BE480243A - - Google Patents

Description

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  BREVET   D'INVENTION   Perfectionnements aux mécanismes d'échappement. 



  La présente invention concerne un méoanisme d'échappement magnétique et est un développement de l'invention faisant l'objet d'une autre demande de brevet belge   n'367139,du   même auteur. 



   Suivant l'invention du brevet antérieur en question, le mécanisme d'échappement magnétique comprend un calage magnétique entre les éléments magnétiques sur des organes oscillants et   p ivotants,un   de ces éléments étant sous la forme d'une voie ondulée continue destinée à être suivie par l'autre, ce qui fait que la vitesse d'oscillation détermine la vitesse de rotation. Dans toutes les formes conçues et décrites dans la demande de brevet de cette inventionatérieure, cette voie continue   formait une voie sans fin, était suivie par la pièce complémentaire.   

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  La présente invention est basée sur la remarque que la voie ondulée ne doit pas former une voie sans fin. 



   Suivant la présente invention, le mécanisme d'échappement magnétique comprend un calage magnétique entre les éléments magnétiques sur les organes oscillant et pivotant, un organe ayant des formations polaires et l'autre organe ayant une voie magnétique ondulée complémentaire, la caractéristique étant que cette voie ondulée n'est pas une voie sans fin pour cette formation polaire mais est d'une longueur telle qu'elle comprend au moins un cycle complet de la, forme de l'ondulation, pour la prise magnétique complémentaire, en succession et de manière continue, par les formations polaires prévues sur cet organe. 



   Dans les dessins annexés:
La, fige 1 est une vue en perspective d'un exemple de mécanisme d'échappement fait suivant l'invention. 



   La fig. 2 est une vue en élévation de face d'une par- tie du mécanisme représenté à la fige 1. 



   La fig. 2A représente une variante de la fig. 2. 



   La fig. 3 représente une autre forme de l'invention destinée à un échappement à levier. 



   La   fige 4   montre une variante de la construction repré- sentée à la, fige 3. 



   La fig. 5 montre encore une autre construction. 



   La fig. 6 est une vue en perspective montrant, un autre exemple de mécanisme d'échappement magnétique établi suivant l'invention. 



   La fige 6A est une vue   agrandie   de l'unité de voie on- dulée. 



   La fige 6 montreune variante du mécanisme représenté aux fige 6 et 6A
La fig. 6C montre une autre variante de l'unité repré- 

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 sentée à la fig. 6A. 



   La fig. 7 montre un. autre exemple du méoanisme d'é- chappement appliqué à un pendule. 



   La fig. 7A montre une variante de la fig. 7. 



   Les figs. 8,9 et 10 montrent d'autres formes de oons- truction de l'invention. 



   Aux exemples représentés aux figs. 1 et 2, l'échap- pement comprend un organe de commande rotatif a comportant un certain nombre de pôles magnétiques b de polarité alternative- ment Nord et Sud. A proximité de cet organe de commande se trou- ve un organe oscillant complémentaire ayant son axe situé dans le plan de rotation de l'organe de commande et formé par un assemblage de quatre disques c1', 02, c3 et c4, en matière conductrice au point de vue magnétique, séparés par des colliers d'espacement d qui peuvent être en matière non-magnétique ou en matière magnétique s'ils ont un diamètre suffisamment plus petit.

   Le bord de chaque disque a une languette qui est recour- bée, comme on l'a représenté, vers le disque adjacent de maniè- re qu'une voie continue sensiblement en zig-zag soit formée collectivement pour la présentation aux pôles de la roue d'aimant. 



   Pendant le fonctionnement, lorsque l'organe oscillant est par exemple à une extrémité de son amplitude d'oscillation, deux Pâles de la roue aimantée sont bloqués magnétiquement avec les bords des disques c' et c3 Lorsque l'organe oscillant tourne, le bord en zig-zag approche et passe par le plan de la roue aimantée et cette roue peut   "éehapper"   lorsque les pôles suivent les bords des languettes jusqu'aux disques c2 et c4, où ils sont maintenus, tandis que 1'organe oscillant complète son amplitude d'oscillation. Lors du mouvement de retour, le même cycle est répété, un nouveau pôle de la roue aimantée venant en- fonctionnement lorsqu'un pôle de la première paire 

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 quitte le fonctionnement.

