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Mécanismes d'entraînement.
Cette invention se rapporte à des dispositifs pour amortir le mouvement de mécanismes tels que les mécanismes d'entraînement des appareils enregistreurs ou reproducteurs de sons et elle a pour but principal de fournir le moyen de produire un effet amortisseur proportionnel à la vitesse d'entraînement.
Il est essentiel pour obtenir un enregistrement ou . une reproduction fidèles des sons dans des appareils à dis- ques phonographiques, de maintenir le mouvement relatif entre le style et le disque indépendant des irrégularités de vi- tesse qui tendent à se produire par suite de fluctuations de la vitesse d'entraînement et d'oscillations des différents organes à leurs fréquences de vibration naturelles. De même, lorsqu'il s'agit d'appareils enregistreurs et reproducteurs
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à films, il est essentiel pour obtenir de bons résultats que la vitesse du film soit maintenue indépendante des effets extérieurs.
Différents dispositifs ont déjà été imaginés pour stabiliser la vitesse des appareils enregistreurs ou repro- ducteurs de sons et pour empêcher le mouvement de galop.
Dans le but d'amortir les irrégularités de vitesse, on em- ploie d'ordinaire une pièce rotative relativement lourde telle qu'une roue dentée ou un volant. On a cru résoudre le problème consistant à empêcher le galop au moyen de surfaces disposées de manière à frotter l'une sur l'autre et à pro- duire ainsi un effort de friction susceptible de réduire la tendance aux oscillations. Ces dispositifs, toutefois, n'ont pas donné entièrement satisfaction en pratique, parce qu'ils produisent un effort amortisseur à peu près constant quelles que soient les vitesses relatives des surfaces de frottement., Ces dispositifs amortisseurs agissent habituellement par simple- friction entre des solides et il est bien connu qu'une friction de cette nature est essentiellement constante lorsqu'il se produit des variations dans la vitesse de glis- sement.
En vue d'éliminer les irrégularités dues aux oscil- lations des différents organes à leur fréquence de vibration naturelle, il est nécessaire que l'effort amortisseur croisse en même temps que la vitesse des oscillations et soit pro- portionnel à celle-ci.
Celà étant, la présente invention a pour objet des mécanismes d'entraînement ayant tendance à osciller, qui sont caractérisés par des dispositifs susceptibles d'amortir ces oscillations, par exemple une paire de surfaces de friction pouvant se déplacer dans des directions différentes à des vitesses différentes, de manière à produire un couple amor- - tisseur proportionnel à la vitesse d'entraînement.
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Sur les dessins annexés :
Figs. 1 et 2 représentent l'application de l'invention à un enregistreur de sons à disque.
Figs. 5 et 4 montrent l'application de l'invention à un enregistreur ou reproducteur de sons à film, et
Fig. 5 est un schéma explicatif se rapportant au fonctionnement des appareils représentés sur les Figs. 1 à 4.
Fig. 6 montre une forme modifiée de l'invention.
L'appareil représenté sur les Figs. 1 et 2 comporte un style 10 destiné à coopérer avec un disque phonographique 11 et articulé dans un support élastique 12 qui peut être en caoutchouc ou autre matière analogue. A son extrémité supérieure le style 10 porte .'une bobine de courant modulé 13 et coopère avec un aimant 14 qui possède des pièces polaires bifurquées 15 et 16. Entre le pivot 12 et la pointe du style, celui-ci porte un sabot 17 susceptible d'appuyer sur un galet ou tambour 18. Celui-ci est monté sur un arbre 19 tourillonné dans des paliers 20 et 21. A l'extrémité de l'arbre 19 est montée une poulie 22 actionnée par une source d'énergie non représentée. Il est désirable que la vitesse de rotation du tambour 18 soit élevée en comparaison du mouvement latéral du sabot 17 du style.
