CH357355A - Dispositif électromagnétique à aimant permanent permettant d'entretenir le mouvement d'un organe - Google Patents

Description

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 Dispositif    électromagnétique   à aimant    permanent   permettant    d'entretenir   le mouvement d'un    organe   Le présent brevet a pour objet un dispositif    électromagnétique   à aimant permanent    utilisable   notamment dans une pièce d'horlogerie pour l'entretien du mouvement du balancier, comprenant au moins un circuit magnétique constitué par une partie    fixe   et par une partie solidaire de l'organe dont on veut entretenir le mouvement, l'une d'elles étant    aimantée   de façon permanente,

   tandis que l'autre est en un matériau magnétique non rémanent et est périodiquement et    temporairement   traversée pendant le mouvement relatif des deux dites    parties   par une portion du    flux   magnétique    émanant   de la partie    aiman-      tée,   un blindage fixe par    rapport   à la partie aimantée et un circuit électrique    comprenant   une    source   de courant, une bobine    captrice,   une bobine    motrice   et un amplificateur,

   le tout de manière que la dérivation du flux dans la    partie   non rémanente du circuit magnétique induise une tension dans la bobine    cal>      trice   engendrant une impulsion d'entretien dans la bobine    motrice.   



  Ce dispositif est caractérisé par le    fait   que ledit blindage est localisé au voisinage immédiat de la partie aimantée du circuit magnétique et est conformé de façon à ne dériver qu'une fraction    négligeable   du    flux   pendant les intervalles de temps au    cours   desquels la    partie   non    rémanente   du circuit magnétique est magnétisée et de façon que les durées des,    pério-      des   transitoires marquant le début et la    fin   de ces intervalles de temps soient extrêmement brèves. 



  Le dessin représente, à titre d'exemple, plusieurs    formes   d'exécution de l'objet de l'invention constituant des dispositifs d'entretien du mouvement d'un ensemble balancier-spiral. 



  La    fig.   1 est une vue en plan d'une première forme d'exécution. La    fig.   2 en est une vue en coupe par la    ligne      II-II   de la    fig.   1. 



  La    fig.   3 est une vue en élévation, de    face,   du blindage et de l'aimant. 



  La    fig.   4 est une vue en plan d'une deuxième forme d'exécution,    dans   laquelle la    partie   oscillante du    circuit   magnétique a été coupée selon la ligne    IV-      IV   de la    fig.   5. Cette    dernière   figure est une vue en coupe selon la ligne    V-V   de la    fig.   4 sans la partie fixe du circuit magnétique. 



  La    fig.   6 est une vue en plan d'une troisième forme d'exécution. 



  La    fig.   7 est une vue en coupe par la ligne    VII-      VII   de la    fig.   6. 



  La    fig.   8 est une vue en plan d'une quatrième forme d'exécution. 



  Les    fig.   9 à 18 représentent des schémas de circuits électriques applicables aux    différentes   constructions représentées aux    fig.   1 à 8. 



  La première forme d'exécution représentée    (fig.   1 à 3) comprend un circuit magnétique formé, d'une    part,   d'un aimant permanent 10,    fixe,   et, d'autre part, de deux palettes 11 en matériau magnétique non    ré-      manent   calées sur l'arbre 12 du balancier et    reliées      magnétiquement   par un canon 13. 



  Elle comprend encore un bobinage fixe 14 dis, posé    coaxialement   au canon 13 entre les palettes 11. Ce bobinage est formé    par   une bobine    captrice      B..   et une bobine motrice    Bm   respectivement insérées dans les circuits d'entrée et de sortie d'un    amplificateur.   



  L'aimant 10 présente la forme d'un E. Son aimantation est telle que les    surfaces,   en regard d'une même    palette   11 sont de même    polarité;   mais de    polarité   inverse    pour   chacune des    palettes..   Il est encastré dans un    blindage   15, en matériau non rémanent à haute    perméabilité      magnétique,      présentant   la 

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 forme d'un secteur annulaire centré sur l'axe 12.    Ce      blindage   est fendu à la hauteur des entrefers de l'ai orant de manière à permettre le passage des extrémités des palettes pendant l'oscillation du balancier. 