   On notera que la roue de commande donne une impulsion à l'organe oscillant dans chaque direc- tion de son oscillation pendant l'échappement, vu que les pôles suivent chaque inclinaison de la voie en zig-zag 
Pour maintenir constant le contenu d'énergie des intervalles d'a,ir aimanté entre les formations polaires et la voie magnétique ondulée complémentaire, les bords de l'as-   semblage   d'oscillation peuvent être cintrés de manière à être concentrique à l'axe de la roue de commande magnétique et à permettre ainsi à un intervalle d'air sensiblement uniforme d'être prévu pour toutes les positions de prise des pôles, com- me on l'a représenté schématiquement à la fig.

   2A 
Le contenu d'énergie des intervalles d'air aimantés mentionnés plus haut peuvent être exprimés par B2y ou B est    811 la densité de flux dans l'intervalle ou les intervalles et V   est le volume de l'intervalle ou des intervalles (c'est- à- dire la surface multipliée par la longueur). Dans un but de simplicité, ce facteur de contenu d'énergie constante est mentionné plus brièvement comme,   réluctance   magnétique constan- te ou uniforme. 



   Dans un exemple modifié de l'invention appliqué à un échappement à levier et comme on l'a représenté à la fige 3, le levier e qui est en matière non magnétique est pourvu à une extrémité d'une courte longueur ondulée f de matière ma- gnétique. La roue de     %mande ±   de matière magnétique a un certain nombre de pôles   h   analogues à des boutons, de pola- rité alternée, destinés à suivre la forme ondulée de la partie f.

   Cette forme ondulée   demandera   évidemment à avoir la forme de l'amplitude augmentant progressivement vers son extrémité extérieure pour compenser   le caractère   angulaire du mouvement du levier et de façon que deux pôles puissent, pendant une partie du temps, être simultanément bloqués magnétiquement à 

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 la partie f L'autre extrémité du levier est destinée a être couplée mécaniquement d'une manière normale à une roue      e' d'équilibrage. 



   Comme on l'a représenté à la fig. 4, le bord ondulé du levier est muni à ses sommets, d'épaississements f' ou de prolongements f2, qui fournissent une petite sollicita- tion tendant à maintenir les pôles h à ses sommets ce qui fournit une sollicitation magnétique élastique tendant à maintenir le levier dans ses positions extrêmes et exigeant le mouvement de retour de la roue d'équilibrage pour com- menoer le mouvement du levier à partir de ses positions et ainsi pour garder oe levier en concordance aveo la roue d'équilibrage. 



   Comme on l'a représenté schématiquement à la fig.5, deux organes de commande i et i' sont prévus, qui ont des prolongements polaires magnétiques i et j' dirigés axiale- ment, de la polarité réprésentée. Ces organes forment l'équi- valent des roues à couronne et leur arbre est un aimant en forme de barre j2 et leurs pôles sont bloqués magnétiquement en succession avec un assemblage   rotatif   formé de disques, comme on l'a représenté aux fig. 1 et 2. 



   Comparée à la disposition des figs. 1 et 2, cette construction a l'avantage que certaines des forces latérales sur les parties peuvent être équilibrées 
Comme on l'a représenté à la fig. 6, on a prévu un organe oscillateur comprenant une roue d'équilibrage 6a, sur l'arbre de laquelle se trouve une unité de voie ondulée   6b   sur laquelle est formée, en des positions diamétrales, une voie ondulée ayant des parties en zig-zag 6c de traversée et des prolongements 6d des sommets, de forme ondulée analogue à celle représentée à la fige 2. La roue d'équilibrage a un ressort mince 6e. L'organe tournant consiste en une paire de 

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 roues 6f montées sur un arbre 6g, chaque rout étant on matières plastique transparente et ayant un grand nombre de broches 6h en position espacée autour de sa périphérie.

   Les roues sont placées de manière à passer près de chaque côté de l'unité de voie ondulée et entre celle-ci et les pièces polaires 6i d'un aimant permanent. Par utilisation de broches en fer doux ou en métal Mu pour le rotor et de pièces polaires en fer doux ou en matai Mu pour l'aimant, l'hystérésis et les pertes par courants tourbillonnants peuvent être réduites à un   minimum.   



  La voie 6h' des broches par rapport à l'unité ondulée et la surface 6i' de pièce polaire sont représentées en traits interrompus à la fig. 6A. Les roues 6i sont représentées, dans des buts schématiques, comme actionnées comme un   poids   léger 6j et une corde 6k enroulée sur un arbre 6m portant une grande roue d'engrenage 6n en prise avec une petite roue d'engrenage 6n' sur l'arbre 6g. 



