<B>Compteur chronométrique d'impulsions électriques.</B> L'invention se rapporte aux compteurs chronométriques d'impulsions électriques com prenant un organe moteur qui comporte au moins un enroulement. fixe et un aimant per manent formant rotor et avançant par frac tions de tour sous l'influence d'impulsions de courant alternativement de sens contraires, excitant ledit enroulement fixe et envoyées d'un poste central par une horloge mère, l'énergie étant généralement fournie par une source à courant continu.
Dans ces compteurs, on utilise des pôles fixes ou mobiles dissymé- triques qui permettent d'obtenir que chaque progression des rotors sous l'influence d'une émission de courant. soit suivie d'une nouvelle progression d'un petit angle, ce qui amorce la course ultérieure sous l'influence de l'émis sion suivante qui inverse la polarité des pôles fixes.
Les compteurs connus du type considéré ne donnent. pas satisfaction pour les princi pales raisons suivantes: La dissymétrie des pôles doit être assez grande, car, si elle n'existait pas, l'aimant bipolaire soumis brusquement à un champ électrique de direction inverse pourrait rester immobile dans une position d'équilibre insta ble, ou pourrait tourner dans un sens quel conque. Or, lorsque la dissymétrie est très accusée, l'aimant est immobilisé après chaque course par une forte attraction magnétique et, pour vaincre cette attraction, il faut re courir à un courant comparativement élevé par rapport à la consommation des récepteurs du type à armature oscillante.
L'augmenta tion de la consommation entraîne divers incon- i énients graves (usure des contacts et des batteries de piles, chutes de tension en .ligne trop élevées, affaiblissement des aimants par les champs extérieurs, etc.).
En donnant aux pièces polaires des formes très enveloppantes et en réduisant leur dissy métrie, on parvient bien à réduire les valeurs des courants nécessaires pour actionner les petits récepteurs, mais les positions de départ des aimants moteurs sont voisines des points morts -et les organes moteurs ont par suite des couples de démarrage très faibles. La moindre augmentation des frottements peut empêcher le mouvement.. Lorsque le déplacement a lieu, le couple reçu par l'axe progresse avec la ro tation et atteint une va-leur maximum élevée lorsque l'angle de rotation atteint un quart de tour.
Par suite, l'aimant prend brusque ment une très grande vitesse angulaire et, à la fin de la .course, il se produit de fortes oscillations très gênantes. Lorsque le courant est interrompu avant l'amortissement des oscillations, l'aimant peut être lancé dans une direction quelconque, et dans ces conditions, le synchronisme .des cadrans d'une installa tion n'est plus assuré. L'expérience montre que la sécurité du fonctionnement est insuffi sante, surtout lorsque les compteurs chrono- métriques sont alimentés par des horloges mères ordinaires à balanciers, dont les con- tacts de distribution sont peu appuyés et donnent souvent des émissions hachées ou écourtées.
La présente invention évite tous ces incon vénients et permet, de phis, de réduire les dimensions des horloges réceptrices.
Le compteur chronométrique d'impulsions électriques salon la présente invention est du type défini ci-dessus et est caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispositif coopé rant avec l'axe dudit rotor, -de faéon à l'ame ner au-delà de la position d'équilibre qu'il prendrait sous ,la seule action dudit organe moteur, après chaque impulsion de courant, et à le placer dans une position favorable à l'action :de l'impulsion suivante de sens opposé.
A titre d'exemples, on a décrit ci-après et représenté au dessin annexé plusieurs formes d'exécution de compteiurs chronométriques se lon l'invention .et des installations correspon dantes .de ces compteurs.
La. fis. 1 représente schématiquement les organes magnétoélectriques moteurs d'un compteur chronométrique.
Les fis. 2, 3 et 4 représentent les mêmes organes dans les positions successives qu'ils occupent pendant et après une émission de commande.
Les fis. 5, 6 et 7 représentent respective ment en élévation latérale, en coupe élévation axiale et en coupe transversale, un mouve ment d'horloge réceptrice de petite dimension utilisant le compteur suivant. la fis. 1, tandis que .les fis. 8 à 10 représentent les organes moteurs de ce mouvement.
La fis. 11 est -un diagramme de forces mettant en évidence l'intérêt de la commande utilisée dans le récepteur établi suivant les fis. 1 à 10.
Les fis. 12 à 14 représentent une variante d'un mouvement d'horloge réceptrice.
La fis. 15 représente une installation de commande des récepteurs.
La fis. 16 montre une variante de l'inver seur de commande des compteurs, et la fis. 17 représente le schéma de montage correspondant. Les fi-. 18 à. 22 représentent une autre variante des compteurs chronométriques.