On peut démontrer aisément que dans ces conditions, l'effort amortisseur qu'exerce sur le style le tambour 18, est proportionnel à la vitesse à laquelle se meut le style et croit en même temps que cette vitesse. Sur la Fig. 5, b désigne l'angle instantané de la trajectoire décrite par le sabot par rapport à la ligne médiane du tambour, et F un vecteur représentant la force constante nécessaire pour faire glisser le sabot sur le tambour dans la direction de sa trajectoire. Comme on suppose que la vitesse du tambour est élevée par rapport à la vitesse de déplacement latéral du
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sabot, l'angle b est toujours petit. Le vecteur F peut être décomposé en deux composantes perpendiculaires, T et D, où
D représente l'effort qui s'oppose au mouvement vibratoire latéral du sabot.
De même A, B et C sont des vecteurs repré- sentatifs de la vitesse du sabot de friction sur le tambour, B représentant la vitesse de déplacement latéral du sabot et
C la vitesse périphérique du tambour.
D = F sin b et B = C tg b ou b = tg - 1B/C d'où D = F sin (tg - 1 B/C).
Mais pour un angle de faible dimension tg B sin b de telle sorte que D = F B/C.
Comme F et C sont constants, D est proportionnel à B.
Ceci signifie que l'effort qui s'oppose au déplacement laté- ral du sabot de friction est proportionnel et opposé à la vitesse de celui-ci, ce qui est conforme à la loi de l'amor- tissement par pure résistance.
Le mécanisme d'entraînement de film représenté sur les Figs. 3 et 4 comporte un moteur de commande 23 relié à un pignon 24 par un arbre 25. Le hérisson d'entraînement 26 du film est actionné par le pignon 24 au moyen d'un pignon de renvoi 27 et d'une roue dentée 28 montée sur l'arbre 29 du hérisson. Le pignon 27 est monté sur un bout d'arbre 30 qui est supporté par un bras 31 articulé en 32. A son extrémité libre ce dernier est pourvu d'un sabot de friction 33 suscep- tible d'exercer un frottement sur la face latérale du pignon
24. Le pignon 27 est centré entre les pignons 24 et 28 par deux ressorts 34 et 35.
Si l'on suppose que le pignon 28 offre une masse con- sidérable, les irrégularités de la vitesse d'entraînement du pignon 24 peuvent faire osciller le bras 31 légèrement autour de son pivot, provoquant alternativement une extension et une
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compression des reserts 34 et 35. Cette action absorbe une partie des irrégularités de la vitesse d'entraînement du pignon 24 et le pignon 28 tourne donc d'une manière plus égale que le pignon 24. La masse du pignon 28 et l'élasticité des ressorts 34 et 35 constituent, toutefois, un circuit de résonance qui tend à continuer à osciller après que les variations de la vitesse d'entraînement ont cessé.
Comme le frottement normal des paliers est incapable d'amortir ces oscillations, il est nécessaire d'employer le sabot de friction 33. On remarquera que ce sabot exécute en fait son mouvement oscillatoire suivant le rayon du pignon 24 et que le mouvement du pignon est sensiblement perpendiculaire au mouvement du sabot. Le fonctionnement de cet appareil est par conséquent le même que celui des Figs. 1 et 2, du moins en ce qui concerne l'effet amortisseur. Les deux appareils offrent l'avantage que le frottement amortisseur croît en même temps que la vitesse d'entraînement et est proportionnel à celle-ci.
Dans la forme d'exécution de l'invention représentée sur la Fig. 6, le sabot de friction 33 est porté par une pièce légèrement flexible 131, car la présence d'une légère flexibilité dans la liaison entre l'organe amortisseur et l'autre partie de la construction élastique assure un meilleur filtrage des.petites pulsations rapides et ne nuit que très peu à l'amortissement.
Par exemple, si les dents des pignons 24, 27 et 28 ne sont pas théoriquement parfaites, il y a une tendance à la production d'irrégularités dans le mouvement du pignon 28 à la fréquence des dents d'engrenage; mais si la pièce 131 présente une flexibilité convenable, le bras 31 peut exécuter avec le pignon 27 de petits déplacements pour compenser ces irrégularités sans avoir à vaincre la résistance du sabot de
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friction 33. En même temps, l'efficacité du frein pour amor- tir les légères oscillations caractéristiques du galot, n'est pas sensiblement réduite par l'introduction d'une certaine flexibilité en 131.