   Commeon l'a   représenté   à la fig. 6B, il y a une petite broche 60 de matière aimantable   pliable   fixée à l'arbre 6g de manière à être dans le champ magnétique dispersé, entre les pièces polaires de l'aimant. Par recourbement, de la broche 60 vers le bas vers la position représentée en traits interrompus, elle peut être déplacée plus dans ce champ dispersé et ainsi modi- fier la réluctance de la voie magnétique lorsque cette broche oscille. Par ce moyen, il est possible de modifier la réluctan- ce de manière à. commander la vitesse d'oscillation aux amplitu- des variées et de fournir donc une compensation de temps pour cette variable. 



   Comme on l'a représenté à la fig. 6C, l'unité de voie ondulée comprend les mêmes pièces que celles représentées à la fige 6A et on a donné à. ces pièces les mêmes chiffres de réfé-   rence.   En plus de ces pièces, il y a des feuilletages   très   minces non magnétiques 6p qui se trouvent"en prise" avec la voie magné- 

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 tique ondulée et agissent comme obstruction mécanique pour les broches 6h dans les roues complémentaires 6f, broches qui sont également de longueur telle qu'elles se trouvent "en prise" avec les roues.

   Si le calage magnétique entre les broches et la voie est momentanément interrompu, l'organe rotatif ne peut pas "s'échapper" à cause du calage magnétique temporaire qui permettra un mouvement d'oscillation relatif mais non un mouvement de rotation jusqu'à ce que le calage magnétique soit rétabli. 



   Comme on l'a représenté à la   fig.7,   à l'extrémité supérieure d'une tige 7a de pendule il   y   a un aimant permanent 7b suspendu par un ruban 70 de matière non magnétique dont l'extrémité supérieure est fixée dans une console 7d. L'extrémité inférieure du ruban 70 est échancrée pour former pont sur les pôles de l'aimant et permettre le passage du bord de l'organe tournant décrit plus loin. 



   Sur chaque face du pôle de l'aimant, est fixé un élément de voie ondulée en fer doux ayant des parties de traversée en zig-zag 7eet des prolongements 7f des sommets de la forme ondulée. L'organe rotatif consiste en une roue 7g de matière non-magnétique montée sur une broche 7h et destinée à être actionnée par des moyens quelconques appropriés non représentés tels qu'un mécanisme d'horlogerie ou un poids ou des engrenages. Dans la roue 7g se trouve un certain nombre de broches 7i de matière   aimantable   telles que du fer doux à faible réluctance, disposées par rapport aux pôles magnétiques de manière que si la roue était mise en rotation pendant que l'aimant est fixe, les extrémités des broches suivraient un trajet sensiblement comme on l'a représenté par les traits interrompus 7k sur l'une des faces de pôle. 



   L'action du mécanisme d'échappement se comprend facilement du fait que lorsque l'aimant 7b oscille avec le pendule, 

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 la roue 7g tourne de manière que les broches 71 suivent les pièces de traversée en zig-zag 7e de la voie ondulée ou sont bloquées magnétiquement aux prolongements 7f des sommets si   l'amplitude   de l'oscillation du pendule est suffisante pour amener ces prolongements en face des broches. 



   Comme on l'a représenté à la fige 7A, le bord de la roue 7g est échancré et une broche 7m de matière   non-magnéti-   que est fixée entre les pôles de l'aimant de manière qu'elle se déplace vers l'intérieur et l'extérieur de ces encoches avec oscillation du pendule sans venir réellement en contact . avec la roue, à moins que le blocage magnétique soit momenta- nément interrompu, a,uquel cas il empêche la roue 7g de tourner librement et rétablira le calage magnétique. 



   La construction représentée à la fig. 8 est un type d'anche dont le poids d'inertie a la forme d'un aimant permanent 8a suspendu par une bande flexible 8b à. une console 8c Une face de pôle de l'aimant possède, attachée à, celle-ci, une voie ondulée en fer doux avec des parties de   traversée   en zig-zag 8d et des prolongements 8e des sommets de la forme ondulée. Sous l'aimant est monté l'organe tournant sous forme d'une roue 8f de matière non magnétique ayant des boutôns aimantables 8g.

