<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et dispositif pour entraîner des pièces de machines en un mouvement de va-et-vient à l'aide de champs magnétiques alternatifs.
La présente, invention concerne un procédé et un dispositif pour entraîner des pièces de machines en un mouvement en va-et-vient à l'aide de champs magnétiques alternatifs, .
Il est connu d'utiliser, pour'1'entraînement de chariots, de crosses ou traverses et d'autres pièces de machine animées d'un mouvement de va-et-vient, des mécanismes appartenant aux types les plus divers. Il est ainsi connu d'utiliser par exemple, pour n'en citer que quelques-uns, des mécanismes à excentriques ou des mécanismes
<Desc/Clms Page number 2>
leviers oscillants. Ces mécanismes.transmettent le mouvement de va-et-vient à l'aide de timoneries interposées qui exigent .une dépensa d'énergie additionnelle ainsi qutun graissage des points d'articulation et qui subissent une certaine usure.
On a déjà proposé également d'utiliser$ au lieu de ces mécanismes et de leur timonerie intermédiaire- des dispositifs d'entraînement pneumatiques ou hydrauliques.
Indépendamment du fait que ces solutions constructives utilisant un fluide sous pression sont d'un prix de revient relativement élevé, ils exigent une étanchéité satisfaisante des pièces guidant et réglant l'écoulement du fluide sous pression; car autrement des pannes peuvent se produire;
L'un des buts de l'invention est de remplacer les dispositifs mécaniques,, pneumatiques ou hydrauliques connus jusqu'ici pour l'obtention de déplacements ou mouvements en va-et-vient par un dispositif électrique de construction simple, dans lequel des pannes ou dérangements se produisent moins souvent, et avec lequel l'énergie servant à -l'obtention du mouvement n'est pas transmise par des timoneries ou des conduits sous pression et des pistons mais au moyen de câbles assurant un transfert de courant, de sorte que cette énergie est transmise à toute distance désirée sans friction et sans pertes.
Suivant ltinvention, on utilise l'effet énergétique en soi connu du courant électrique sur un conducteur disposé dans un champ magnétique pour engendrer un mouvement en va-et..vient, en ce sens qu'une spire ou boucle de conducteur traversée par un courant et se trouvant dans un champ de lignes de force magnétiques, est déplacée
<Desc/Clms Page number 3>
par renforcement du champ de lignes de force d'un côté de la spire et par affaiblissement simultané de ce champ de l'autre.coté de cette spire, qui est ainsi déplacée vers le champ le plus faible;
de sorte que l'on obtient lors de l'inversion du champ ou de la polarité du champ de lignes de force (champ principal) ou du sens de passage de courant dans la spire ou boucle de conducteur une inversion du sens de déplacement de cette spire,, Le.principe auquel fait appel l'invention a été déjà, utilisé il est vrai auparavant dans des instruments de mesures, par exemple dans les voltmètres à bobine mobile ou dans des instrumenta analogues,
mais on n'a pas pu l'utiliser toutefois jusqu'ici pour l'obtention d'un mouvement sous forme de courses alternées ou pour la commande de chariots ou d'autres pièces de machine animées, d'un mouvement de. va-et.-vient.
La description qui va suivre, faite en .regard des dessins annexés donnes à titre non limitatif, permettra de mieux comprendre l'invention.
La fig, 1 est une vue en perspective d'une spire ou boucle de conducteur traversée par un courant et disposée dansle champ principal.
La fig. 2 montre un mode de réalisation simple de l'invention utilisant un pôle interne et deux pôles externes, ainsi qu'une spire de conducteur coulissant sur le pôle interne,
La fig. 3 montre un-autre mode de réalisation avec système magnétique unipolaire,
La fig. 4 montre l'agencement fondamental d'un système magnétique bipolaire.
<Desc/Clms Page number 4>
La fig. 5 représente un système magnétique bipolaire, avec armature coulissante formée par les deux pôles internes.
La fig. 6 montre un autre mode de réalisation de système magnétique bipolaire avec aimant d'excitation mobile servant de pôle interne.
Afin de faciliter la représentation, les alimentations en courant des pièces mobiles du système magnétique n'ont pas été indiquées sur les dessins.
