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La présente invention concerne la commande du degré d'accéléra- tion ou de décélération des moteurs alternatifs à collecteur, comme les moteurs Schrage,
Les moteurs à collecteur de ce genre portent deux jeux de balais montés sur des anneaux différents qui peuvent être déplacés angulaiement de façon à constituer "balanoiers", le mouvement relatifdes anneaux réglant la vitesse et le facteur de puissance du moteur.Ces balanciers peuvent être commandés à la main ou au, moyen d'un moteur pilote, habituellement un moteur à induction ou capacitif.Afin d'obtenir une caractéristique de règlage plus intéressante, on a utilisé des moteurs pilotes à vitesse variable, comme des moteurs continus à tension ou excitation réglables et on a aussi pro- posé d'intercaler,
entre un moteur pilote à vitesse pratiquement constante et les 'balanciers d'un' moteur alternatif à collecteur, des roues dentées engrenées non circulaires dont les rayons varient de façon que leur somme soit toujours constante le long de la trajectoire passant par les centres des roues, de manière à obtenir, par exemple, une caractéristique dE! régu- lation telle que le courant secondaire du moteur à collecteur reste plus ou moins constant dans la plage de régulation.
La présente invention a pour but de procurer un dispositif de commande de balais perfectionné pour moteurs alternatifs à collecteur, utilisant un dispositif de transmission d'énergie qui peut être facilement établi de façon que le rapport de transmission varie graduellement suivant tout programme de commande voulu, le dispositif de transmission n'étant pas denté et, de ce fait, étant de fabrication simple et économique.
La présente invention consiste en un dispositif de commande de balais pour moteurs alternatifs à collecteur caractérisé en ce que le dis- positif de transmission d'énergie reliant la commande au balancier du porte- balais comprend une came entraîneuse et une came entraînée reliées entre elles par un organe flexible qui se déroule d'une came pendant qu'il s'en- roule sur l'autre les cames étant profilées de façon à changer progressiL vement le rapport de transmission, au moins pendant une partie du mouvement du porte-balais, de manière à obtenir une caractéristique de réglage détermi- née.
Les cames peuvent consister en des poulies non circulaires et l'organe flexible les reliant entre elles peut être'un morceau de chaîne, de fil,' de corde,de tresse ou de courroie plate, ou une bande en métal flexible ou une "courroie" de toute autre section ou en toute autre matière connue utilisée pour relier entre eux des organes de transmission.
L'invention ressortira clairement de la description détaillée donnée ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La figure 1 représente une commande de déplacement des balais de moteurs alternatifs à collecteur classique du type précité.
La figure 2 est une transmission simple à deux cames suivant la présente invention.
La figure 3 est une variante où des points angulairement écartés de chaque camé non seulement se trouvent à des distances différentes de l'axe, comme avec des profils de came,ordinaires, mais sont aussi déplacés # dans le sens axial, de sorte que les profils de came sont hélicoïdaux ou en fdrme de filet de vis,
La figure 4 représente une autre variante comprenant deux pai- res de cames, de manière à commander séparément le mouvement d'avancement et le mouvement de recul des porte-balais.
Comme la figure 1 le montre, un moteur pilote P entraîne,par
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l'intermédiaire d'un engrenage réducteur G, un arbre T portant une roue den-
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tée E reliée par une chaîne à une roue J montée sur un arbre commandé S qui porte aussi des roues dentées droites D et F.La roue D engrène avec un segment denté B solidaire d'un anneau ou balancier portant un jeu de balais du
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moteur,, 1 anneau9les balais et le moteur, de type connu, n'étant pas représen- tésoLa roue F engrène une roue E montée sur un arbre auxiliaire R portant aussi une roue dentée droite C qui engrène un second segment A relié à un anneau ou faisant partie d'un anneau (non représenté) qui porte l'autre jeu de balais du collecteuroDans un type bien connu de moteur auquel la présente invention se rapporte,
les extrémités des phases du stator sont
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reliéesf à deux balais appartenant respectivement au premier et au second jeux, les lames de collecteur sont reliées à un enroulement dé, régulation du rotor,et le rotor porte aussi un enroulement primaire relié à une source de courant alternatif par des bagues collectricesoLa tension des phases du stator diminue donc au fur -et à mesure que les deux balais de chaque phase
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se rapprochent l'un de l'autreeet devient nulle quand les balais,se trou- vent sur la même lame de collecteur..Inversementg quand les balais des deux anneaux s'écartent les une des autrela tension des phases secondaires et donc la vitesse du moteur,
augmentent oSi le moteur pilote P assure normale- ment une régulation du mouvement des balais qui se déplacent plus ou moins
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à vitesse constante il peut être intéressant au contraire dans de nom- breuses applications industrielles utilisant les moteurs alternatifs du type précité, de donner au moteur des caractéristiques de vitesse et de couple qui ne sont pas compatibles avec ce mouvement à vitesse constante des balais,mais qui peuvent être obtenues si le mouvement relatif des deux jeux de balais se fait à une vitesse variable voulue.