La fig. 23 est un schéma. de l'installation de commande des compteurs conforme à celui de la fig. 18.
Les fig. 24 à 27 représentent suie variante des organes moteurs magnétoélectriques de la fig. 1.
La fig. 1 représente schématiquement une première forme d'exécution des organes mo teurs magnétoélectriques des compteurs chro nométriques d'impulsions électriques. Les pièces sont représentées dans les positions, qu'elles occupent à l'instant où le courant. commence à passer, avant le début du dépla cement qui résultera des actions électro magnétiques. Celles-ci sont engendrées par le courant il envoyé par un inverseur de cou rant INV.
L'axe moteur 0 porte un aimant bipolaire A en forme de rondelle épaisse aimanté paral lèlement au diamètre<I>NS.</I> Cet aimant et cons titué par taie matière ferromagnétique dont le champ coercitif est supérieur à 400 oersteds. Comme matière, on peut utiliser soit l'acier au nickel-aluminium-cobalt fondu, traité et. meulé, soit les nouvelles matières formées de poudres fortement comprimées dans un moule. On peut utiliser aussi un aimant circulaire en poudres frittées ou en poudres moulées avec un liant synthétique plastique.
Il est préférable d'employer une matière tic faible densité présentant un champ coercitif H, su périeur à 600 oersteds. Pour les horloges ré ceptrices de grand diamètre -et pour les comp teurs devant.
effectuer un travail important (commande d'enregistreurs, déclenchements de sonnerie, servomoteurs synchrones, etc. ), on choisit des alliages de haute qualité à aimantation directionnelle concordant avec l'aimantation finale NS (alliages améliorés par traitements thermiques et magnétiques combinés présentant une induction rémanente 13r supérieure à 10 000 gauss).
Pour les pe tites horloges réceptrices, on utilise avanta- geüseïnent des aimants en forme de petites bagues d'un diamètre inférieur à 15 milli mètres et d'une épaisseur supérieure à 4 milli-, mètres constituées par des poudres d'oxyde de fer et d'oxyde de cobalt frittées ou forte ment comprimées dans un moule, sans frittage.
L'aimant A peut tourner librement entre des pièces polaires fixes comprenant deux pôles cylindriques relativement épais Pl et P2 en fer très doux munis chacun d'un épa nouissement polaire P't respectivement P'2 en tôle (le fer recuite de faible hystérésis, dis posés comme l'indique la fi-. 1. On voit que les pôles et les épanouissements entourent presque complètement l'aimant. A. Les bords intérieurs actifs .des pièces polaires forment (les arcs légèrement excentrés par rapport à l'axe 0.
Les pôles P1 et P2 sont réunis par un noyau magnétique Pl <I>F</I> GP2 en fer très doux de haute perméabilité entouré par un enroulement excitateur<I>B.</I> Le circuit P1 <I>F G</I> P2 est (le faible section; il peut passer sur le côté ou au-dessous des pôles<I>Pl,</I> P2.
Lorsque le courant il passe dans l'enrou lement B clans le sens des flèches, il se pro duit une force magnétomotrice qui engendre un flux magnétique dont la ligne de force moyenne est représentée en traits interrompus sur la fig. 1. Par suite, l'aimant. A tourne clans le sens de la flèche f 1 jtusqu'à la position représentée sur la fig. 2.
La ligne de réfé rence 0111 liée à, l'aimant <I>A</I> vient en OA2, l'aimant ayant tourné d'un angle al. A la fin du déplacement, il peut se produire quel ques oscillations, aussi il est nécessaire que l'émission il se prolonge jusqu'à ce que les oscillations soient amorties.
Lorsque le courant il est. interrompu, la force magnétomotrice due au courant prend fin et les pièces en fer sont uniquement aimantées par l'aimant permanent A; il se produit alors une nouvelle répartition des lignes de force, comme l'indique la fig. 3, et l'expérience montre que l'aimant. A tourne d'un petit angle u2, la ligne .de référence liée à l'aimant, passant de 0A2 à 0A s.
Pour rendre la figure plus claire, on a. re présenté un angle a2 relativement grand; en réalité, l'angle observé est seulement de deux à cinq degrés selon .l'excentration des épa nouissements polaires. Si, après la progres- sion a2, on envoyait dans l'enroulement<I>B</I> une deuxième émission de courant dirigée en sens inverse de il, les pôles fixes prendraient des polarités inverses de celles qui sont marquées sur la fig. 1 et l'aimant -Il pourrait tourner de nouveau d'un demi-tour dans le sens f 1.
