BE518187A - Dispositif pour convertir un mouvement de rotation en un mouvement alternatif et vice-versa - Google Patents

Description

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  DISPOSITIF POUR CONVERTIR UN MOUVEMENT DE ROTATION EN UN MOUVEMENT ALTERNATIF
ET VICE-VERSA. 



   L'invention concerne un dispositif pour convertir un mouvement de rotation uniforme en un mouvement alternatif et vice-versa. Dans les dispositifs usuels de ce genre, cette conversion est obtenue à l'aide d'un excentrique, d'une bielle et d'une manivelle, d'un disque de nutation, de cames,. etc. Ces conversions d'ordre mécanique, présentent un inconvénient : elles peuvent provoquer d'assez grandes pertes par frottement. 



   L'invention fournit un dispositif qui, dans certains cas, permet d'obtenir la conversion d'un mouvement pratiquement sans pertes. Suivant l'invention, le dispositif comporte deux mécanismes, dont chacun est muni d'un circuit magnétique qui engendre, mesuré le long de la ligne neutre, un champ magnétique changeant régulièrement de sens, la conversion du mouvement étant assurée par la force magnétique entre les circuits magnétiques conjugués des mécanismes. 



   La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention. 



   Les Figs. 1 et 2 représentent des dispositifs conformes à l'invention, utilisant deux circuits magnétiques en forme de disques. 



   La Fig. 3 représente un dispositif analogue à celui de la Fig. 



  1, mais comportant trois circuits magnétiques en forme de disques. 



   La Fig. 4 représente un dispositif analogue à celui de la Fig. 



  3, mais comportant des circuits magnétiques de forme cylindrique. 



   La Fig. 5 est une variante du dispositif représenté sur la Fig. 



  4. 

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 tiques. La Fig. 6 montre un procédé de polarisation des circuits magnétiques. 



   Dans l'exemple de réalisation représenté sur la Fig. 1, A est une coupe du dispositif entier tandis que B est une vue de profil de 1'un des circuits magnétiques du dispositif. Celui-ci est constitué par un premier mécanisme 1, qui est animé d'un mouvement de rotation que l'on convertit d'une façon telle qu'un mécanisme 2 effectue un mouvement alternatif. A cet effet, le mécanisme 1 comporte conformément à l'invention, un circuit magnétique 3, en forme de disque, en une matière magnétique permanente, dans laquelle sont formés, dans la direction axiale, des pöles N et S, qui, mesurés le long de la ligne neutre circulaire T, engendrent un champ magnétique alternatif qui change régulièrement de sens.

   Le mécanisme 2 comporte un circuit magnétique analogue 4, à même nombre de pôles, de sorte que des forces magnétiques naissent entre les circuits magnétiques 3 et 4. Un roulement à billes 5 (représenté schématiquement) empêche le mécanisme 1 d'effectuer un mouvement alternatif, tandis que les ressorts tangentiels 6 et 6'   (représen-   tés schématiquement) empêchent un mouvement de rotation, mais non un mouve- . ment alternatif du mécanisme 2. De ce fait, une rotation du mécanisme   1,   provoquera, par suite des forces magnétiques entre les circuits magnétiques 3 et 4, un mouvement alternatif du mécanisme 2. 



   Dans un modèle de réalisation pratique, le diamètre extérieur des circuits magnétiques 3 et 4 - qui sont constitués par des disques aimantés disposés suivant une couronne, - était de 12 mm et l'on releva une force axiale moyenne de 10 kg pour un entrefer moyen de 2 mm. Cette grande force approprie le dispositif à de nombreuses applications techniques, par exemple aux pompes à membrane, aux cribles, aux dispositifs de remplissage et à des opérations mécaniques telles que le limage, le meulage, le polissage, les appareils d'essai etc. Outre le mouvement alternatif axial, le mécanisme 2 effectue également autour de son axe, un mouvement alternatif tangentiel, dont on peut parfois tirer parti. 



   La Fig. 2 est une variante du dispositif représenté sur la Fig. 



  1; le mécanisme 2 est uniquement formé par le circuit magnétique 4, qui est fixé à une membrane 7 empêchant toute rotation. Cette membrane 7 fait partie, par exemple,, d'une pompe à membrane, ou d'une sirène, applications pour lesquelles le dispositif esquissé est particulièrement approprié. 



   Il peut aussi être avantageux de fixer le circuit magnétique   4   à une membrane discoïdale en matière   ferromagnétique     7'   (Fig. 2A), qui court-   circuite   magnétiquement les pôles du circuit 4 tournés vers cette membrane. 