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Ceci est obtenue comme le représente la figure 2, en mon-SCntesur l'arbre T, une came M au lieu de la roue dentée E et, sur l'arbre S,une came N au lieu de la roue JoLes deux cames sont reliées entre elles par un organe flexible L, comme une chaîne, un fil,, une corde une tresse ou une
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courroie plate ou profiléedont les extrémités K 19 s K sont fixées aux cames M, N de telle façon que l'organe flexible se déroule de N pendant qu'il s' enroule sur M.
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Les profils des cames sont étudiée de façon à dOlmer,aux segments dentés, A. B et donc aux balais associés un mouvement relatif correspondant à la caractéristique de commande Noulueoll va de soi que le rapport dd, trans- mission entre T et s n'est plus constant comme à la figure 1,mais varie suivant le rapport des rayons instantanés des deux cames.
Le mouvement de rotation ou de déplacement des balais peut prove- nir d'un mouvement de l'arbre S supérieur à une révolution, si les cames- M', N', ont un profil hélicoïdal ou en forme de filet de vis de façon que aies parties de chaque came angulairement écartées l'une de l'autre soient aussi écartées l'une de l'autre dans le sens axiale comme la figure 3 le montre
Dans les formes d'exécution des figures 2 et 3, la pièce L n'est tendue que lorsque les cames M, N tournent respectivement dans les sens r1, r2,et une force de rappel est prévue . exemple un ressort ou un poid9 pour faire tourner les cames de façon classique dans le sens opposée lorsque le sens de rotation du moteur pilote est renversée
Cette force de rappel peut être omise, si on utilise deux jeux de
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camegen,
Y et Mg Q montés respectivement sur les arbres S et ToLes cames M.
N sont reliées entre elles par un organe flexible L, et les cames Q, Y sont reliées entre elles par un organe flexible Z, comme le montre la figure 4.
Un mouvement anti-horlogique de S est produit quand les cames M, N tournent
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dans les sens r2' r1 l'arbre T tournant dans le sens hologique9 et le mou-
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vement horlogique de l'arbre S est produit par rotation des cames Q, Y dans les sens u1, u2, l'arbre T tournant dans le sens anti-horlogique.
Des modifications peuvent être apportées à ce qui précède sans sortir du cadre de l'invention.Quoiqu'on utilise dans la plupart des cas un moteur pilote,l'invention s'applique aussi bien à d'autres commandes au- tomatiques, ou à un arbre T commandé à la mainoSi les cames ont un profil en filet de vis comme sur la figure 3, la cinématique de la seconde révo- lution ou des suivantes peut être semblable à ou différente de celle de la première révolution, et les rayons de cames occupant la même position angu- laire dans des révolutions différentes peuvent avoir la même longueur ou des longueurs différeritesoSi on utilise deux jeux de cames, comme à la figure 4, la cinématique des mouvements en sens opposés peut être sembla- ble ou différente,,En outre,
les profils des deux paires de cames peuvent être adaptés l'un à l'autre,c'est-à-dire que le profil de la seconde paire peut être tiré de celui d la première paire .On peut maintenir une tension voulue de l'organe flexible et empêcher tout mouvement à vide.On peut utiliser une courroie sans fin, ainsi que des galets tendeurs.
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The present invention relates to the control of the degree of acceleration or deceleration of reciprocating commutator motors, such as Schrage engines,
Collector motors of this kind have two sets of brushes mounted on different rings which can be moved angularly so as to constitute "balanoiers", the relative movement of the rings regulating the speed and the power factor of the motor. These balancers can be controlled. by hand or by means of a pilot motor, usually an induction or capacitive motor. In order to obtain a more interesting tuning characteristic, pilot motors with variable speed have been used, such as DC motors with voltage or excitation adjustable and it has also been proposed to insert,
between a pilot motor at practically constant speed and the 'balances of a' reciprocating motor with collector, non-circular meshed toothed wheels whose spokes vary so that their sum is always constant along the path passing through the centers of the wheels , so as to obtain, for example, a characteristic of dE! regulation such that the secondary current of the commutator motor remains more or less constant in the regulation range.
It is an object of the present invention to provide an improved brush controller for reciprocating commutator motors, using a power transmission device which can be easily set so that the transmission ratio varies gradually according to any desired control program, the transmission device not being toothed and, therefore, being simple and economical to manufacture.
The present invention consists of a brush control device for reciprocating commutator motors characterized in that the energy transmission device connecting the control to the balance of the brush holder comprises a driving cam and a driven cam connected to each other by a flexible member which unwinds from one cam while it rolls on the other, the cams being profiled so as to gradually change the transmission ratio, at least during part of the movement of the brush holder, so as to obtain a determined adjustment characteristic.
