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La présente invention concerne des perfectionnements aux compteurs électro-magnétiques.
La présente invention a pour but de procurer un compteur électro-magnétique perfectionné qui soit capable de compter des impulsions électriques à des vitesses pouvant atteindre les cent impulsions par seconde et qui soit, de construction simple et éco- nomique et de fonctionnement sûr.
Suivant la présente invention, un compteur électro-magné- tique comprend plusieurs pièces polaires semblables en une matière à faible force coercitive et réparties à. égale distance de et à intervalles en substance égaux autour d'un a.xe, ces piè'e'es polaires - étant agencées de façon que les pièces polaires paires puissent prendre une polarité et les pièces polaires impaires la polarité opposée, des' dispositifs électro-magnétiquespropres à commander,
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quand ils sont excités, les polarités de ces pièces polaires, un rotor à,aimant permanent monté de façon à tourner autour du dit axe,
et au moins deux faces polaires de polarités opposées faisant partie du rotor et décalées angulairement par rapport à cet axe de manière qu'une face puisse se trouver en substance opposée à une pièce polaire d'une polarité et de manière que l'autre face puisse se trouver en substance opposée à une pièce polaire de l'autre polarité, une face polaire au moins étant dimensionnée de façon à appliquer, à ce rotor, une action magnétique incapable de faire tourner le rotor quand les faces polaires sont magnétique- ment attirées par les dites pièces polaires en substance opposées, mais qui fait tourner le rotor dans un sens quand ces faces po- laires sont magnétiquement repoussées par les dites pièces polaires en substances opposées.
L'invention est décrite ci-après à titre d'exemple avec référence aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une coupe axiale d'un compteur électro- magnétique suivant l'invention.
La figure 2 est une coupe suivant là ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une vue partielle en plan de l'appareil.
La ligure 4 est une vue semblable à la figure 2, repré- sentant un rotor modifié, et
La figure 5 est une coupe du rotor, prise suivant la'li- gne V-V de la ligure 4.
Dans l'exemple donné aux figures 1 à 3, un compteur élec- tro-magnétique comprend un boîtier ou carcasse cylindrique extérieure 1 ayant la t'orme d'une cuvette étirée en fer doux, en Mumétal ou en toute autre matière convenable à faible force coercitive.
L'épaisseur de paroi de la carcasse 1 est réduite près de son ex- trémité ouverte, de manière à constituer un épaulement annulaire intérieur 2 contre lequel s'applique 1''extrémité ouverte d'une cuvette 3 en une matière semblable à celle de la carcasse 1,
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.c'est-à-dire une matière à faible force coercitive. L'autre ex- trémité de la pièce 3 comporte une ouverture centrale 4 sur le pourtour de laquelle sont fixées des pièces polaires 5 pénétrant 'à l'intérieur de la pièce 3 et faisant corps avec elle. Dans l'exemple donné, il y a dix pièces polaires 5. Celles-ci sont équi-distantes de l'axe 3 et sont également réparties autour de cet axe. Un noyau cylindrique 6 en une matière à faible force coercitive pénètre, concentriquement à la carcasse 1, à l'inté- rieur de la pièce 3.
Ce noyau 6 est fixé, à une extrémité ,de la. carcasse 1, à l'aide d'un boulon de serrage 7. Une plaque circu- laire 8, en une matière a faible force coercitive, est attachée à 1'autre extrémité du noyau 6 et porte une autre plaque 9 en une matière semblable et pouvant être légèrement bombée. La pla- que 9 porte, sur son pourtour, des pièces polaires verticales 10 équivalentes en nombre aux pièces polaires 5 et faites dans la même matière que la plaque 9, les pièces polaires 10 étant toutes à la même distance de l'axe 3 que les pièces polaires 5 et étant aussi également réparties autour de cet axe. Les pièces polaires 5 et 10 sont enchevêtrées de façon qu'en faisant le tour de l'axe, on rencontre alternativement une pièce polaire 5 et une pièce polaire 10.
Les pièces polaires 5 et 10 ont des faces polaires de même largeur dans le sens de la circonférence d'un cercle concentrique à 1'axe de la pièce 3, l'écartement entre pièces polaires voisines étant toujours le même. La somme de la longueur cironférentielle de la face polaire d'une pièce polaire et ae l'intervalle entre pièces polaires voisines est dénommée le pas polaire. On peut remarquer que les pièces polaires 10 sont, au point de vue magnétique, associées avec une extrémité du noyau 6, et que les pièces polaires 5 sont magnétiquement associées avec l'autre extrémité du noyau 6 par l'intermédiaire de la pièce 3 et de la carcasse 1.