Comme montré sur la f ig, 1, les pôles N; S d'un système magnétique sont .disposés de façon telle que le champ soit dirigé des pôles externes N vers le pôle interne médian S. Si une spire ou boucle de conducteur L disposée dans ce champ principal F est parcourue par un courant, ses lignes de force magnétique K sont dirigées d'un côté dans le sens du champ principale et de l'autre côté en sens inverse. Il en résulte ainsi un renforcement du champ principal d'un côté de cette.spire de conducteur L et un affaiblissement dudit champ .de l'autre côté. Le champ le plus fort exerce sur la spire de conducteur une force de poussée dirigée vers le champ le plus faible, de sorts que la spire est soumise alors à une accélération. Cette spire L se déplace ainsi dans la direction de la flèche P.
Une inversion de la polarité du-champ principal F ou du sens' de passage du courant dans la spire L assure également une inversion de ce sens de déplacement,
On a représenté. schématiquement sur la fig. 2 un mode de réalisation du principe précité. Le système magnétique est formé par le pôle interne 1, les armatures 4 et 5 et les pôles externes 2 et 3.. Les bobines d'excitation 6 et
7 sont parcourues en sens inverses par un courant.,
<Desc/Clms Page number 5>
de sorte que l'on obtient la distribution polaire N ou S indiquée. Le système magnétique peut être également excité par des aimants permanents, les bobines d'excitation 6 et 7-étant alors supprimées. Au lieu de ces bobines, or utilise par exemple des aimants permanents portés par la pôles externes pôles externes 3.
Sur le pôle interne 1 se déplace un coulisseau 8 formépar une bobine, qui est entraîné vers la droite ou. vers la gauche le long du pôle interne 1 suivant le sens de son-courant d'excitation,
Lors d'un montage en parallèle du coulisseau 8 avec'. les bobines d'excitation 6 et 7, et si l'on utilise un courant continu, la bourbe caractéristique vitesse-moment- du coulisseau 8 est analogue à celle dtun moteur à courant continu en dérivation. Lors d'un montage en série,; des bobines 8, 6 et 7, cette caractéristique du système magné. tique est analogue à celle d'un moteur en série.Lors d'une alimentation en courant alternatif;
la courbe carac- téristique vitesse-moment du coulisseau 8 est analogue à celle d'un moteur universel. On peut obtenir les caractéris- tiques désirées par un montage composite, en utilisant des redresseurs pouvant être commandés à volonté.
Sur la fig. 3, les bobines'd'excitation 6' et 7' entourent directement les ^les externes 2 et 3 du système magnétique. On obtient, dans ce cas, pour une puissance d'excitation plus élevée, une plus grande uniformité du champ principal.
Au lieu du système magnétique unipolaire que montrent les figs, 1 à 3, l'agencement, objet de l'invention, peut s'appliquer également à des systèmes multipolaires.
<Desc/Clms Page number 6>
On peut alors obtenir dans l'entrefer actif des densités de flux plus élevées, et ainsi des forces de poussée plus fortes exercées sur le coulisseau.
On a représenté en perspective sur la fig. 4 l'age(- cement fondamental d'un aimant bipolaire à course longi- tudinale. Le système magnétique est formé par les deux pôles .internes 10 et 12¯. qui sont accouplés magnétiquement par l'armature 11. Les pôles externes 14 et 15 sont reliés l'un à l'autre par l'armature 13. Ils sont excités par des enroulements ou bobines 16 et 17. Ils peuvent être également excités par des aimants permanents, ou bien former eux-mêmes des parties d'aimants permanents.
Les lignes de force magnétiques traversent par exemple le système 'depuis le pôle externe 14 en passant par l'entrefer actif L' ménagé' entre le pôle interne 12 et le pôle externe 14..pour parvenir dans ce pôle interne 12, puis ces lignes de force traversent ce pôle interne et parviennent par l'intermédiaire de l'armature 11 dans le second pôle interne 10, après quoi elles traversent l'entrefer actif ménagé entre le pôle interne 10 et le pôle externe
15, pour parvenir à ce dernier, Le circuit des lignes de force est complété par l'armature 13. L'entrefer L" ménagé entre les deux pôles internes 10 et 12 n'est traversé que par quelques lignes de force résultant d'une dispersion, étant donné que le flux principal passe par l'armature 11.
On peut également prévoir à.l'extrémité avant du système magnétique dirigé vers l'observateur une armature analogue reliant les deux pôles internes 10 et 12. afin d'améliorer le flux des lignes de force.
