et d'un moteur synchrone à vitesse constante. D'après la figure 3, le moteur synchrone I entraine l'un des roues planétaires du différentiel 2 à vitesse constante. Le phénomène cinétique, la rotation du volant de chariot 7 d'une machine outil, par exemple, est appliqué à la roue planétaire en question. La seconde roue planétaire entraine le tachy- mètre 23. Lorsque le volant de chariot est immobile, c'est-à-dire lorsque la roue planétaire est immobile, l'axe du tachymètre tournera avec la démultiplication indiquée sur le dessin, à la même vitesse que le moteur synchrone.

Si la vitesse de rotation du moteur synchrone est égale à n tours ,et si, la roue planétaire tourne, par suite de la rotation du volant de chariot à main, dans une direction à la vitesse n ; vitesse de rotation du tachymètre sera de n + 2 n, si la roue planétaire tourne dans l'autre direction à la vitesse n, la vitesse de rotation du tachymètre sera de n - 2 n tours minute. La différence de vitesse de rotation du tachymètre s'élève donc au quatruple de la vitesse de rotation du volant à main dans une direction. Le dispositif de sélection de fréquences de l'oscillateur à tubes à vide 24 est couplé avec l'indicateur du tachymètre de telle sorte que l'oscillateur fournit un changement de fréquence qui alimente le moteur synchrone I.

Les changements de fréquence ainsi obtenues qui varient constamment d'après les mouvements du volant à main sont enregistrés par l'appareil 4.

Sur le dessin de la figure 4 l'appareil enregistreur se trouve sur la position "reproduction". Les fréquences recueillies sont amplifiés par l'amplificateur de puissance 25 et alimentent le moteur synchrone réglable 26 à vitesse variable. Celui-ci entraine l'une des roues planétaires du différentiel 18, dont l'autre roue planétaire est entrainée par le moteur synchrone 20 à vitesse constante, celle étant égale à celle du moteurI.

La roue planétaire satellite transmet la demi-somme ou la demi-différence du nombre de tours des deux planétaires au volant à main 22 qui effectue les mêmes mouvements que le volant à main 7 lorsque les démultiplications choisies correspondent à celles du dessin.

Le dispositif évoqué ne représente qu'un exemple de réalisation de principe. Ainsi les phénomènes cinématiques à enregistrer peuvent également être des mouvements continus qui sont transformés par l'intermédiaire de vis sans fin et roues dentées dans les mouvements proportionnels en question. D'autre part le dispositif d'enregistrement et le dispositif de reproduction peuvent être combinés de manière à ce que le moteur synchrone 1 s'identifie avec le 20, le différentiel 2 avec le 18 et les volants 7 avec 22, le moteur synchrone variable I entraine alors le volant à main 7.

Enfin le dispositif peut être multiplié à l'exception de l'appareil enregistreur et reproducteur, et être utilisé pour l'enregistrement et la reproduction simultannée de plusieurs phénomènes cinématiques indépendants les uns des autres, par exemple les mouvements longitudinaux et transver- saux des chariots d'une machine outil. Dans ce cas il sera indispensable d'utiliser des bandes magnétiques différentes pour chaque phénomène cinématique à enregistrer, les bandes étant assez larges pour recevoir les amplitudes de modulation des différentes fréquences porteuses qui devront être à nouveau séparés par des filtres de bande, lors de la reproduction.

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Claims

REVENDICATIONS 1.) Commande électrique pour l'enregistrement et la reproduction de phénomènes cinématiques, caractérisée par le fait que les variations cinématiques à enregistrer sont transformées en modulations de fréquences de commande, fréquences périodiques par exemple, le taux de la moduletion étant proportionnel aux ampleurs et directions des phénomènes cinématiques, ou que ces variations cinématiques sont transformées en changements de <Desc/Clms Page number 5> fréquence continus et que dans les deux cas les fréquences résultantes sont utilisées lors de la reproduction, pour la commande de la vitesse de rota- tion d'un mécanisme d'entrainement.

2.) Dispositif pour l'enregistrement de phénomènes cinématiques, suivant la revendication 1 ci-dessus, caractérisé par le fait qu'un géné- rateur de fréquence Telle à un appareil d'enregistrement et avec un disque à contacts, qui se trouve dans son circuit, le curseur de ce disque à con- tacts étant entrainé par un moteur à vitesse constante, par l'intermédiaire d'un différentiel dont la roue planétaire satellite est orientée dans son mouvement de rotation suivant les phénomènes cinématiques correspondants.