     Le   mouvement de ce dernier est entretenu par des    impulsions   transmises périodiquement aux palettes dans les,    conditions   suivantes Pendant le mouvement oscillant du balancier, le flux émanant de l'aimant 10 se ferme, soit dans le    blindage   15, soit en partie à travers ce dernier et en partie à travers les palettes 11, selon que les extrémités de    ces   dernières se trouvent à l'extérieur ou à    l'intérieur   de    l'aimant.   Les palettes sont donc le siège au moment où elles entrent et au moment où elles    sortent   de l'aimant 10, de variations de flux qui engendrent dans la bobine    B,   des    signaux   de sens opposés.

   L'amplificateur est agencé de manière à    n'amplifier,   de préférence, que les    signaux   de sortie et de façon que les impulsions traversant la bobine    B,n   aient un sens correspondant à une répulsion de l'aimant et des palettes. 



  Il y a lieu de remarquer qu'il s'ajoute à cette impulsion d'entretien    électromagnétique   une seconde impulsion purement    magnétique   due à l'aimantation des    palettes   au moment où elles s'engagent dans l'aimant. 



     Dans   ces conditions le balancier reçoit à chaque alternance deux impulsions d'entretien, l'une avant, l'autre après son passage par sa position    d'équilibre   statique. 



  En fait, on cherchera à localiser ces deux impulsions au voisinage    immédiat   de la position d'équilibre statique, en    réduisant   au    maximum   la durée des périodes transitoires. A cet égard, la construction représentée aux    fig.   1 à 3 est    particulièrement   favorable. 



  Pour supprimer    l'aimantation   résiduelle qui pourrait subsister dans les palettes après leur sortie de    l'aimant   et qui pourrait gêner leur dégagement du    blindage,   on peut introduire dans le circuit    électrique   un condensateur se déchargeant dans la bobine motrice après le passage d'une impulsion d'entretien, en sens    inverse   de celle-ci. La charge de    ce   condensateur pourra être opérée par    self-induction   ou par    une   source de courant. On choisira naturellement les caractéristiques du circuit de manière que    cette   décharge n'engendre pas des oscillations électriques. 



  Des    circuits      électriques      correspondant   notamment à    ces   deux cas, sont représentés aux    fig.   9 à 18, qui sont    expliquées   plus loin. 



  En variante,    cette   première forme d'exécution pourrait comprendre des palettes coopérant avec deux aimants    diamétralement   opposés par rapport à l'axe du    balancier.   Dans ce cas,    l'amplitude   maximum admissible des oscillations de ce dernier sera réduite de moitié. 



     Dans   la    seconde   forme d'exécution représentée aux    fig.   4 et 5, la    partie   fixe du circuit magnétique est    constituée.   par une    pièce   16, en matériau non rémanent, présentant la    forme   d'un V sur les bran- cher de laquelle sont respectivement enroulées les bobines    B,   et    B",,.   La partie oscillante de ce circuit est formée par deux culasses. 17 calées sur l'axe 18 du    balancier,   par deux paires d'aimants. permanents 19    diamétralement   opposés aux extrémités des culasses, et par deux tubes fendus 20 entourant    coaxiale-      ment   et respectivement les deux paires d'aimants. 



  Les    aimants   de chaque paire sont placés à une certaine distance l'un de l'autre, de manière. à ménager deux entrefers. L'aimantation de    ces   aimants est telle que les faces délimitant chaque entrefer sont de même polarité et de polarité inverse pour les deux entrefers. 



     Ceux-ci   sont traversés périodiquement, pendant l'oscillation du balancier, par les semelles 21 des branches de la pièce 16. 



  Les culasses 17 et les tubes 20, qui sont en matériau à haute perméabilité magnétique et non rémanents, constituent le blindage des aimants 19. 