En fait, l'emploi de la pièce flexible 131 permet d'exercer un amortissement plus puissant et par conséquent de supprimer plus rapidement les oscillations sans altérer l'efficacité du filtrage des fluctuations plus rapides de la vitesse du pignon de commande 24.
Dans cette disposition, le sabot de friction 33 se déplace à peu près parallèlement à l'axe d'un cylindre rotatif 36 et dès butées 37 empêchent la détérioration de la pièce 131 pendant la mise en marche ou l'arrêt, ou lors d'une accéléra- tion excessivement violente. La présence de ces butées augmen- te aussi légèrement l'amortissement des oscillations passagè- res de grande amplitude qui peuvent se produire pendant la mise en marche.
On voit que le filtre mécanique décrit est capable d'absorber, empêcher ou éliminer des irrégularités de vitesse, des vibrations périodiques ou des oscillations, dans la trans- mission du mouvement à une pièce rotative.
REVENDICATIONS ---------------------------
1.- Mécanisme d'entraînement ayant tendance à oscil- ler,caractérisé par un dispositif susceptible d'amortir ces oscillations, tel qu'une paire de surfaces de friction destinées à se déplacer dans des directions différentes à des vi- tesses différentes, de manière à produire un couple amortis- seur proportionnel à la vitesse d'entraînement.
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Driving mechanisms.
This invention relates to devices for damping the movement of mechanisms such as the driving mechanisms of sound recording or reproducing apparatus and its main object is to provide the means of producing a damping effect proportional to the driving speed.
It is essential to obtain a registration or. faithful reproduction of the sounds in phonographic record apparatus, to keep the relative movement between style and record independent of the speed irregularities which tend to occur as a result of fluctuations in drive speed and drive speed. oscillations of the various organs at their natural vibrational frequencies. Likewise, when it comes to recording and reproducing devices
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With films, it is essential to obtain good results that the speed of the film is kept independent of external effects.
Various devices have already been devised to stabilize the speed of sound recording or reproducing devices and to prevent galloping movement.
In order to cushion speed irregularities, a relatively heavy rotating part such as a toothed wheel or flywheel is usually employed. It has been believed to solve the problem of preventing galloping by means of surfaces disposed so as to rub against each other and thus produce a frictional force capable of reducing the tendency to oscillate. These devices, however, have not been entirely satisfactory in practice, because they produce an almost constant damping force whatever the relative speeds of the friction surfaces. These damping devices usually act by simple friction between solids and it is well known that friction of this nature is essentially constant when variations in sliding speed occur.
In order to eliminate the irregularities due to the oscillations of the various members at their natural frequency of vibration, it is necessary for the damping force to increase at the same time as the speed of the oscillations and to be proportional to the latter.
However, the present invention relates to drive mechanisms having a tendency to oscillate, which are characterized by devices capable of damping these oscillations, for example a pair of friction surfaces capable of moving in different directions at different speeds. different, so as to produce a damper torque proportional to the drive speed.
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In the accompanying drawings:
Figs. 1 and 2 represent the application of the invention to a sound disc recorder.
Figs. 5 and 4 show the application of the invention to a film sound recorder or reproducer, and
Fig. 5 is an explanatory diagram relating to the operation of the apparatus shown in Figs. 1 to 4.
Fig. 6 shows a modified form of the invention.
The apparatus shown in Figs. 1 and 2 comprises a style 10 intended to cooperate with a phonographic record 11 and articulated in an elastic support 12 which may be of rubber or other similar material. At its upper end the style 10 carries a modulated current coil 13 and cooperates with a magnet 14 which has bifurcated pole pieces 15 and 16. Between the pivot 12 and the tip of the style, the latter carries a shoe 17 susceptible to press on a roller or drum 18. The latter is mounted on a shaft 19 journaled in bearings 20 and 21. At the end of the shaft 19 is mounted a pulley 22 actuated by an energy source not shown . It is desirable that the rotational speed of the drum 18 be high compared to the lateral movement of the shoe 17 of the style.