   D'autres boutons   8h   de matière non-magnétique, placés sur un bord de la roue et espacés entre les boutons   8g,   fournissent un calage de sûreté mécanique qui par prise avec la voie ondulée dressée,   fonctionnera   de manière à arrêter le rotor et à rétablir le calage magnétique entre les boutons 8g et la voie ondulée si ce blocage magnétique est accidentellement   interrompu.   On notera, que l'attraction de l'aimant aidera à retirer le poids du rotor des paliers. 



   La construction représentée à la fig. 9 comprend une roue d'équilibrage 9d pourvue sur une de ses faces d'une voie aimantable ondulée soulevée ayant des parties de traversée 9b et des prolongements annulaires 9c des sommets de la forme 

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 d'onde en zig-zag. A proximité de cette face de   la roue   d'équilibrage se trouve un organe rotatif sous la forme d'un disque 9d en matière non-magnétique ayant des boutons aimanta,- bles 9e des intervalles espacés autour de sa périphérie pour ooopérer avec la voie ondulée. La roue d'équilibrage et le disque sont entourés par les pôles d'un aimant 9f tan- dis que le disque est destiné à être mis en rotation par un mécanisme quelconque approprié par l'intermédiaire d'un méca- nisme d'horlogerie ou par des poids. 



   La construction schématique de la fig. 10 représente une disposition dans laquelle la longueur de voie ondulée peut être formée sur l'organe rotatif au lieu de l'être sur l'os- oillateur comme dans tous les exemples précédents. Comme on peut le voir, l'organe rotatif 10a a deux longueurs diamétralement opposées de voie ondulée en matière aimantable comprenant des parties de traversée 10b et des prolongements 10c des sommets de la forme d'onde en zig-zag. L'oscillateur est en forme de pendule et consiste en un poids 10d de matière magnétique permanente, façonnée et aimantée de façon à former un aimant annulaire avec les pôles Nord et Sud internes 10e, complémentaires aux longueurs de la voie ondulée.

   Deux longueurs de voie ondulée sont prévues pour l'équilibre, bien qu'une seule longueur pourrait être suffisante pour le fonctionnement de l'échappement. 



   On a trouvé que les plus grandes efficacités sont associées aux voies ondulées dont l'angle moyen d'inclinaison est d'approximativement 45 .

Claims (1)

1. RESUME.

   1. Mécanisme d'échappement magnétique comprenant un calage magnétique entre des éléments magnétiques sur des organes <Desc/Clms Page number 10> oscillants et rotatifs l'un par rapport à l'autre, un des organes portant des formations polaires et l'autre organe ayant une voie complémentaire magnétique ondulée, caractérisé en ce que cette voie ondulée n'est pas une voie sans fin pour la formation polaire mais a une longueur telle qu'elle renferme au moins un cycle complet de la forme d'onde pour venir en prise magnétique complémentaire successivement et continûment avec les formations polaires de l'autre organe.

   2. Mécanisme d'échappement magnétique comprenant un calage magnétique entre des éléments magnétiques sur des organes oscillants et rotatifs l'un par rapport à l'autre, l'organe rotatif comportant des formations polaires et l'organe oscil- lant présentant une voie magnétique ondulée complémentaire, caractérisé en ce que cette voie ondulée n'est pas une voie sa,ns fin pour ces formations polaires mais a une longueur telle qu'elle renferme au moins un cycle complet de la, forme d'onde pour venir en prise magnétique complémentaire successivement et continûment avec des formations polaires sur l'organe rotatif.

   3. Mécanisme d'échappement magnétique consistant en une voie magnétique ou aimantable qui n' est pas sans fin, fai- sant partie d'un système oscillatoire et coopérant avec des for- mations polaires magnétiques ou aimantalbes sur un organe ro- tatif, et dans lequel la voie et les formations polaires font partie d'un circuit magnétique, la voie étant conformée sensi- blement suivant le lieu des projections géométriques des forma- tions polaires sur elle pendant le mouvement relatif rotatif et oscillatoire des pièces, de telle manière que les formations polaires sont magnétiquement mises en prise et dégagées en suc- cession par rapport à la voie, une au moins d'entre elles étant toujours ainsi en prise.

   4. Mécanisme d'échappement magnétique suivant 1, carac- térisé en outre en ce que la voie magnétique ondulée et les <Desc/Clms Page number 11> formations polaires sont construites et disposées de telle manière l'un par rapport à l'autre qu'elles procurent une réluctance magnétique sensiblement uniforme dans l'ensemble entre les deux organes pour toutes les positions de travail.

   5. Mécanisme d'échappement magnétique suivant 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en outre en ce que la voie magnétique ondulée est continue entre ses extrémités et de largeur uni- forme.

