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Les moteurs électriques pas-à-pas commandés par impulsions alternées de courant continu sont connus, en particulier pour le service des horloges auxiliaires et des signaux avertisseurs op- tiques, tel, par exemple, le brevet suisse 282564. Ces moteurs pas-à-pas ont la particularité d'exécuter lors de l'arrêt à la fin d'un pas une oscillation angulaire autour de la nouvelle po- sition de repos.
Ces oscillations résultent du jeu combiné de l'inertie de masse de l'induit et des forces magnétiques s'opposai-1 au mouvement de l'induit en dehors de sa position de repos. Ces oscillations peuvent nuire à la transmission régulière de signaux transmis par impulsions successives rapides, car les conditions d'énergie ciné- tique et de position de l'induit ne sont-pas constantes au début
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des impulsions de transmission. L'oscillation du signal indicateur subsistant à la fin de la transmission est 'aussi gênante..
Dans les horloges, .ces oscillations ssont peu gênantes du point de vue optique, mais ..elles peuvent être la cause de bruit et d'usure..
Les inconvénients débits seront atténués par un léger frei- nage de l'induit dans les deux directions. Au lieu de faire agir une force de frottement entre la- partie fixe et l'enduit, il est construc- tivement plus avantageux de prévoir sur l'arbre de l'induit un corps libre de révolution sur lequel agit la force de frottement. Ce corps libre .n'atteint pas la vitesse de l'induit, par suite de son inertie de masse, en sorte qu'une vitesse relative s'établit entre eux. Les forces de frottement qui interviennent sont indépendantes de la vi- tesse relative et agissent donc de la même façon que des forces agis- sant sur l'induit d'un point fixe. Ces forces de frottement amortis- sent les.oscillations de l'induit, qui prend rapidement sa position de repos.
Pour ne pas modifier les conditions magnétiques, on utilisait jusqu'à présent comma corps de révolution une plaque de laiton pou- vant tourner librement sur l'arbre de l'induit mais appliquée contre celui-ci par des ressorts. Les forces de frottement agissaient ainsi entre les ressorts et la plaque, d'une part, et entre la plaque et l'induit d'autre part.
L'inconvénient de la disposition décrite réside dans le prix de revient relativement élevé résultant surtout de la nécessité d'une mise au point précise de la pression des ressorts. Cette pression ris- que en outre de diminuer avec le temps.
La demanderesse a constaté qu'il est possible de remplacer les
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ressorts par une force magnétique, sans porter préjudice aux con- ditions magnétiques déterminant le fonctionnement du moteur pas-à- pas.
L'invention se rapporte à un dispositif amortisseur d'os- cillations angulaires d'un moteur électrique pas-à-pas, dont l'in- duit contient un aimant permanent. A cet effet, un corps de révolu- tion concentrique est aménagé sur l'axe de l'arbre de l'induit et couplé avec celui-ci, quant à ses mouvements angulaires, par des forces de frottement. L'invention est caractérisée en ce que le corps de révolution est composé d'un matériau magnétique. Le tout est disposé de telle façon que le corps de révolution est attiré contre l'induit par l'aimant permanent.
Le dessin représente schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif faisant l'objet de l'invention, destinée à la commande de signaux avertisseurs optiques.
La Fig 1 en est une vue en plan.
La Fig 2 est une coupe verticale suivant la ligne A-A de la Fig. 1.
L'induit 1, fait en matière synthétique, renferme un aimant permanent désigné par les lettres N et S. L'induit peut tourner sur ses bouts d'arbre 2 dans 'les paliers de deux platines partiel- lement représentées. Une bobine 3 produit un champ sur les pôles 4, dont les épanouissements 5 sont formés de telle manière que l'induit exécute une demi-révolution toujours dans la même direction à chaque inversion du champ dans la bobine.-Comme de tels moteurs pas-àpas sont connus, il n'est pas nécessaire d'entrer dans les détails.
L'induit porte un engrenage latéral périphérique 6 coopérant avec un mécanisme porteur 'de -signaux qui est ainsimis en action par . l'induit.
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Sur le même arbre que l'induit repose le corps de révolution 8, qui peut tourner par rapport à l'induit. Il est en fer et se trouve donc attiré par l'aimant permanent contre les surfaces de contact 9 de l'induit.
Pour une distance donnée entre aimant et corps de révolution et pour une magnétisation déterminée, la force de serrage du corps de révolution contre l'induit est bien définie et facile à maintenir dans les normes voulues lors de la fabrication en série. Lorsque le choix de la magnétisation est correct, il ne se produit pas de diminution de la force, même après une très longue durée de service.
Il suffit de s'assurer que le degré de rugosité des surfaces 9 est maintenu lors de la fabrication en série pour que le couple maxi- mum transmis par frottement se conserve également à une valeur unifor- me. Cette condition est relativement facile à remplir, en sorte que par rapport aux constructions précédentes avec ressorts, on peut ob- tenir une diminution des frais de fabrication.