Toutefois, le fonctionnement est peu sûr, car le démarrage en sens convenable provient seu lement du fait que le point mort a été fran chi grâce à la course complémentaire a2, course qui est. très faible. L'aimant .1 dans la position fig. 3 se trouvant très près .du point, mort, le couple de lancement dans la bonne direction est minime.
On améliore considérablement le fonction nement en soumettant l'axe 0 à un dispositif auxiliaire qui agit avant l'envoi de la, deuxième émission de courant précédemment considérée. Ce dispositif fait progresser le rotor d'un angle a2, comme l'indique la fig. 4. Dans ces conditions, la ligne -de référence vient de 0 < 13 à 0A4, dans le prolongement de, 0,41 position initiale. L'aimant se trouve alors dans une position de départ très favo rable pour l'utilisation de la deuxième émis sion. En effet, le mouvement désiré se trouve largement amorcé et .l'on peut obtenir un cou ple de démarrage important.
Pour utiliser .le compteur considéré dans les distributions d'heure, on peut employer au poste central une source à courant continu et un inverseur .de courant .d'un type connu éta bli, par exemple, comme l'indique la fig. 1 (distributeur rotatif D tournant à vitesse constante d'un mouvement lent agissant sur les ,lames de contact Ll et L2) . Après une rotation d'un demi-tour du distributeur D, l'aimant récepteur tourne rapidement en sens <B><I>f l,</I></B> et lorsque .le contact est interrompu, l'ai mant occupe successivement les positions symé triques par rapport à 0 des positions repré sentées sur les fig. 2, 3 et 4.
On voit que l'ai mant a accompli une demi-révolution. Le même fonctionnement se poursuit lorsque le distributeur D reprend la. position fig. 1 et continue son mouvement.
Divers dispositifs auxiliaires peuvent per mettre de faire tourner l'aimant .1 de l'angle (a2 + a3) après chaque interruption du cou rant d'une émission. Pour obtenir cette deuxième phase du fonctionnement, on pour rait utiliser notamment l'action d'un ressort ou d'tm poids préalablement soulevé pendant la course motrice sur l'angle al, mais cette so lution nécessiterait un mécanisme compliqué et bruyant introduisant des frottements, cause d'usure et de dérangements.
Pour cette raison, on emploie, de préfé rence, un dispositif magnétique ou électro magnétique.
Les fig. 5 à 10 représentent im compteur chronométrique qui convient spécialement aux horloges réceptrices de petites dimensions fonctionnant par émissions brèves espacées toutes les demi-minutes. Le mouvement ré cepteur obtenu est très plat et fonctionne si lencieusement. Il convient spécialement aux horloges installées dans les chambres à cou cher et dans les bureaux.
On retrouve sur la fig. 5 les organes ma- gnéto-électriques représentés schématiquement sur la fig. 1: aimant circulaire A, pôles fixes Pl et P2 munis d'épanouissements P'1 et P'2 très faiblement excentrés par rapport à l'axe moteur 0. Cet axe est disposé parallèlement et à faible distance du cadran de l'horloge dont les aiguilles sont montées sur les axes concentriques On et OH.
L'axe Ou de l'aiguille des minutes est entrainé par la vis sans fin V engrenant avec la roue ,dentée tangente rt de 60 dents. La vis V à un filet est montée sur l'axe 0. Elle tourne d'un demi-tour chaque demi-minute, et l'axe On tourne à la vitesse moyenne d'un tour par heure; l'axe On actionne l'axe tubulaire On de l'aiguille des heures par la minuterie habituelle 111n (fig.7).
L'enroulement excitateur est constitué par une bobine amovible <I>B</I> montée sur noyau Ny de faible diamètre disposé dans le prolonge ment de l'axe du pôle Pl, parallèlement à l'axe moteur 0, comme l'indique la fig. 6.
L'axe Ou tourne dans les platines 1 et 2 parallèles au cadran et réunies sur les côtés par deux pièces parallélépipédiques en fer 3 sur lesquelles sont vissées des plaques laté rales 4 et 5. La plaque 4, en métal non magnétique (laiton ou duralumin) est ajourée pour lais ser le libre passage de ].'aimant A. Les pôles cylindriques décolletés Pl et P_- sont rivés sur la plaque 4 après interposition des épa nouissements polaires P'1 et P'2 découpés dans de la tôle de fer pur ou de la tôle spé ciale présentant une faible hystérésis magné tique. Sur les pôles Pi et. P2 est fixé un pont 6 en métal non magnétique.