   6. Mécanisme d'échappement magnétique suivant l'un quelconque des points précédents, caractérisé en outre en ce que la voie magnétique ondulée et les éléments polaires com- plémentaires ont une forme et une disposition telles qu'elles fournissent un intervalle d'air sensiblement constant lorsque les formations polaires suivent la voie, ce qui permet d'obte- nir une réluctance magnétique plus faible et encore plus constan- te 7. Méoanisme d'échappement magnétique suivant l'un quelconque des points précédents, caractérisé en outre en ce que la voie magnétique ondulée est pourvue de prolongements aux sommets, ce qui permet à l'organe oscillant d'avoir un mouvement de plus grande amplitude que l'onde normale, tout en maintenant le calage magnétique.

   8. Mécanisme d'échappement magnétique suivant l'un quelconque des points précédents, caractérisé en outre en ce qu'aucun des éléments n'est aimanté de façon permanente et en ce que le calage magnétique est fourni par un aimant extérieur ayant des pôles à proximité des éléments et disposé de telle manière que les parties des éléments à mettre en prise magnétiquement font partie du circuit magnétique de cet aimant.

   9. Mécanisme d'échappement magnétique suivant 3, ca- raotérisé en ce que la voie ondulée sur l'organe oscillant est pourvue de prolongements aux sommets permettant à l'organe <Desc/Clms Page number 12> oscillant d'avoir des mouvements de plus grande amplitude que l'onde normale tout en maintenant le calage magnétique, et en ce que la voie ondulée est modifiée de façon à fournir la ré- luctance magnétique uniforme à l'endroit des prolongements comme à la partie ondulée de la voie.

   10. Mécanisme d'échappement magnétique suivant 9, dans lequel la voie ondulée est modifiée de façon à fournir une réluctance plus grande lorsque la voie ondulée est à proximité de l'un ou l'autre des pôles de l'aimant que lors- qu'un prolongement d'un sommet ou de sommets est ainsi adja- cent, et caractérisé en outre par un élément supplémentaire aimantable, support4 de façon réglable par l'organe oscillant, disposé de manière a être dans un champ de dispersion de ce pôle de telle sorte qu'un réglage peut être exécuté pour ob- tenir la valeur désiréede réluctance en vue de régler la vitesse d'oscillation à des amplitudes variables.

   11. Mécanisme d'échappement magnétique suivant l'un quelconque des points précédents, caractérisé en outre en ce que l'organe rotatif est pourvu d'éléments d'obstruction mé- canique disposés de façon à permettre aux formations polaires de suivre la voie ondulée tout en empêchant physiquement celles- ci d'interrompre momentanément le calage magnétique.

   12 Mécanisme d'échappement magnétique suivant l'un quelconque des points précédents, caractérisé en outre en ce que les pièces maléfiques exposées à des changements de flux magnétiques sont faites en une matière à faible hystérésis et à faibles pertes par courant tourbillonnant.

   13. Mécanisme d'échappement magnétique suivant l'un quelconque des points précédents 7 à 12, caractérisé en outre en ce que l'aimant possède des pièces polaires en matière magnétique à faible hystérésis et à faible perte par courants tourbillonnants de façon à réduire les pertes associées au changement et à la rxpartition du flux par suite du mouvement des <Desc/Clms Page number 13> formations polaires en face des pôles de l'aimant permanent.

   14. Mécanisme d'échappement magnétique comportant des broches aimantables, caractérisé en outre par l'incorpo- ration des broches dans une matière non-magnétique et non-con- ductrice de l'électricité pour régler les pertes magnétiques et de courants tourbillonnants.

   15. Mécanisme d'échappement magnétique dans lequel toutes les forces magnétiques hors d'équilibre sont utilisées pour débarrasser les paliers de tout le poids ou d'une partie du poids-du rotor.

   16. Mécanisme d'échappement magnétique dans lequel la voie ondulée se contracte en amplitude lorsqu'elle approche du centre monté à pivot.

   17. Mécanisme d'échappement magnétique suivant l'un quelconque des points précédents et dans lequel toute forme connue d'échappement mécanique est établie de façon à venir en action si et lorsque le calage à dents magnétiques est inter- rompu.

   18. Mécanisme d'échappement magnétique construit et disposé en substance comme on l'a décrit avec référence aux dessins annexés et comme on l'a représenté à l'une quelconque des différentes figures des dessins annexés.