Une bobine il est enroulée autour du noyau 6 de manière à remplir le vide annulaire compris entre le noyau 6 d'une part et la carcasse 1 et la pièce ,. d'autre part, les connexions 12
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et 13 de la bobine il sortant de la carcasse 1 par un manchon
14 prévu du côté de l'extrémité fermée de celle-ci. Une pièce support, portant la référence générale,'15 et se présentant sous la forme d'une pièce annulaire 16, s'applique contre l'extrémité ouverte de la carcasse 1 et entoure la pièce 3 ainsi qu'une traverse 17 s'étendant diamétralement en travers de la pièce annu- laire 16.
La traverse 17 est pourvue d'un coussinet 18 servant à recevoir une extrémité d'un axe 19 dont l'autre extrémité tourne dans un coussinet 20 solidaire de l'extrémité du noyau 6 associé aux pièces polaires 10. L'axe 19 est monté concentriquement à l'axe de la carcasse 1 et traverse l'ouverture 4 pratiquée dans la pièce 3. L'axe 19 porte un rotor 21 à aimant permanent se pré- sentant sous la forme de quatre branches 22,23, 24 et 25 dirigées de l'axe 19 vers les faces polaires des pièces polaires 5 et 10 et s'étendant jusque dans le voisinage immédiat de celles-ci.
Chaque branche du rotor 21 a une largeur, au moins sur la majeure partie de sa longueur, ne dépassant pas la largeur des pièces polaires 5 et 10, cette largeur étant, de préférence, légèrement plus faible, par exemple de l'ordre de %.
L'extrémité de la branche 22 est pourvue d'une partie plus large ou tête 22a constituant une face polaire ayant une longueur circonférentielle ne dépassant le pas polaire que de 25% au plus et, de préférence, entre 10% et 20%. Cette face polaire a une po- larité. La branche 23 est dirigée, en partant de l'axe 19, dans une direction légèrement inclinée sur la direction opposée à celle de la branche 22, la branche 23 étant pourvue, à son extrémité, d'une face polaire ayant une largeur en substance égale à celle des branches.
Cette face polaire de la branche 23 a une polarité opposée à celle de la face polaire de la branche 22, et les bran- ches 22 et 23 sont disposées de telle façon que, lorsque la face polaire de la branche 23 se trouve opposée à une pièce polaire 5, la face polaire de la branche 22 se trouve opposée à une pièce po- laire 10, tout en couvrant complètement le vide entre la pièce
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polaire 10 et la pièce polaire 5 voisine.
La branche 24 a une face polaire de la même polarité que celle de la branche 22 et une largeur égale à celle de la face polaire de la branche 23, et elle est agencée de façon à se trouver opposée à une face polaire d'une pièce polaire du même groupe que celle opposée'à la face polaire de la brahnche 22 et voisine de celle-ci, c'est-à-dire qu'une seule pièce polaire de l'autre jeu se trouve entre la pièce polaire opposée à la face polaire de la branche 22 et la pièce polaire opposée à la face'polaire de la branche 24. L'extrémité de la branche
25 est pourvue d'une partie plus large ou tête 25a constituant une face.polaire ayant une largeur en substance égale à celle de la tête 22a et une polarité qui est la même que celle de la face polaire de la branche 23.
Les faces polaires des branches 23 et 25 sont disposées de manière à se trouver opposées à des pièces po-' laires voisines du même groupe, tout en étant séparées par une seule pièce polaire de l'autre groupe. Les faces polaires du rotor 21 ont une dimension axiale égale et constante et se trouvent sur une circonférence d'un cercle concentrique à l'axe 19. Ce dernier porte une roue à rochet 26 en nylon,une lame de ressort en bronze phosphoreux 27 étant appliquée contre son pourtour (figure 3). La .roue 26 et le ressort 27 ont pour rôle d'amortir les oscillations du rotor aux grandes vitesses, de façon que l'appareil fonctionne de manière sûre avec des impulsions électriques à des vitesses de l'ordre de 100 impulsions par seconde.
L'axe 19 est aussi pourvu d'un pignon d'entraînement 28 qui peut être accouplé, de manière con- nue, à un mécanisme compteur ou enregistreur convenable.
Le fonctionnement de l'appareil est donne ci-après.