  Dans, ces, conditions, le flux émanant de ces derniers se ferme par la    pièce   16 lorsque la partie oscillante du circuit magnétique se trouve dans sa position d'équilibre statique    (fig.   4). 



  Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est exactement le même que    celui   de la forme d'exécution représentée aux fi-. 1 à 3. 



  Dans la troisième forme    d'exécution   représentée (fia. 6 et 7), la    partie      fixe   du circuit magnétique est constituée par une pièce 22 formée de deux branches dont les semelles 23 sont superposées et autour desquelles sont respectivement enroulées les    bobines      B,   et B,,,. Sa partie solidaire du balancier est du même type que la précédente mais ne    comporte   qu'un seul aimant 24 à deux extrémités de polarités différentes. 



  Le flux magnétique de l'aimant 24 se ferme alternativement dans la pièce 22 et dans le blindage. Le fonctionnement est encore le même que précédemment.    L'amplitude   de l'oscillation du balancier peut atteindre 300  environ. 



  Cette    amplitude   est réduite de moitié dans la quatrième forme d'exécution représentée à    la      fig.   8 qui    comporte   deux circuits    magnétiques   distincts dont les parties fixes 25 et 26 portent respectivement la bobine    B,   et    B"L   et dont les    parties      oscillantes,   diamétralement opposées, sont constituées par deux aimants du type de la fi-. 7. 



  Dans cette dernière forme d'exécution, les semelles 27 et 28 sont    angulairement   décalées et de longueurs différentes, de manière que dans un sens de rotation du balancier, les impulsions traversant la bobine B", soient sans effet sur    ce   dernier. 



  On a enfin représenté aux    fig.   9 à 18 un    certain   nombre de circuits électriques à transistor applicables aux différentes constructions décrites. Tous,    ces   circuits admettent un certain nombre de variantes    caractérisées   par la position respective des. bobines par rapport aux électrodes du transistor. C'est ainsi que dans tous les exemples donnés, la bobine    motrice   peut être introduite soit dans le circuit collecteur, soit 

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 dans le circuit émetteur du transistor tandis que la bobine    captrice,   généralement située dans le circuit de base, peut être placée dans le circuit    d'émetteur   lorsque la bobine motrice est placée dans    celui   du collecteur.

   Enfin, lorsque la bobine    motrice   est placée dans le circuit émetteur, la bobine    captrice,   généralement placée entre émetteur et base, peut également être placée entre la base et la masse,    ce   qui    implique   une tension d'entrée plus élevée. 



  Le circuit de la    fig.   9 comprend une pile P, un transistor T, les bobines B. et B, une    thermistance   R et un condensateur C, en parallèle avec la    bobine   B,,,. Ce condensateur C est chargé par le courant de    self-induction   engendré par la    disparition   de l'impulsion motrice, et se décharge, après le passage de cette impulsion, en sens inverse de celle-ci, dans la bobine motrice en produisant un champ démagnétisant dans la partie non rémanente du circuit magnétique. 



  Dans le circuit de la    fig.   10 qui comprend    les   mêmes éléments que ceux de la    fig.   9, le condensateur C est chargé par la pile P lors de l'impulsion. Ce    condensateur   se décharge à travers la bobine B. et la résistance R avec le même effet que le condensateur du circuit de la    fig.   9, après le passage de l'impulsion    motrice.   La    résistance   R contribue, d'autre    part,   à compenser la dérive thermique, du transistor. Elle introduit également une constante de temps    RC   qui permet de bloquer le transistor après chaque impulsion    motrice   pour une durée déterminée. 



  Ce blocage du transistor est obtenu dans le circuit de la    fig.   11, qui fonctionne selon le même principe que celui de la    fig.   9, par un condensateur Cl. 



  En choisissant convenablement la valeur des éléments qui déterminent la durée de    blocage   du transistor, il est possible de ne transmettre au balancier qu'une impulsion d'entretien toutes les deux alternances, c'est-à-dire que des impulsions, de même sens. 



     Dans   le circuit de la    fig.   12, dans lequel on retrouve les éléments des circuits des    fig.   9 et 10, on a prévu un    condensateur      C.,   qui découple la résistance R et introduit une constante de temps    RC2.   