Le corps de révolution en fer constitue une dérivation magné- tique pour l'aimant permanent, dont la force utile au moteur se trouve un peu diminuée, mais avec les aimants permanents modernes de qualité on peut facilement, par une disposition appropriée, assurer simulta- nément la force d'attraction nécessaire sur le corps de révolution et le couple moteur désiré sur l'induit.
Le corps de révolution constitue également une dérivation pour le flux de la bobine 3. On peut réduire cet effet à un minimum insi- gnifiant en donnant au corps de révolution une forme adéquate, en le maintenant notamment à une distance 7¯assez grande des pôles.
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Stepper electric motors controlled by alternating direct current pulses are known, in particular for the service of auxiliary clocks and optical warning signals, such as, for example, Swiss patent 282564. These stepper motors pas have the particularity of performing when stopping at the end of a step an angular oscillation around the new rest position.
These oscillations result from the combined play of the mass inertia of the armature and the magnetic forces opposing the movement of the armature out of its rest position. These oscillations can interfere with the regular transmission of signals transmitted by successive rapid pulses, because the conditions of kinetic energy and position of the armature are not constant at the start.
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transmission pulses. The oscillation of the indicator signal remaining at the end of the transmission is also troublesome.
In clocks, these oscillations are not very troublesome from the optical point of view, but .. they can be the cause of noise and wear ..
The flow rate drawbacks will be reduced by a slight braking of the armature in both directions. Instead of causing a frictional force to act between the fixed part and the plaster, it is constructively more advantageous to provide on the armature shaft a body free of revolution on which the frictional force acts. This free body does not reach the speed of the armature, due to its mass inertia, so that a relative speed is established between them. The friction forces which intervene are independent of the relative speed and therefore act in the same way as forces acting on the armature of a fixed point. These frictional forces dampen the oscillations of the armature, which quickly assumes its rest position.
Until now, so as not to modify the magnetic conditions, a brass plate has been used as the body of revolution which can rotate freely on the armature shaft but applied against it by springs. The frictional forces thus acted between the springs and the plate, on the one hand, and between the plate and the armature on the other hand.
The drawback of the arrangement described lies in the relatively high cost price resulting above all from the need for precise adjustment of the pressure of the springs. This pressure may also decrease over time.
The Applicant has found that it is possible to replace the
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springs by magnetic force, without prejudice to the magnetic conditions determining the operation of the stepper motor.
The invention relates to an angular oscillation damping device of an electric stepper motor, the insert of which contains a permanent magnet. For this purpose, a concentric revolving body is arranged on the axis of the armature shaft and coupled with the latter, in terms of its angular movements, by friction forces. The invention is characterized in that the body of revolution is made of a magnetic material. The whole is arranged in such a way that the body of revolution is attracted against the armature by the permanent magnet.
The drawing shows schematically and by way of example an embodiment of the device forming the subject of the invention, intended for controlling optical warning signals.
Fig 1 is a plan view.
Fig 2 is a vertical section taken along the line A-A of Fig. 1.
The armature 1, made of synthetic material, contains a permanent magnet designated by the letters N and S. The armature can rotate on its shaft ends 2 in the bearings of two partially shown plates. A coil 3 produces a field on the poles 4, the spreads of which 5 are formed in such a way that the armature executes a half-revolution always in the same direction at each reversal of the field in the coil. -As such stepper motors- if not known, it is not necessary to go into details.
The armature carries a peripheral lateral gear 6 cooperating with a carrier mechanism 'of -signaux which is thus in action by. the armature.
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On the same shaft as the armature rests the body of revolution 8, which can rotate relative to the armature. It is made of iron and is therefore attracted by the permanent magnet against the contact surfaces 9 of the armature.
For a given distance between magnet and body of revolution and for a determined magnetization, the clamping force of the body of revolution against the armature is well defined and easy to maintain within the desired standards during mass production. When the choice of magnetization is correct, no decrease in force occurs even after a very long service life.
It suffices to ensure that the degree of roughness of the surfaces 9 is maintained during mass production so that the maximum torque transmitted by friction is also maintained at a uniform value. This condition is relatively easy to fulfill, so that compared to previous constructions with springs, a reduction in manufacturing costs can be obtained.
The iron body of revolution constitutes a magnetic derivation for the permanent magnet, the useful force of which for the motor is somewhat reduced, but with modern high-quality permanent magnets it is easy, by suitable arrangement, to ensure simulta- The necessary force of attraction on the body of revolution and the desired motor torque on the armature.
The body of revolution also constitutes a bypass for the flux of coil 3. This effect can be reduced to an insignificant minimum by giving the body of revolution an adequate shape, in particular by keeping it at a fairly large distance 7 from the poles. .