Chacun des deux pôles internes 10 et 12 est entouré
<Desc/Clms Page number 7>
par une spire ou boucle de conducteur 18.. 19. Les deux spires sont parcourues par un courant dans le sens indiqué par les flèches P' et P", de sorte queen partant de l'ohservateur on obtient en avant des spires un renforcement du champ magnétique et en arrière de celles-ci un affai- blissement de ce champ. Les deux spires 18, 19 subissent ainsi une accélération dans la direction indiquée par la flèche P.
Les deux spires ou boucles de conducteur 18 et 19 peuvent toutefois être montées à poste fixe sur les pôles internes, de sorte que ces deux pôles internes 10 et 12 sont alors montés à coulis sèment entre les pôles externes
14 et 15. On parvient de cette manière au système repré- senté sur la fige 5, Les pôles internes la et 12 forment dans cet agencement, avec leur armature Il et 11', une armature composite ou un induit qui coulisse le long de la tige 20 ou qui est rendu solidaire de celle-ci, la tige 20 coulissant alors dans le papier 21. Le trajet du flux et le mode de fonctionnement sont identiques à ceux de l'exemple représenté sur la fig. 4.
Il est évident que l'excitation du champ principal peut être assurée dans le cas présent également par des aimants permanents 14, 15 ou par des électro-aimants avec-bobines d'excitation; par exemple 17 et 17'.
On a représenté sur la fig. 6 un agencement qui forme sur le plan constructif l'inverse de celui que montre la fig. 5. L'aimant d'excitation 30 servant de rôle interne pour le champ principal est monté de manière à pouvoir coulisser le long d'une tige de guidage 31. Cette pièce mobile 30 ayant la forme d'un aidant permanente
<Desc/Clms Page number 8>
aucune alimentation n'est donc nécessaire. Les deux pôles externes 32 et 33.perlent les deux enroulements 35 et 36. qui forment du point de vue fonctionnel l'équivalent du coulisseau bobiné des modes de réalisation présents. Ces enroulements àont montés en opposition; de sorte qu'une force dirigée suivant l'axe de la tige de guidage 31 est exercée-sur les deux pôles externes 32, 33 montés à poste fixe.
Etant donné que la force réactive agit en retour sur le pôle interne coulissant 30 ce pôle interne est déplacé suivant le sens du courant traversant les enroulements 35 et 36 des pôles externes. Afin de réaliser une économise d'énergie, le pôle interne 30 peut actionner un dispositif de commande, qui met chaque fois en circuit les tronçons des enroulements 35 et 36.qui l'entourent immédiatement.
Dans les modes de réalisation représentés sur les figs. 3, 4:et 5, il est également possible de subdiviser les bobines d'excitation du champ principal en plusieurs tronçons et de les interposer dans le circuit au moyen d'un dispositif de commande, de façon telle que seules les parties des enroulements qui sont immédiatement voisines du coulisseau soient alimentées à un moment donné quelconque.
Le procédé, objet de l'invention, ou les dispositifs permettant sa mise en oeuvre trouvent leur application judicieuse chaque fois qu'il est nécessaire d'entraîner des pièces de machine séparées comme des'chariots, des barres de commande, etc.-. en un mouvement de va-et-vient.
On obtient; grâce à l'agencement faisant l'objet de l'in- vention des avantages particuliers par suite de la simpli- fication de la construction, par exemple dans le cas
<Desc/Clms Page number 9>
de la commande de métiers à tricoter rectilignes ou de métiers à tricoter à cueillage; car alors les organes de transmission nécessaires jusqu'ici comme les câbles, les fils-de traction, les timoneries; etc.. peuvent être supprimés.
Les détails de réalisation peuvent être modifiés; . dans le domaine des équivalences techniques, sans s'écarter de l'invention.
EMI9.1
B 2-(iN D I C à T I o N S
<Desc / Clms Page number 1>
Method and device for driving parts of machines in a reciprocating motion using alternating magnetic fields.
The present invention relates to a method and a device for driving machine parts in a reciprocating motion using alternating magnetic fields.
It is known to use mechanisms belonging to the most diverse types for driving carriages, cross bars or cross members and other machine parts moving back and forth. It is thus known to use, for example, to name but a few, eccentric mechanisms or mechanisms.