  Le circuit représenté à la    fig.   13 est un perfectionnement du circuit de la    fig.   12 dans lequel la compensation de la dérive thermique est améliorée. Ce circuit comprend une diode d, de    préférence   au silicium, qui ne donne lieu à un courant direct qu'à    partir   d'une tension de l'ordre de 0,3 volt,    ce   qui assure une    certaine   tension de polarisation de la base du transistor par    rapport   à la masse. L'émetteur suit cette polarisation de la base grâce au condensateur    Cz,   ce qui permet à un courant de repos bien déterminé de circuler dans la résistance R.

   Le condensateur    G,   assure le couplage dynamique entre la bobine    B",   et la base du transistor. La résistance RI polarise la base en courant. Suivant le type de transistor utilisé, la résistance RI devrait shunter la diode. Dans ce circuit, deux constantes de temps interviennent pour le    blocage   du transistor,    Rl-      C1et      Rq.   Le circuit de la    fig.   14 est une variante de celui de la    fig.   11,

   dans laquelle on a introduit    une      ther-      mistance   R pour la    compensation   de la dérive    ther-      mique.   Le circuit de la    fig.   15 est une    variante   du    précédent,   dans lequel la compensation de la dérive thermique est améliorée par une résistance d'émetteur R découplée par un condensateur C.. 



  Dans le circuit de la    fig.   16, la dérive    thermique   est compensée par une résistance d'émetteur R découplée par une diode au    silicium   d qui devient brusquement    conductrice   à partir de 0,3 volt. La tension de repos de l'émetteur sera donc choisie vers 0,2 volt, de manière que la compensation de la dérive    thermique   se produise dans la    région   non    conductrice   de la diode dont l'action n'interviendra qu'au moment d'une impulsion motrice. Une    thermistance   R' de polarisation de la base complète la    compensation.   



  Dans le schéma de la    fig.   17, la polarisation de la base du transistor est assurée par    l'intermédiaire   d'une thermistance R' et d'une diode    Zéner   Z dont la tension de fonctionnement est de    quelques,   dixièmes de volt inférieure à celle de la    pile,   de manière à assurer une certaine marge de compensation de la dérive thermique. Pour les transistors au    silicium,   en    particulier,   on shuntera la diode par une    résistance   et on supprimera la    thermistance   R'. 



  La    fig.   18 enfin est une variante des    fig.   11 et 14 dans laquelle on a ajouté une diode d    chargée   d'éviter l'apparition d'oscillations parasites résultant du couplage des bobines B. et 13,. 



  Le dispositif selon l'invention pourrait aussi être appliqué à l'entraînement d'un moteur à rotation continue.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Dispositif électromagnétique à aimant permanent permettant d'entretenir le mouvement d'un organe, dispositif comprenant au moins un circuit magnéti- que constitué par une partie fixe et par une partie solidaire de l'organe dont on veut entretenir le mouvement, l'une d'elles étant aimantée de façon permanente, tandis que l'autre est en un matériau magnétique non rémanent et est périodiquement et temporairement traversée pendant le mouvement relatif des deux dites parties par une portion du flux magnétique émanant de la partie aimantée,

   un blindage fixe par rapport à la partie aimantée et un cir- cuit électrique comprenant une source de courant, une bobine captrice, une bobine motrice et un amplificateur, le tout de manière que la dérivation du flux dans la partie non rémanente du circuit magnétique induise une tension dans la bobine captrice engendrant une impulsion d'entretien dans la bobine motrice,

   caractérisé par le fait que ledit blindage est localisé au voisinage immédiat de la partie aimantée du circuit magnétique et est conformé de façon à ne dériver qu'une fraction négligeable du flux pendant les intervalles de temps au cours desquels la partie non rémanente du circuit magnétique est magnétisée et de façon que les durées des périodes transitoires <Desc/Clms Page number 4> marquant le début et la fin de ces intervalles de temps soient extrêmement brèves. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la partie aimantée du circuit magnétique est fixe et comprend deux entrefers parallèles, tandis que sa partie non rémanente est mobile et comprend deux palettes, calées sur l'arbre d'un balancier traversant périodiquement et simultanément lesdits entrefers pendant l'oscillation du balancier, les bobines étant fixes et disposées entre çes deux palettes, autour de l'axe du balancier. 2.