   La Fig. 3 représente un dispositif comportant trois circuits magnétiques, en forme de disque,   8,   9 et 10,de la forme représentée sur la Fig. lb. Les circuits 8 et 10 sont fixés à un mécanisme rotatif 1, alors que le circuit 9 est solidaire du mécanisme 2 à animer d'un mouvement alternatif. 



  Les circuits 8 et 10 sont disposés de façon que les pôles de même nom se trouvent en regard, de sorte que lors de la rotation du mécanisme 1, le circuit magnétique 9 est soit attiré par les pôles du circuit 10, et repoussé en même temps par ceux du circuit 8 (position représentée sur le dessin) soit attiré sur une distance égale au pas!!. des pôles du circuit magnétique 8 et en même temps repoussé par ceux du circuit magnétique 10. 



   Ce dispositif permet également de convertir un mouvement alternatif en un mouvement de rotation. En effet, lorsqu'on communique au mécanisme 2 un mouvement alternatif, les pôles du circuit magnétique 9 repousseront les pôles de même nom du circuit 8 et attireront les pôles de nom contraire de ce circuit, de sorte que le mécanisme 1 tend à tourner d'un pas s. Lorsque le circuit magnétique 9 se déplace ensuite de nouveau vers le circuit magnétique 10, les pôles de même nom de ces circuits 9 et 10 se trouvent de nouveau en regard les uns des autres, de sorte que le mécanisme 1 doit poursuivre sa rotation. 



   Au besoin, on pourrait prévoir pour le mécanisme 2 un second circuit magnétique de fôrme discoïde 11, qui lui aussi est alors conjugué 

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 avec le circuit 10 et contribue à engendrer le couple. 



   Il est aussi possible de faire en sorte que l'un des mécanismes effectue les deux mouvements, par exemple en empêchant tout mouvement de   l'au-   tre mécanisme. C'est ainsi que lorsqu'on fixe le mécanisme 2, alors que les supports du mécanisme 1 permettent tant un mouvement alternatif qu'un mouve- ment de rotation,le mécanisme 1 effectuera seul la conversion du mouvement. 



   De plus, lorsque par exemple la masse accouplée au mécanisme 1 est beaucoup plus grande que celle accouplée au mécanisme 2, il n'est pas né- cessaire de munir le mécanisme 1 de moyens qui empêchent le mouvement alter- natif, car les forces vives font en sorte que le mécanisme 1 prenne une po- sition moyenne, tandis que le mouvement alternatif est essentiellement effec- tué par le mécanisme 2. La Fig. 4 est un exemple d'un tel dispositif, utili- sable par exemple pour une sirène. 



   La Fig. 4 est la vue en élévation d'un dispositif analogue à celui représenté sur la Fig. 3, dans lequel l'un des mécanismes, 1, porte deux circuits magnétiques cylindriques 12 et 13 tandis que l'autre mécanis- me 2 comporte un circuit magnétique cylindrique 14. Comme le montre la vue de profil de la Fig. 4B, les pôles des circuits 12,13 et 14 engendrent un champ magnétique qui, mesuré le long de la ligne neutre circulaire T, change constamment de sens,et les circuits 12 et 13 représentés sur la Fig. 4A, sont disposés de fagon que les pôles de nom contraire se trouvent l'un à cô- té de l'autre. Lorsqu'on fait tourner le mécanisme 1, le mécanisme 2 dont la rotation est empêchée par la membrane 7, effectue un mouvement alterna- tif.

   Le mouvement axial du mécanisme 1 qui se produit en même temps, sera négligeable lorsque ce mécanisme est accouplé à une masse suffisamment lour- de. De préférence,on communiquera au mécanisme 1 une vitesse de rotation telle que le mécanisme 2 entre en résonance mécanique. 



   De manière analogue, on peut évidemment prévoir sur le mécanisme rotatif 1 plusieurs circuits magnétiques qui provoquent des mouvements alternatifs, éventuellement différents, d'un certain nombre de mécanismes 2, ce qui peut être utile par exemplé'pour les sirènes à plusieurs sons. Inversement, on peut aussi faire .en sorte qu'un mécanisme animé d'un mouvement alternatif soit conjugué avec plusieurs mécanisme,s rotatifs 1. 



   La rotation du mécanisme 2 peut être empêchée non seulement par la membrane 7, mais aussi par un circuit magnétique cylindrique fixe 15 (Fig. 