It can easily be demonstrated that under these conditions, the damping force exerted on the style by the drum 18 is proportional to the speed at which the style moves and increases at the same time as this speed. In Fig. 5, b denotes the instantaneous angle of the path described by the shoe relative to the center line of the drum, and F a vector representing the constant force required to slide the shoe on the drum in the direction of its path. As it is assumed that the speed of the drum is high compared to the speed of lateral movement of the
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shoe, the angle b is always small. The vector F can be decomposed into two perpendicular components, T and D, where
D represents the force which opposes the lateral vibratory movement of the hoof.
Likewise A, B and C are vectors representative of the speed of the friction shoe on the drum, B representing the speed of lateral movement of the shoe and
C the peripheral speed of the drum.
D = F sin b and B = C tg b or b = tg - 1B / C hence D = F sin (tg - 1 B / C).
But for an angle of small dimension tg B sin b such that D = F B / C.
Since F and C are constant, D is proportional to B.
This means that the force which opposes the lateral displacement of the friction shoe is proportional and opposed to the speed of the latter, which conforms to the law of damping by pure resistance.
The film drive mechanism shown in Figs. 3 and 4 comprises a control motor 23 connected to a pinion 24 by a shaft 25. The drive hedgehog 26 of the film is actuated by the pinion 24 by means of a return pinion 27 and a toothed wheel 28 mounted. on tree 29 of the hedgehog. The pinion 27 is mounted on a shaft end 30 which is supported by an arm 31 articulated at 32. At its free end, the latter is provided with a friction shoe 33 capable of exerting friction on the lateral face. of the pinion
24. The pinion 27 is centered between the pinions 24 and 28 by two springs 34 and 35.
Assuming that pinion 28 provides considerable mass, irregularities in the driving speed of pinion 24 may cause arm 31 to oscillate slightly around its pivot, alternately causing extension and extension.
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compression of the reserts 34 and 35. This action absorbs part of the irregularities in the driving speed of the pinion 24 and the pinion 28 therefore rotates more evenly than the pinion 24. The mass of the pinion 28 and the elasticity of the Springs 34 and 35, however, constitute a resonant circuit which tends to continue to oscillate after the variations in driving speed have ceased.
As the normal friction of the bearings is incapable of damping these oscillations, it is necessary to use the friction shoe 33. It will be noted that this shoe in fact performs its oscillatory movement along the radius of the pinion 24 and that the movement of the pinion is substantially perpendicular to the movement of the hoof. The operation of this apparatus is therefore the same as that of Figs. 1 and 2, at least as regards the damping effect. Both devices offer the advantage that the damping friction increases with the drive speed and is proportional to it.
In the embodiment of the invention shown in FIG. 6, the friction shoe 33 is carried by a slightly flexible part 131, since the presence of a slight flexibility in the connection between the damper member and the other part of the elastic construction ensures better filtering of the small rapid pulsations. and does little harm to depreciation.
For example, if the teeth of pinions 24, 27 and 28 are not theoretically perfect, there is a tendency for irregularities to be produced in the movement of pinion 28 at the frequency of the gear teeth; but if the part 131 has a suitable flexibility, the arm 31 can perform with the pinion 27 small movements to compensate for these irregularities without having to overcome the resistance of the shoe.
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friction 33. At the same time, the effectiveness of the brake in absorbing the slight oscillations characteristic of the roller is not appreciably reduced by the introduction of a certain flexibility in 131.
In fact, the use of the flexible part 131 makes it possible to exert a more powerful damping and consequently to suppress the oscillations more quickly without impairing the effectiveness of the filtering of the faster fluctuations in the speed of the drive pinion 24.
In this arrangement, the friction shoe 33 moves approximately parallel to the axis of a rotating cylinder 36 and stops 37 prevent damage to the part 131 during starting or stopping, or during operation. excessively violent acceleration. The presence of these stops also slightly increases the damping of the large amplitude transient oscillations which may occur during start-up.
It is seen that the mechanical filter described is capable of absorbing, preventing or eliminating speed irregularities, periodic vibrations or oscillations, in the transmission of movement to a rotating part.
CLAIMS ---------------------------
1.- Drive mechanism having a tendency to oscillate, characterized by a device capable of damping these oscillations, such as a pair of friction surfaces intended to move in different directions at different speeds, of so as to produce a damping torque proportional to the drive speed.
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