   Dispositif selon la revendication I et la sous- revendication 1, caractérisé par le fait que la partie aimantée du circuit magnétique est constituée par un aimant permanent en forme de E présentant une aimantation telle que les faces en regard des deux entrefers soient de même polarité. 3. Dispositif selon la revendication I et les sous- revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit blindage présente la forme d'un secteur annulaire dans lequel ledit aimant est encastré et deux fentes pour le passage des palettes. 4.

   Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la partie aimantée du circuit magnétique est mobile et comprend deux aimants diamétralement opposés par rapport à l'axe d'un balancier, présentant chacun un entrefer, tandis que sa partie non rémanente est formée par une pièce fixe, autour de laquelle les bobines sont enroulées, qui présente deux semelles traversant respectivement et simultanément lesdits entrefers pendant les déplacements de l'organe dont on veut entretenir le mouvement. 5.

   Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que la partie aimantée du circuit magnétique est mobile et comprend un aimant à deux pôles parallèles tandis que sa partie non rémanente comprend deux semelles polaires superposées passant simultanément et périodiquement devant lesdits pôles pendant les déplacements de l'organe dont on veut entretenir le mouvement. 6.

   Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait qu'il comprend deux circuits magnétiques. distincts formés, chacun d'un aimant à deux pôles fixé sur un balancier de façon diamétralement opposée et d'une partie non rémanente fixe présentant deux semelles passant périodiquement et simultanément pendant l'oscillation du balancier devant les deux pôles dé l'aimant correspondant, l'une des bobines étant enroulée autour de la partie non rémanente de l'un des circuits, l'autre autour de la partie non rémanente du second circuit. 7.

   Dispositif selon la revendication I et 1a sous- revendication 6, caractérisé par le fait que les semel- les de l'une des parties non rémanentes sont plus larges que les semelles de l'autre partie non rémanente. 8. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que ledit circuit électrique comprend un condensateur en parallèle (au point de vue alternatif) avec la bobine motrice, condensateur qui se décharge dans cette dernière après le passage de chaque impulsion motrice en sens inverse de celle-ci, de manière à démagnétiser la partie non rémanente du circuit magnétique. 9.

   Dispositif selon la revendication I et la sous- revendication 8, caractérisé par le fait que le circuit électrique est agencé de façon que ledit condensateur soit chargé par le courant induit par la variation du flux magnétique engendré par la disparition de l'impulsion motrice. 10. Dispositif selon la revendication I et la sous, revendication 8, caractérisé par le fait que ledit circuit électrique est agencé de façon que ledit condensateur est chargé par l'impulsion motrice. 11. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que le circuit électrique comprend des moyens définissant une constante de temps de blocage du transistor constituant ledit amplificateur, après chaque impulsion motrice pour une durée déterminée. 12.

   Dispositif selon la revendication I et la sous- revendication 11, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par un condensateur et par une résistance. 13. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que le circuit électrique comprend des moyens pour compenser la dérive thermique du transistor constituant ledit amplificateur. 14. Dispositif selon la revendication I et la sous- revendication 13, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par une résistance d'émetteur découplée par un condensateur. 15.

   Dispositif selon la revendication I et la sous- revendication 13, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par une résistance d'émetteur découplée par une diode (fig. 16). 16. Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que le circuit électrique comprend des moyens pour éviter l'apparition d'oscillations électriques parasites dues au couplage des bobines. 17. Dispositif selon la revendication I et la sousrevendication 16, caractérisé par le fait que lesdits moyens sont constitués par une diode (fig. 18). REVENDICATION II Utilisation du dispositif selon la revendication I dans une pièce d'horlogerie pour l'entretien du mouvement du balancier.