  4B et C), dont les pôles engendrent tout comme pour les circuits 12, 13 et 14, un champ magnétique changeant constamment de sens. 



   La Fig. 5 est une variante du dispositif représenté sur la Fig. 



  4 : le mécanisme 1, qui est uniquement constitué par les circuits magnétiques cylindriques 12 et 13, est fixe, tandis que le mécanisme 2 comporte, outre un circuit conjugué avec le circuit magnétique 12 et 13, un cylindre ferromagnétique 18, par exemple en fer doux, qui, lorsque l'enroulement 19 d'un électro-aimant 20 est traversé par du courant, est attiré vers la gauche, tandis que lors de l'interruption du courant dans l'enroulement 19, un ressort 21 repousse le mécanisme 2 vers la droite. Donc, lorsque l'enroulement 19 est parcouru par un courant alternatif, le mécanisme 2 effectuera à la fois un mouvement alternatif et un mouvement de rotation; dans ce cas, il peut être avantageux que la résonance mécanique du mécanisme 2 pour le mouvement alternatif soit égale au double de la fréquence du courant alternatif lancé dans l'enroulement 19. 



   Au lieu d'introduire dans le circuit magnétique 12, 13, 14, de la manière montrée sur le développement de la Fig.   6a,   des pôles N et S de forme rectangulaire, de sorte que le sens de rotation du mécanisme 2 lors de la mise en marche du dispositif est tributaire du hasard, on peut, comme le montre la Fig. 6b,, disposer les pôles d'un signe (N) dans un circuit en zigzag continu, tandis que les   pôles   en zig-zag correspondants de l'autre signe (S) sont interrompus à l'endroit des lignes en pointillés par les premiers pôles mentionnés (N).

   Lorsque le circuit 14, qui comporte alternativement des pôles nord (N), des pôles sud (S) et des zones neutres (C) est animé 

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 d'un mouvement alternatif le long du circuit 12, 13, un sens de rotation correspondant à un déplacement du circuit 14 le long du circuit 12,13 vers-le bas sur la Fig. 6b a la préférence, car à l'endroit des pointillés, les pôles tendent à empêcher un glissement vers le haut.

   Aussi un tel dispositif convient-il particulièrement bien au comptage d'impulsions de courant. --
Les circuits magnétiques représentés sont réalisés de préférence en une matière telle que le rapport de l'induction rémanente Br exprimée en gauss, à l'intensité de champ   coércitif   BHC, exprimée en oersteds soit inférieure à 4 telle que décrite par exemple dans les brevets belges Nos   504.686   et 516.395, le dimensionnement s'effectuera de préféfence, conformément au brevet belge No 515.832.

Claims (1)

1. RESUME.

   1.- Dispositif pour convertir un mouvement de rotation uniforme en un mouvement alternatif et vice-versa,comportant deux mécanismes, caractérisé en ce que chacun des mécanismes comporte un circuit magnétique en- gendrant un champ magnétique qui, mesuré le long de la ligne neutre, ehange constamment de sens, la conversion du mouvement étant créée par la force magnétique entre les circuits magnétiques conjugués des mécanismes.

   2.- Des formes de réalisation du dispositif spécifié sous 1, pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises séparément ou en combinaison : a) chacun des mécanismes comporte un ou plusieurs circuits magnétiques de forme discoïde, aimantés dans la direction axiale, b) chacun des mécanismes comporte un ou plusieurs circuits magnétiques de forme cylindrique, aimantés dans la direction radiale; c) l'un des mécanismes comporte au moins deux circuits magnétiques du genre décrit et ces deux circuits magnétiques sont conjugués avec un circuit magnétique de l'autre mécanisme d'une façon telle que l'on obtienne une conversion forcée d'un mouvement alternatif en un mouvement de rotation; d) on a prévu des moyens qui, lors de la mise en marche, ne permettent la rotation que dans un seul sens;

   e) dans les deux circuits magnétiques, dont il a été question, les pôles d'un signe sont disposés suivant un zig-zag continu, alors que les pôles de l'autre signe sont'disposés en un zig-zag interrompu par les premiers pôles; f) les circuits magnétiques sont en une matière magnétique permanente dont l'induction rémanente Br exprimée en gauss, est plus petite que quatre fois l'intensité de champ coërocitif BHC exprimée en oersteds; g) le dispositif est utilisé dans une pompe à membrane; h) le dispositif est utilisé dans une sirène; i) le dispositif fait office de compteur d'impulsions.