The cams may consist of non-circular pulleys and the flexible member connecting them together may be a piece of chain, wire, rope, braid or flat belt, or a flexible metal band or belt. "of any other section or of any other known material used to interconnect transmission components.
The invention will emerge clearly from the detailed description given below with reference to the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 represents a control for moving the brushes of reciprocating motors with a conventional commutator of the aforementioned type.
Figure 2 is a simple two-cam transmission according to the present invention.
Figure 3 is a variation where angularly spaced points of each came not only are at different distances from the axis, as with ordinary cam profiles, but are also moved # axially, so that the cam profiles are helical or in the form of a screw thread,
FIG. 4 shows another variant comprising two pairs of cams, so as to separately control the advancement movement and the retraction movement of the brush holders.
As figure 1 shows, a pilot motor P drives, by
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through a reduction gear G, a shaft T carrying a tooth wheel
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tee E connected by a chain to a wheel J mounted on a controlled shaft S which also carries straight toothed wheels D and F. The wheel D meshes with a toothed segment B secured to a ring or balance carrying a set of brushes of the
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motor ,, 1 ring9 the brushes and the motor, of known type, not being represented The wheel F engages a wheel E mounted on an auxiliary shaft R also carrying a spur gear C which engages a second segment A connected to a ring or forming part of a ring (not shown) which carries the other set of collector brushes In a well known type of motor to which the present invention relates,
the ends of the stator phases are
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connected to two brushes belonging respectively to the first and second sets, the collector blades are connected to a winding of the rotor, and the rotor also carries a primary winding connected to an alternating current source by slip rings. stator therefore decreases as the two brushes of each phase
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approach each other and becomes zero when the brushes are on the same collector blade .. Conversely, when the brushes of the two rings move away from each other, the voltage of the secondary phases and therefore the speed of the engine,
increase oIf the pilot motor P normally regulates the movement of the brushes which move more or less
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at constant speed, it may be advantageous, on the contrary, in numerous industrial applications using reciprocating motors of the aforementioned type, to give the motor speed and torque characteristics which are not compatible with this movement at constant speed of the brushes, but which can be achieved if the relative movement of the two sets of brushes is at a desired variable speed.
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This is obtained as shown in figure 2, in my-SCnteon the shaft T, a cam M instead of the toothed wheel E and, on the shaft S, a cam N instead of the wheel Jo The two cams are connected between them by a flexible organ L, such as a chain, a wire, a cord, a braid or a
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flat or profiled belt whose ends K 19 s K are fixed to the cams M, N in such a way that the flexible member unwinds from N while it is wound on M.
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The profiles of the cams are studied so as to dOlmer, to the toothed segments, A. B and therefore to the associated brushes a relative movement corresponding to the control characteristic Noulueoll goes without saying that the ratio dd, transmission between T and s n ' is more constant as in Figure 1, but varies according to the ratio of the instantaneous radii of the two cams.
The rotational or displacing movement of the brushes can come from a movement of the shaft S greater than one revolution, if the cams - M ', N', have a helical profile or in the form of a screw thread so that the parts of each cam angularly spaced from each other are also spaced from each other in the axial direction as shown in Figure 3
In the embodiments of Figures 2 and 3, the part L is tensioned only when the cams M, N respectively rotate in the directions r1, r2, and a restoring force is provided. example a spring or a weight9 to turn the cams in a conventional way in the opposite direction when the direction of rotation of the pilot motor is reversed
This restoring force can be omitted, if two sets of
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camegen,
Y and Mg Q respectively mounted on the shafts S and To The cams M.
N are interconnected by a flexible member L, and the cams Q, Y are interconnected by a flexible member Z, as shown in Figure 4.
An anti-clockwise movement of S is produced when the cams M, N rotate
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in the directions r2 'r1 the shaft T rotating in the hological direction9 and the
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The clockwork of the shaft S is produced by rotating the cams Q, Y in the directions u1, u2, the shaft T rotating in the anti-clockwise direction.
Modifications can be made to the foregoing without departing from the scope of the invention. Although a pilot engine is used in most cases, the invention applies equally well to other automatic controls, or to a manually controlled T-shaft If the cams have a screw thread profile as in figure 3, the kinematics of the second revolution or following ones can be similar to or different from that of the first revolution, and the radii of cams occupying the same angular position in different revolutions may have the same length or different lengths If two sets of cams are used, as in figure 4, the kinematics of movements in opposite directions may be the same or different ,, In addition,
the profiles of the two pairs of cams can be matched to each other, that is, the profile of the second pair can be taken from that of the first pair. A desired tension of the cam can be maintained. flexible member and prevent any empty movement. An endless belt can be used, as well as tension rollers.