<Desc / Clms Page number 2>
oscillating levers. These mechanisms transmit the reciprocating movement with the aid of interposed linkages which require additional energy expenditure as well as lubricating the articulation points and which undergo some wear.
It has also already been proposed to use pneumatic or hydraulic drive devices instead of these mechanisms and their intermediate linkage.
Independently of the fact that these construction solutions using a pressurized fluid are relatively expensive, they require satisfactory sealing of the parts guiding and regulating the flow of the pressurized fluid; otherwise failures can occur;
One of the aims of the invention is to replace the mechanical, pneumatic or hydraulic devices known hitherto for obtaining movements or reciprocating movements by an electrical device of simple construction, in which failures or faults occur less often, and with which the energy used to obtain movement is not transmitted by linkages or pressurized conduits and pistons but by means of cables ensuring a current transfer, so that this energy is transmitted to any desired distance without friction and loss.
According to the invention, the energetic effect known per se of the electric current is used on a conductor arranged in a magnetic field to generate a back-and-forth movement, in the sense that a conductor coil or loop traversed by a current and being in a field of magnetic lines of force, is displaced
<Desc / Clms Page number 3>
by strengthening the field of lines of force on one side of the coil and by simultaneously weakening this field on the other side of this coil, which is thus displaced towards the weaker field;
so that when the field or the polarity of the line of force field (main field) or the direction of current flow in the conductor coil or loop is reversed, the direction of movement of this whorl, The.principe to which the invention makes use has already been, admittedly previously used in measuring instruments, for example in moving coil voltmeters or in similar instruments,
however, it has not been possible to use it so far for obtaining a movement in the form of alternating strokes or for controlling carriages or other moving machine parts, with a movement of. back and forth.
The description which will follow, given with reference to the appended drawings given without limitation, will make it possible to better understand the invention.
FIG, 1 is a perspective view of a coil or conductor loop traversed by a current and arranged in the main field.
Fig. 2 shows a simple embodiment of the invention using an internal pole and two external poles, as well as a coil of conductor sliding on the internal pole,
Fig. 3 shows another embodiment with a unipolar magnetic system,
Fig. 4 shows the basic arrangement of a bipolar magnetic system.
<Desc / Clms Page number 4>
Fig. 5 represents a bipolar magnetic system, with sliding armature formed by the two internal poles.
Fig. 6 shows another embodiment of a bipolar magnetic system with a mobile excitation magnet serving as an internal pole.
In order to facilitate the representation, the current supplies of the moving parts of the magnetic system have not been indicated in the drawings.
As shown in fig, 1, the poles N; S of a magnetic system are arranged in such a way that the field is directed from the external poles N towards the median internal pole S. If a coil or loop of conductor L disposed in this main field F is traversed by a current, its lines magnetic force K are directed on one side in the direction of the main field and on the other side in the opposite direction. This thus results in a strengthening of the main field on one side of this conductor coil L and a weakening of said field on the other side. The stronger field exerts on the conductor coil a thrust force directed towards the weaker field, so that the coil is then subjected to an acceleration. This turn L thus moves in the direction of the arrow P.
An inversion of the polarity of the main field F or of the direction of current flow in the coil L also ensures an inversion of this direction of displacement,
We have represented. schematically in FIG. 2 an embodiment of the aforementioned principle. The magnetic system is formed by the internal pole 1, the armatures 4 and 5 and the external poles 2 and 3 .. The excitation coils 6 and
7 are traversed in opposite directions by a current.,
<Desc / Clms Page number 5>
so that we obtain the indicated polar distribution N or S. The magnetic system can also be excited by permanent magnets, the excitation coils 6 and 7 being then eliminated. Instead of these coils, Gold uses for example permanent magnets carried by the external poles external poles 3.
On the inner pole 1 moves a slider 8 formed by a coil, which is driven to the right or. to the left along the internal pole 1 following the direction of its excitation current,
When mounting the slide 8 in parallel with '. excitation coils 6 and 7, and if direct current is used, the characteristic velocity-moment slurry of slide 8 is analogous to that of a shunt DC motor. When connected in series ,; coils 8, 6 and 7, this characteristic of the magnet system. tick is analogous to that of a series motor. When supplied with alternating current;
the speed-moment characteristic curve of slide 8 is analogous to that of a universal motor. The desired characteristics can be achieved by a composite assembly, using rectifiers which can be controlled at will.