3. ) Dispositif pour la reproduction de phénomènes cinématiques, enregistrés conformément à la revendication 1 ci-dessus; caractérisé par lé fait que l'appareil reproducteur de fréquences est relié par l'intermédiaire d'un redresseur et d'un dispositif d'inversion de polarité, fonctionnant au rythme des courants continus périodiques, à un moteur synchrone qui en- traine une roue planétaire d'un différentiel, la seconde roue planétaire de ce dernier tournant"a vitesse constante, tandis que le planétaire satel- lite assure le transfert des mouvements à reproduire.

4.) Application du dispositif pour l'enregistrement et la re- production de phénomènes cinématiques quelconques, suivant les revendica- tions 1 et 2, caractérisé par le fait que les phénomènes cinématiques sont décomposés à l'aide de supports à mouvements croisés en deux compo- santes perpendiculaires l'une par rapport à l'autre, et qu'un dispositif d'enregistrement et de reproduction est prévu pour chaque composante et que l'appareil d'enregistrement et de reproduction proprement dit, un appareil à bande magnétique par exemple, peut être commun aux deux phénomenes cinématiques.

5. ) Dispositif de commande électrique pour l'enregistrement et la reproduction de phénomènes cinématiques quelconques, suivant la revendication 1, caractérisé par un générateur de fréquences réglable, relié à un appareil enregistreur, la commande du dispositif de sélection du générateur de fréquences étant actionnée par un moyen de commande fonctionnant sous l'incidence des vitesses des phénomènes cinématiques à enregistrer, an tachymètre par exemple, et que la commande du réglage des fréquences s'effectue de sorte que les fréquences variables enregistrées commandent un moteur synchrone à vitesse variable qui reproduit exactement les phénomènes cinématiques enregistrées.

6. ) Dispositif de commande électrique, suivant la revendication 4 ci-dessus, caractérisé par le fait que le dispositif de mensuration de la vitesse soit entrainé par l'intermédiaire d'un différentiel, dont le planétaire satellite est orienté dans son mouvement de rotation en concordance avec les phénomènes cinématiques à enregistrer et dont l'une des roues planétaires est entrainée par un moteur à vitesse constante, tandis que la seconde entraine le dispositif de mensuration de la vitesse.

7. ) Application du dispositif suivant les revendications 4 et 5 ci-dessus, pour la reproduction des phénomènes cinématiques auparament enregistrés, caractérisé par le fait que l'appareil de reproduction de fréquences est relié à un moteur synchrone par l'intermédiaire d'un am- plifica.teur de puissance et que ce moteur synchrone entraine la roue planétaire d'un différentiel, la seconde roue planétaire de ce dernier tournant à vitesse constante tandis que le planétaire satellite assure le transfert des phénomènes cinématiques à reproduire.

8. ) Dispositif de commande électrique pour l'enregistrement et la reproduction de phénomènes cinématiques quelconques, suivant les revendications 1 et 5 à 7 ci-dessus, caractérisé par le fait que le dispositif d'enregistrement et de reproduction peut être combiné de sorte qu'un seul différentiel soit nécessaire, le moteur synchrone (1) tournant alors à vitesse constante au cours de l'enregistrement, le volant à main assurant le transfert des phénomènes cinématiques enregistrés, <Desc/Clms Page number 6> tandis que lors de la reproduction le même moteur synchrone (1) est alimenté par l'amplificateur (7) et que le volant à main reproduit les phénomènes cinématiques enregistrés.

9. ) Application du dispositif suivant les revendications 4 à 6 ci-dessus, pour l'enregistrement et la reproduction des phénomènes cinématiquesquelconques, caractérisé par le fait que la réalisation de dispositifs multiples permettait l'enregistrement et la reproduction de phénomènes cinématiques indépendants les uns des autres tandis qu'un seul appareil d'enregistrement et de reproduction proprement dits serait nécessaire, et que pour les fréquences correspondantes aux phénomènes cinématiques des bandes magnétiques différentes soient choisies, la largeur de celles-ci étant égales aux amplitudes de modulation des diverses fréquences porteuses des bandes magnétiques, qui seront séparés lors de la reproduction par des filtres de bande.