La plaque :5 est en fer doux, elle porte un plot. 7 en laiton qui constitue l'un des paliers de l'axe 0. Cet. axe pivote, de l'autre côté, dans un trou percé dans le pont 6.
Sur ]'.axe 0 est monté l'aimant moteur -1 et un deuxième aimant circulaire semblable A' visible sur les fig. 6 et 9. L'aimant A' tourne au voisinage d'une pièce 8 en fer doux représentée sur la fig. 8. Cette pièce 8 est. fixée sur 5, au moyen du plot 7, par une sertissure, comme le montre la fig. 6. On voit. que la pièce 8 comporte deux bras repliés Fl et F2 situés de part et d'autre de l'aimant A'.
Cette pièce peut être orientée à volonté; elle se comporte comme une armature attirant l'aimant A' dont les pâles N2 et<B>S</B>2 tendent à se placer devant les bras F1 et. F2. On oriente la pièce 8 de façon que l'axe 0 soit déplacé de l'angle a3 en sens<B>f l,</B> comme l'indiquent. les fig. 3 et 4. C'est donc le dispositif magné tique formé par A' et Pl, P2 qui est. chargé d'assurer le complément de déplacement a3 après l'interruption de chaque émission.
La fig. 11 est un diagramme qui met en évidence l'importance de la course supplémen taire due à l'aimant auxiliaire A'. L'aimant moteur principal A peut. être assimilé à deus masses magnétiques -f- in et -m placées à une distance D et mobiles autour de 0. Sous l'influence d'un champ extérieur H, les masses magnétiques sont soumises à deux forces parallèles et de directions contraires -I- P et -P et l'aimant est soumis à un cou ple dont le moment est: <I>Fi D</I> sin<I>. a</I> Lorsque l'angle a est. très faible, ce couple est aussi très faible et il peut être très voisin du couple des frottements.
Il suffit souvent de doubler l'angle a. pour améliorer considé rablement la. sûreté (le fonctionnement, car la. différence entre le couple moteur et le couple passif devient beaucoup phis grande. L'expé rience montre que, lorsque par l'adjonction du dispositif formé par A' et la. pièce 8 (fig. 6), on obtient. une progression complé mentaire a3 (fi-. 1) de cinq degrés seulement, la sécurité de marche devient satisfaisante. Pour obtenir la. course a3, on peut utiliser un aimant A' de faible dimension et l'attraction magnétique qui doit.
être vaincue pendant la course a,, (fig. 2) est relativement faible et ne nécessite pas une dépense exagérée de cou rant. L'aimant A' n'étant pas soumis à un champ de désaimantation peut être constitué par une matière à aimant ordinaire.
Le circuit magnétique reliant les pôles hl. et P2 à l'extérieur de l'aimant principal A est formé par les pièces suivantes. le noyau <I>N'y</I> de la bobine B, la. plaque 5, la platine en fer 1 et la pièce 3.
Les deux phases de fonctionnement du dispositif représenté en fig. 6 ont. été précé demment décrites en se référant aux fig. 1 à 1. Sous l'influence d'une première émission de courant, l'axe 0 (fi-. 9) tourne d'un an-1e au:
puis, après l'interruption du courant, l'axe tourne d'uni angle<U>(ci.,</U><I>+</I> cc3) sous l'in fluence des épanouissements polaires et de l'attraction exercée par la pièce 8, agissant sur @l'. La rotation totale (al <I>+</I> a2 <I>+</I> a3) est de 180 degrés. L'émission suivante qui a lieu une demi-minute plus tard fait encore tour ner l'axe 0 d'un demi-tour dans le même sens et ainsi de suite.
L'axe Om tourne normale ment à la vitesse moyenne d'un tour par Heure.
Pour obtenir un fonctionnement très sûr, on a reconnu qu'il était indispensable de réa liser les diverses particularités de construc tion suivantes: Il est nécessaire que l'aimant A conserve toujours une aimantation constante, la direc tion des lignes de force étant représentée sur la fi-. 10. Pour cela, il ne suffit pas d'em ployer une matière à aimant. de haute coerci- civité. Il est nécessaire .de stabiliser l'aiman tation et de la protéger contre l'influence du l1LT développé par la bobine B lorsqu'il tend à. affaiblir A.
De bons résultats ont été obte nus de la façon suivante: On aimante A à sa turation et on le sotunet ensuite à un champ de désaimantation assez important, de facon que l'aimantation soit réduite environ de moi tié. On donne au noyau Ny une très faible section (par exemple inférieure à 20 milli mètres carrés) et on constitue le noyau par une matière présentant une perméabilité élevée pour les champs faibles et se saturant pour une valeur modérée du champ.