'Quand la bobine il n'est pas alimentée, le rotor à aimant permanent reste bloqué dans n'importe quelle position, avec les faces polaires des branches 22 et 24 opposées aux faces polaires de pièces polaires voisines d'un groupe et les faces polaires des branches 23 et 25 opposées aux faces polaires de pièces polaires voisines de l'autre groupe, à cause de l'attraction exercée par le rotor à aimant per-
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manent sur les pôles en fer doux 5 et 10, la plaque 9, le noyau 6, la carcasse 1 et la pièce 3 servant à fermer le circuit magnétique L'importance de l'action magnétique des têtes 22a et 25a est in- suffisante pour vaincre ces forces d'attraction.
Quand la bobine 11 est excitée dans le sens voulu pour augmenter l'attraction entre les pièces polaires 5, 10 et les faces polaires opposées des bran- ches 22,23, 24 et 25, aucun mouvement ne se produit, et le rotor 21 reste dans sa position. Toutes les pièces polaires 5 d'un groupe acquièrent une polarité, tandis que toutes les pièces po- laires 10 de l'autre groupe acquièrent la polarité opposée. Quand la bobine 11 est alimentée en sens opposé, la polarité des pièces polaires 5 et 10 est inversée et les pièces polaires opposées aux faces polaires des branches 22,23, 24 et 25 repoussent les bran- ches, tandis que les pièces polaires se trouvant de part et d'au- tre attirent les branches.
Les têtes 22a et 25a sont dirigées dans. le ¯même sens autour de l'axe 19 et présentent une arête frontale qui recouvre légèrement la pièce polaire voisine de celle opposée à la face polaire de la tête correspondante, dans la direction de la tête. Ceci produit une action magnétique qui a pour effet que les branches 22 et 25 sont attirées dans le sens voulu pour mieux recouvrir ces pièces polaires voisines que les pièces polaires situées de l'autre côté des pièces polaires respectives opposées aux faces polaires des têtes, et le rotor avance donc d'un pas dans le sens de la plus forte attraction. Grâce aux têtes 22a et 25a, le rotor 21 ne tourne jamais que dans un sens.
Si on inverse le courant dans la bobine 11, les polarités des pièces polaires 5 et 10 s'inversent à nouveau et le rotor 21 avance d'un autre pas dans la même direction. Si donc on alimente la bobine alternative- ment en sens opposés, le rotor 21 avance pas à pas dans une seule direction et compte le nombre d'inversions, cette information étant communiquée à un compteur et/ou à un mécanisme enregistreur par le pignon d'entraînement 28. Il est à remarquer que, lorsque les inver- sions se font à des vitesses de l'ordre de 100 par seconde, l'inertie
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du rotor 21 peut provoquer des oscillations de ce dernier, oscil- lationsqui pourraient nuire au bon fonctionnement de l'appareil.
Ces oscillations sont amorties par la roue à rochet 26 et le res- sort 27, de façon que l'appareil fonctionne de manière satisfai- sante à ces vitesses élevées. A des vitesses plus faibles, la roue à rochet 26 et le ressort 27 peuvent être omis.
Quoique, dans l'exemple précédent, le rotor 21 soit pourvu de quatre branches, il va de soi que le nombre de branches peut être un nombre quelconque à partir de deux, à condition que, le nombre total de branches ne dépasse pas le nombre total de pièces polaires 5 et 10. Il est à remarquer, en outre, que le nombre de branches pourvues d'une tête à une extrémité peut être quelconque, à condition que chaque tête soit dirigée dans le même direction autour de l'axe du rotor et qu'elle ait une face polaire dont la longueur circonférentielle est en.substance égale à celle de la face polaire de la tête 22a ou 25a.
Il est cependant préfé- rable que, comme décrit, dans chaque paire de 'branches de polarités opposées, une branche soit pourvue d'une tête, tandis que l'autre branche de la paire a une face polaire d'une longueur circonféren- tielle en substance égale, mais, de préférence, légèrement infé- rieure à la largeur de la face polaire d'une pièce polaire, de façon que la face polaire de cette autre branche, par exemple la branche 23, se trouve en substance en alignement avec la face po- laire de la pièce polaire opposée et que la première branche de la paire, par exemple la branche 22,'ait une face polaire recouvrant la face polaire d'une pièce polaire et, en plus, le vide séparant cette pièce polaire de la pièce polaire voisine.
La description ci-dessus montre que, lorsque la bobine 11 est alimentée, les pièces polaires µ acquièrent une polarité et les pièces polaires 10 acquièrent la polarité opposée et que, pour que l'appareil puisse compter des impulsions électriques, ces impulsions doivent être utilisées à 'effet d'inverser la polarité des pièces polaires, Quand'une sèule bobine 11 est utilisée
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- toutes les Impulsions à compter étant de même polarité,;il 'faut
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utiliser un dispositif de'commutation.ponr qu'une,impusi9:sur deux alimente- la bobine 11 dans un sens et l'autre dans l'autre sens.