In fig. 3, the excitation coils 6 'and 7' directly surround the outer 2 and 3 of the magnetic system. In this case, for a higher excitation power, a greater uniformity of the main field is obtained.
Instead of the unipolar magnetic system shown in Figs, 1 to 3, the arrangement, object of the invention, can also be applied to multipolar systems.
<Desc / Clms Page number 6>
It is then possible to obtain, in the active air gap, higher flux densities, and thus stronger thrust forces exerted on the slide.
Is shown in perspective in FIG. 4 the age (- fundamental building of a bipolar magnet with longitudinal travel. The magnetic system is formed by the two internal poles 10 and 12¯. Which are magnetically coupled by the armature 11. The external poles 14 and 15 are connected to each other by the armature 13. They are excited by windings or coils 16 and 17. They can also be excited by permanent magnets, or they themselves form parts of permanent magnets. .
The magnetic lines of force cross for example the system 'from the external pole 14 passing through the active air gap L' arranged 'between the internal pole 12 and the external pole 14 ... to reach this internal pole 12, then these lines force pass through this internal pole and arrive via the armature 11 in the second internal pole 10, after which they pass through the active air gap formed between the internal pole 10 and the external pole
15, to achieve the latter, the line of force circuit is completed by the armature 13. The air gap L "formed between the two internal poles 10 and 12 is crossed only by a few lines of force resulting from a dispersion, since the main flow passes through the reinforcement 11.
It is also possible to provide at the front end of the magnetic system directed towards the observer a similar frame connecting the two internal poles 10 and 12 in order to improve the flow of the lines of force.
Each of the two internal poles 10 and 12 is surrounded
<Desc / Clms Page number 7>
by a turn or loop of conductor 18 .. 19. The two turns are traversed by a current in the direction indicated by the arrows P 'and P ", so when starting from the observer one obtains in front of the turns a reinforcement of the magnetic field and behind them a weakening of this field.The two turns 18, 19 thus undergo an acceleration in the direction indicated by the arrow P.
The two turns or conductor loops 18 and 19 can however be mounted in a fixed position on the internal poles, so that these two internal poles 10 and 12 are then mounted as a grout between the external poles.
14 and 15. In this way, the system shown in fig 5 is reached. The internal poles 1a and 12 form in this arrangement, with their reinforcement II and 11 ', a composite reinforcement or an armature which slides along the axis. rod 20 or which is made integral with the latter, the rod 20 then sliding in the paper 21. The path of the flow and the mode of operation are identical to those of the example shown in FIG. 4.
It is obvious that the excitation of the main field can be ensured in the present case also by permanent magnets 14, 15 or by electromagnets with excitation coils; for example 17 and 17 '.
There is shown in FIG. 6 an arrangement which constructively forms the reverse of that shown in FIG. 5. The excitation magnet 30 serving as an internal role for the main field is mounted so as to be able to slide along a guide rod 31. This movable part 30 having the shape of a permanent aid
<Desc / Clms Page number 8>
no power is therefore required. The two outer poles 32 and 33 bead the two windings 35 and 36 which functionally form the equivalent of the wound slide of the present embodiments. These windings are mounted in opposition; so that a force directed along the axis of the guide rod 31 is exerted on the two external poles 32, 33 mounted in a fixed position.
Since the reactive force acts back on the sliding inner pole 30, this inner pole is moved in the direction of the current passing through the windings 35 and 36 of the outer poles. In order to save energy, the internal pole 30 can actuate a control device, which each time switches on the sections of the windings 35 and 36 which immediately surround it.
In the embodiments shown in figs. 3, 4: and 5, it is also possible to subdivide the excitation coils of the main field into several sections and to interpose them in the circuit by means of a control device, so that only the parts of the windings which are immediately adjacent to the slide are supplied at any given time.
The method, object of the invention, or the devices allowing its implementation find their judicious application whenever it is necessary to drive separate machine parts such as carriages, control bars, etc.-. in a back and forth motion.
We obtain; by virtue of the arrangement which is the object of the invention, particular advantages due to the simplification of the construction, for example in the case of
<Desc / Clms Page number 9>
ordering flat knitting machines or picking knitting machines; because then the transmission elements necessary until now such as cables, traction wires, wheelhouses; etc. can be deleted.
The details of realization can be modified; . in the field of technical equivalences, without departing from the invention.
EMI9.1
B 2- (iN D I C to T I o N S