(On peut employer, par exemple, un alliage fer nickel.) Dans ces conditions, le champ de désaimantation ne peut jamais prendre une valeur excessive.
On a obtenu de bons résultats, et notam ment un fonctionnement silencieux, avec un aimant A1 d'un ,diamètre de 12 millimètres seulement et une épaisseur de 5 millimètres. Au moyen d'une bobine d'un diamètre exté rieur inférieur à 15 millimètres, on obtient une marche sûre av ee des impulsions d'une puissance inférieure à<B>0,05</B> watt..
Si accidentellement la bobine B est reliée à une tension beaucoup plus élevée que la va leur normale, l'aimant A ne se désaimante pas. On peut aussi démonter l'axe 0 pour un nettoy a.ge .de pivots, sans que ce démontage entraîne un affaiblissement nuisible de l'ai mant. Cette qualité présente une grande im portance, car la réaimantation .des aimants spéciaux tels que A nécessite un outillage compliqué et coûteux que ne possèdent pas les ouvriers horlogers chargés de l'entretien des installations.
Grâce au faible moment d'inertie de l'axe 0, les oscillations de fin de course sont très rapidement amorties. On peut les réduire en core en bobinant l'enroulement B sur un tube mince en cuivre rouge. Ce tube contribue à atténuer les brusques variations du flux tra versant la bobine et il améliore les conditions de fonctionnement des contacts de distribu tion. Le mouvement horaire récepteur que l'on vient de décrire présente l'avantage de fonc tionner correctement malgré d'assez grandes variations de la tension électrique alternative arrivant aux extrémités de l'enroulement. Cette propriété provient de la régularisation du flux inducteur agissant sur l'aimant.
Les dispositifs analogues, tels qu'ils sont cons truits .actuellement, ne possèdent pas cette qualité: par exemple, si l'on double la tension, les impulsions motrices deviennent très élevées et l'axe 0 prend à la fin de chaque course un mouvement vibratoire très accentué qui cause un tremblement des aiguilles et un bruit désagréable; il se produit de plus des variations d'aimantation qui troublent le fonctionnement ultérieur;
les mouvements ré cepteurs sont irréparables sur place lorsqu'il faut démonter et réaimanter les aimants.
Les fig. 12 à 14 représentent une variante de construction d'un mouvement récepteur si lencieux. La course complémentaire est obte nue .au moyen d'une .armature très légère 9, en fer doux, montée sur l'axe 0 et disposée entre les branches N2, S2 d'un petit .aimant fixe 10 en forme -de<B>U.</B> Ce compteur diffère aussi de celui de la fig. 6 en ce que les pôles P1 et P2 sont obtenus par découpage aux formes représentées sur la fig. 14, qui est une coupe suivant @le plan 14', 14" de la fig. 13.
Les pôles sont excités par deux bobines 13 et R' relativement longues. Le mouvement ré cepteur des fig. 12 à 14 est très plat (épais seur inférieure à 25 millimètres), sa consom mation est très faible:
ce mouvement peut fonctionner, en effet, au moyen d'émissions inférieures à 50 milliampères sous 0,2 volt durant une seconde -et émises chaque demi- minute. Ce faible courant est suffisant pour entraîner avec une grande sûreté des aiguilles correspondant à des cadrans intérieurs ou protégés jusqu'à 30 centimètres de diamètre. Le fonctionnement est complètement silen cieux.
La fig. 15 représente une iastallation qui convient tout particulièrement à la commande d'un groupe .de compteurs chronométriques des fig. 6 ou 14, lorsqu'on dispose de cou- rant alternatif industriel dont la. fréquence moyenne est régularisée chr onométriquement par l'usine centrale.
L'inverseur de commande des horloges ré ceptrices (dont une seule est représentée en HR) est actionné par un petit mouvement. horaire à moteur synchrone 11 tel que ceux que produit à bas prix l'industrie horlogère. Ce mouvement comporte seulement un axe faisant un tour par minute, sur lequel est montée à friction une came<I>CI,</I> en matière isolante, solidaire d'une aiguille trotteuse T7'. La came<I>CI</I> soulève alternativement chaque demi-minute les lames de contacts Ll et L,# qui reposent normalement sur les plots +.
Chaque lame soulevée se sépare du plot + et vient toucher un plot -. Grâce à la faible vi tesse de la came<I>CI,</I> on dispose d'un couple très élevé qui permet d'établir des contacts fortement pressés très sûrs. Il suffit d'em ployer des garnitures de contact en argent.