Ou bien, au lieu d'utiliser une seule bobine 11, on peut enrouler deux bobines Sur le. noyau 6. de façon qu'une de ces bobines quand elle reçoit des impulsions d'une polarité,, communique une polarité aux pièces polaires 5 et la polarité opposée aux pièces polaires 10, et- que- 1-'autre bobine, . quand elle reçoit, des.- impul- sions de la même polarité, inverse les polarités des .pièces po- laires 5 et 10. 'Dans- 'ce ' cas. les impulsions. d'un- sens doivent
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être- uti-llbgbs,71poul7le alimenter une bobiné, les ïmpu-là-ione, -reqtantes étant u't-il1lsé-è:gS pàUir alimeàter l'autre' bobine.'.
Sui:vant une autre v.aHmw, W 2ë à-7iae dëux bobines peut être. alimentée de .±.a.ço1J;.à don- ner une 'valeurs d'-aB)&re s#tottra tandis que l'autre bablu-e- est alimehtée pi 1es='impul'sions é.ectriqx7,es.' à nonpter à l' ef.fe de donner à -1 empè re s -tours plus- g.an.e=que-aei3s .de à première bobine, la secode bobine, quand elle.;est alimentée, étant en opposition' avec'la première bobine et prenant le pas sur celle-ci de façon que les polarités des pièces. polaires 5 ou 10
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" sÓié²j:::!r.réet:P-1ta:"be'tte: seconde pobine quand celle-ci ssl ali- men-t -r î$- q.i.sio; : 1'o-tar 2LL avnan: d'um pas, ; tandis qu' à là fIn.=dè rl'i3"p'id:ôn,1.a'prém.r- bobine'. .repx.end.:1Le::
tl,es.su 'èt réinërseWestb2f¯i.s de sJ piè OEus1iT oîBi res# <5= e:"t-.ll).,2l..aim<Dro.1' ''' avàn'ç'âa't z'ia eRc'oN..! 1)an's2:O F aS) 7.b:yx.em.re balain.e: ebduit . en 1"ai t'j -i1l'1Ef'àd-i1i'0D. :mfagnétiq1;Íè -, f'l'j;'e: é:t.l e..e -e,t ¯bmp.oé'3 i pré- férendi3; d1--àn, grÍ:â1d!,nom.bI'e.-d.e 'pire,: af ia d7e--prbndze .I:!1tJt.1mimmum de courant pou-prbab.ire= ieo'bréz d'.bmpÉrstburs=rflt.3:. a2s le .cൠ>%od3LdéFéµà? !Le. rotor avance de -deux -ptab- pàr± 1t#puLµion, le comp- j ëur''oupprei4.'-'enregistreur .pbuva:ht1.lteni-ir 1npi;±'B.; c1rtte.L.parti- cu-;"a' -n...t?t'..!i);1(' :,; i'. f:JII j E t ': ¯, ' .; >- '. l .i 1 : " .<;':. 1 '-'\ 1, j e " " 'v'T1 t' tioter que,- quoique l:eb:.==ttes' 2a:= ét .2ra tdeE,l.'exem.- 'g7.éé.âe'brf'éec aux figures:: 1::à: :3;:aien:tzr::i.gteaar .
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longueur circonférentielle d'une face polaire d'une pièce polaire plus un pas polaire, le déséquilibre magnétique ou l'action magné,4 tique nécessaire pour que le rotor 21 n'avance que dans une direc- tion peut être obtenu avec une ou des têtes ayant une face polaire dont la longueur circonférientielle est supérieure à celle d'une face polaire d'une pièce polaire mais inférieure à celle d'un nombre entier de pas polaires plus une pièce polaire, ou avec une ou des têtes ayant une longueur circonférentielle inférieure à un. pas polaire mais supérieure à celle d'une face polaire d'une pièce polaire.
L'expérience a montré cependant/qu'un compteur comme décrit ci-dessus, dans lequel les faces polaires du rotor 21 ont une dimension axiale constante et égale et se trouvent sur la circonférence d'un cercle concentrique à l'axe 19, a le meilleur rendement quand les faces polaires des têtes ont une longueur cir- conférentielle inférieure de moins de 10% et supérieure de moins de 20% à un pas polaire.
L'effort magnétique exercé sur le rotor 21 est une fonc- tion des dimensions des faces polaires du rotor, ces dimensions comprenant les longueurs. circonférentielles des faces polaires, leur dimension axiale et l'écartement radial entre les faces po- laires du rotor et les faces polaires des pièces polaires. En choisissant convenablement une ou plusieurs de ces dimensions, on peut obtenir l'effort magnétique nécessaire pour obtenir la rotation dans un seul sens du rotor 21, comme il ressort clairement de l'exemple décrit ci-après avec référence aux figures 4 et 5.