Les lames Li et L2 sont reliées à deux fils de sortie 12 par l'intermédiaire de la bobine 13 d'un galvanoscope simplifié et d'une résis tance réglable à collier R. Le gale anoscope est formé par un aimant pivoté A", identique à l'aimant moteur d'un compteur, qui peut tourner librement dans la bobine creuse 13. Cet aimant est solidaire d'une aiguille ,déséquilibrée 0, qui tourne dans un sens on dans l'autre lorsqu'une émission traverse les fils 12.
Une graduation indique les valeurs limites d'élongations qui correspondent à des émissions normales envoyées dans les récep teurs.
L'énergie est fournie par un branchement sur le secteur par l'intermédiaire d'un trans formateur à fortes fuites magnétiques TF- et d'un redresseur du genre à. oxyde de cuivre.
Le courant redressé de basse tension (24 volts par exemple) ,arrive aux plots + et (-) de l'inverseur. LTncondensateur C est relié aux lames Li et<I>L2.</I> Le transformateur <I>TF</I> et le redresseur sont établis .de façon que l'inten sité moyenne du courant redressé susceptible d'être débité soit limitée par les fuites magné tiques @du transformateur. On peut obtenir ainsi qu'en cas de court-circuit entre les fils 12, l'intensité débitée ne dépasse jamais<B>0,115</B> ampère.
L'installation desservie peut compor ter, par exemple, cinquante récepteurs ho raires, tels que HR, reliés chacun à une ro sace renfermant une résistance filiforme 16 (résistance en carburandum très robuste et dépourvue de self-inductance). On peut mu nir les récepteurs d'un enroulement en gros fil d'une résistance totale de 5 ohms envi ron. Les rosaces peuvent être munies de ré sistances de l'ordre de 10 à 20 ohms.
En les reliant en série dans lui circuit principal à deux conducteurs aussi courts que possible, on peut constituer une installation électrique peu exposée aux pannes et d'une surveillance facile, car les interruptions accidentelles du circuit principal sont révélées par l'arrêt de l'aiguille 14, et les courts-circuits et les inter ruptions sur une ligne dérivée ou dans une bobine entraînent seulement .l'arrêt. de la ré ceptrice correspondante. La canalisation est d'un faible prix, car on peut employer des fils de petit diamètre et de faible isolement.
Un mauvais contact ou un défaut d'isolement ne peut entraîner ni un échauffement dan gereux, ni une détérioration d'appareils.
L'intensité en ligne, quel que soit le nom bre de récepteurs entre un et cinquante, est inférieure à 0,15 A et on peut d'ailleurs la régler au moyen :de la résistance le, par exem ple, à environ 60 milliampères. Les con tacts très appuyés de l'inverseur se conser vent pendant clés années en bon état sans né cessiter d'intervention. D'ailleurs, les contacts qui coupent le courant peuvent être disposés, bien visibles, sur le côté du mouvement 11, de façon que le nettoyage soit facile.
Les organes émetteurs décrits ci-dessus sont groupés dans un boîtier 19 et constituent un ensemble %]E beaucoup plus robuste que les horloges mères usuelles.
Pour assurer :la remise à l'heure d'un groupe d'horloges réceptrices après une panne de secteur, i1 suffit de faire tourner rapide ment l'aib mille trotteuse Tr en marquant un petit temps d'arrêt lorsque l'aiguille passe par la verticale en haut et en bas. On arrêtera la commande lorsqu'une horloge réceptrice, prise comme témoin, marquera l'heure exacte.
L'installation réalisée au moyen de l'appa- reillaâe décrit ci-dessus ne présente pas la délicatesse des distributions horaires cou rantes. On a éliminé, en effet, tous les organes sujets à détérioration et à usure (pile, accumulateurs, contacts délicats faible ment appuyés, balanciers, échappements, en cliquetages, etc.).
L'installation peut être complétée par l'adjonction d'une horloge mère de secours Hi1Z, mise en service automatiquement au moyen d'un commutateur 17 comportant une bobine .de déclenchement 18 reliée ail secteur. On peut obtenir ainsi que la distribution ho raire continue à fonctionner en cas de panne de secteur.
Les récepteurs horaires décrits ci-dessus sont plus avantageux que les horloges à mo teurs synchrones pour diverses raisons: d'abord ils sont beaucoup plus simples et moins sujets à usure à cause de leur très faible vitesse;
de plus ils sont remis à l'heure simultanément du poste central et peuvent permettre de réaliser des distributions ali mentées et synchronisées par le réseau, avec réserve de marche, l'énergie étant fournie, par exemple, par une batterie d'accumula teurs servant à d'autres usages, comme la batterie -du téléphone. Les dangers d'incendie sont éliminés par le fait. que la tension élec trique et l'intensité des émissions sont tout' jours très faibles.
L'entretien des installa tions peut être assuré aisément par des élec triciens non spécialisés.
La fig. 16 montre une variante de l'inver seur de commande. Sur un axe 20 faisant un tour par minute et appartenant à. une horloge synehrone ou à une horloge mère robuste, on monte un excentrique 21 qui déplace d'un mouvement alternatif autour de l'axe 22 .le support clé deux tubes à mer cure à trois électrodes Hg, disposées de chaque côté -de la plaque isolante 23, munie de qua tre bornes 24, 25, 26 et. 27.
Les électrodes des tubes à mercure sont reliées aux bornes, comme ].'indique la fig. 17, et quatre petits câbles extrasouples relient .les bornes mobiles à quatre bornes fixes aboutissant, d'une part, à une source de courant continu ou redressé -(-I-) et (-) et, d'autre part, aux points de départ Ll et L2 d'une ligne desservant un groupe .de récepteurs horaires HR shuntés branchés en séries parallèles. Grâce à la fai ble consommation des récepteurs décrits,
ce simple dispositif peut permettre d'actionner un nombre considérable de compteurs chro- nométriques des types des fig. 6 ou I3, au moyen d'une tension continue ou redressée de 24 volts. On .peut, en effet, grouper en parallèle une dizaine de séries de cinquante récepteurs horaires. L'intensité totale est infé rieure à 1 ampère.
Les tubes à mercure de fa brication courante permettant de couper 5 ampères sous 220 volts, on obtient une très grande sûreté de marche, la durée de service des tubes<I>Hg</I> pouvant dépasser vingt années en raison de la faible fréquence des ruptures de circuit.
L'installation de la fig. 16 convient parti culièrement aux distributions d'heure dans les hôtels. On peut placer dans chaque cham bre une horloge de petite dimension, dont le fonctionnement est absolument silencieux. Cette horloge peut être munie d'un disposi tif de réveille-matin à vibreur d'un type connu. La réduction de l'épaisseur .du mou vement facilite la création de modèles d'hor loges de belle présentation.
Les fig. 18 à 22 représentent -Lute troi sième forme d'exécution. Ce type de compteur comporte deux dispositifs moteurs agissant successivement pour faire tourner par sac cades d'un quart de tour l'axe 0 représenté séparément sur la fig. 21. La fig. 18 montre l'ensemble d'un mouvement horaire récepteur de construction très simplifiée progressant par sauts d'une demi-minute sous l'influence de courants brefs alternativement renversés envoyés successivement dans deux bobines.
L'axe moteur comporte deux aimants bi polaires Al et A2 dont les lignés de forces internes ont des directions perpendiculaires, comme .l'indique la fig. 21. Chaque aimant tourne devant deux pôles Pl, P2 ou P',,<I>P'.<U>></U></I> (fig. 19, dans laquelle les bobines ne sont. .pas représentées). Les pôles fixes ont la forme re présentée en ,perspective à la fis. 22. Les pôles Pl et P2 sont reliés à une pièce de fer 28 en forme de<B>U</B> sur laquelle est enroulée une bobine B1 (fig. 20).
Les pôles P'1 et P'2 sont reliés à une pièce 29 de forme simétri- que entourée de la bobine B2.
Les bobines Bl et B2 reçoivent alternati vement des émissions brèves de courant et le fonctionnement. est le suivant Une première émission est. envoée unicltte- ment clans la bobine Bl. Les pôles Pl et P., sont fortement excités et orientent, par exem ple, l'aimant Ai comme l'indique la fis. 19 (ligne<I>NS</I> verticale). La ligne des pôles de A2 est alors horizontale.
L'émission de .courant suivante commence une demi-minute après la première; elle tra verse uniquement la bobine B, et les pôles P'1 et P'2 sont à leur tour fortement excités. Par suite, ils agissent sur l'aimant A2 pour le faire tourner d'un quart .de tour.
L'aimant Al est facilement entraîné, car il n'est freiné que par une très faible action magnétique en raison de la faible variation de réluctance magnétique du circuit formé par la pièce 29 et les pôles P'1 et P'2. Après la deuxième émission ..considérée, la ligne des pôles NS de l'aimant A2 est donc verticale, tandis que la ligne<I>NS</I> de l'aimant Al est horizontale.