Dans cet exemple, le rotor '-21 porte deux branches ayant les références respectives 29 et 30. Ces branches 29 et 30 ont des faces polaires de polarités opposées et il est supposé, dans le présent exemple, que la branche 29 a une face.polaire de pola- rité nord et la branche 30 une face polaire de polarité sud. Le rotor 21 est destiné a tourner pas à pas dans le sens horlogique, et les expressions "arêtes frontales et dorsales" utilisées ci-après sont à considérer en rapport avec un sens de rotation horlogique.
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La figure 4 représente le rotor 21 dans sa position fixe ou "de blocage", dans laquelle l'arête dorsale de la face pols.ire de la branche 29 se trouve opposée à une pièce polaire 10 de polarité sud, tandis que son arête frontale se trouve opposée à une pièce polaire 5 de polarité nord, les faces polaires de chacune des branches 29 et 30 recouvrant cinq pas polaires plus une pièce po- laire. L'arête dorsale de la. face polaire de la branche 30 se trouve opposée à une pièce polaire 5 de polarité nord, tandis que son arête frontale se trouve opposée à. une pièce polaire 10 de polarité sud.
Les faces polaires des branches 29 et 30 sont divi- sées chacune en trois parties de face polaire portan respectivement les références 29a, 29b et 29c, et 30a, 30b et 30c, chaque partie de face polaire ayant une longueur circonférentielle en substance égale à un pas polaire plus la longueur circonférentielle d'une pièce polaire et étant séparée de la partie de face polaire voisine par une encoche 31 d'une largeur en substance égale à l'écartement entre pièces polaires voisines.
Toutes les parties de face polaire sont semblables, ayant chacune un rayon de courbure allant en dé- croissant dans le sens horlogique et ayant une épaisseur axiale al- lant en décroissant dans le même sens, de façon que l'arrête fron- tale de chaque partie de face polaire soit moins haute que son arête drosale et soit radialement plus écartée de la pièce polaire opposée que l'arête dorsale. Les forces de répulsion exercées sur les arêtes frontales des parties de face polaire sont donc moindres que les forces d'attraction'exercées sur leurs arêtes dorsales par les pièces polaires opposées, tout en étant insuffisantes pour dé-. loger le rotor de sa position représentée.
Au contraire, quand les polarités des pièces polaires 5 et 10 sont inversées, les arêtes frontales des parties de face polaire subissent une force d'attrac tion et les arêtes dorsales une force de rpulsion, avec, comme résultat, que le rotor 21 avance d'un pas dans le sens de la force d'attraction, c'est-à-dire dans le sens horlogique.
Il est à remarquer que les parties de face polaire 29a,
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29b et 29c peuvent être considérées comme se trouvant aux extré- mités de branches radiales réunies entre elles sur la plus grande partie de leur longueur et n'étant séparées qu'à leurs extrémités par les encoches 31; les parties de face polaire 30a, 30b et 30c peuvent être considérées de même. Il est à noter aussi que la longueur circonférientielle des parties de face polaire peut être plus petite que celle décrite, à condition qu'elle soit supérieure à celle d'une pièce polaire.
REVENDICATIONS.
1. Compteur.électro-magnétique caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs pièces polaires semblables en une matière à faible force coercitive et réparties à égale distance de et à inter- valles en substance égaux autour d'un axe, ces pièces polaires étant agencées de façon que les pièces polaires paires puissent prendre une polarité et les pièces polaires impaires la polarité opposée, des dispositifs électro-magnétiques adaptés de façon à commander, quand ils sont excités, les polarités de ces pièces polaires, un rotor à aimant permanent monté de façon à tourner autour du dit axe,
et au moins deux faces polaires de polarités opposées faisant partie du rotor et décalées angulairement par rapport à cet axe de manière qu'une face puisse se trouver en substance opposée à une pièce polaire d'une polarité et de manière que -l'autre face puisse se trouver en substance opposée à une pièce polaire de l'au- tre polarité, une face polaire au moins étant dimensionnée de façon à appliquer, à ce rotor, une action magnétique incapable de faire tourner le rotor quand les faces polaires sont magnétiquement attirées par les dites pièces polaires en substance opposées, mais qui fait tourner le rotor dans un sens quand ces faces polaires sont magnétiquement repoussées par les dites pièces polaires en sub- stance opposées.