Une troisième émission en sens inverse de la première traverse de nouveau la, bobine Bl seule et fait progresser l'aimant Al d'un quart de tour. Le fonctionnement se continue ainsi et l'on voit. que l'axe 0 tourne par sac cades d'un quart de tour chaque demi-mintite. Dans une même bobine, les émissions sont renversées une fois par minute.
L'axe 0 est taillé en vis sans fin, ou bien il -est muni d'un ressort à boudin formant vis sans fin V. Cette vis engrène avec une roue tangente de trente dents, solidaire de l'axe de l'aiguille des minutes, qui tourne ainsi à. la vitesse moyenne d@un tour par heure.
Le compteur à courants brefs que l'on vient de décrire exige un dispositif de com mande spécial. et une ligne de transmission à quatre ou à trois conducteurs. La fig. 23 re présente un dispositif d'émission qui com porte deux inverseurs (le courant commandés par un pignon p. Les cames de commande Dl et<I>D2</I> des inverseurs sont constituées par une matière isolante; elles sont actionnées par les roues r1 et. r2 et tournent à la. vitesse d'un tour en deux minutes. Ces cames sont dé- calées clé 90".
Elles agissent sur les lames de contact Ll, <I>L2, L2 et L4,</I> comme l'indique la fig. 23. Chaque came Dl ou<I>D2</I> comporte un bossage et. une encoche diamétralement opposés, ce qui permet d'envoyer dans les conducteurs h, 1? <I>et</I> 13, 14 des émissions brèves. Lorsque le courant passe dans 1.3, 1.1, il est. interrompu dans h, <I>12</I> et vice versa.
Les horloges réceptrices HR munies de mouvements selon la fig. 18 comportent cha cune deux bobines Bl et. B2 reliées en série sur rosaces munies de deux shunts sh, comme l'indique la fig. 23. On voit que les shunts reliés aux bobines Bl sont montés en série sur le conducteur 12. Les shunts reliés aux bo bines B2 sont montés en série sur le conduc teur 14. Le retour des courants se fait par les conducteurs<B>Il</B> et 13 qui pourraient être rem placés par un conducteur unique.
Ce mode de branchement présente toits les avantages du montage série sans en avoir les incon vénients, car en cas de coupure d'un appareil récepteur, le courant continue à passer par le shunt correspondant. Avec ee dispositif, on peut brancher en série ou en séries paral lèles un très grand nombre :de récepteurs horaires traversés par la même intensité, quel que soit l'éloignement de l'émetteur.
Pour éviter la détérioration des contacts électriques et. les troubles radiophoniques, oui monte en parallèle sur les lames Ll et L2 et sur les lames L2 et L3 des condensateurs Cl et C2 et des résistances pures R, et R,2. On interpose au départ des lignes des indue- tances s1, <I>82,</I> s3 et s4 capables d'intercepter les courants de haute fréquence créés par les ruptures de circuits.
L'installation clé la fig. 23 convient parti culièrement bien à la distribution de l'heure air les navires. Le pignon p peut être actionné par un moteur synchronisé par un chronomètre à contact, ou par le moteur sy-n- ehrone d'une horloge à. quartz piézo-électri- que ou à diapason établie pour fonctionner correctement malgré les déplacements du sup port. On peut ainsi man#uvrer les contacts fortement appuyés.
Pour la remise à l'heure simultanée de nombreux cadrans, il suffit de débrayer le pignon 1) de 1-'horloge de commande et de le faire tourner en avant, ou en arrière. Les ré cepteurs tournent aussi en avant. ou en arrière, on peut :donc aussi bien les faire avancer que retarder, ce qui .est important pour les instal lations horaires des navires.
Divers ehangenients peuvent être apportés aux dispositifs décrits à titre d'exemple. Par exemple, on peut modifier les intervalles des impulsions en adoptant d'autres mécanismes démultiplicateurs pour actionner les aiguilles. Les compteurs .décrits pourraient notamment. être utilisés pour les horloges munies d'ai guilles trotteuses progressant une fois par seconde ou par demi-seconde.
Le dispositif de la fig. 23 peut permettre de faire tourner les aiguilles d'un mouvement continu au moyen d'émissions rapprochées.
A la place d'aiguilles, on peut entraîner d'autres dispositifs, les compteurs décrits se comportant comme des transmissions syn chrones. On peut actionner notamment des en registreurs et des servomoteurs devant tour ner à vitesse constante ou variable concordant avec la vitesse du transmetteur.
Au lieu des aimants bipolaires de forme cylindrique circulaire, on pourrait employer des aimants de formes voisines. On peut aussi munir les aimants moteurs .de pièces polaires en fer doux. Dans cet ordre d'idées, les fig. 24 à 27 montrent une variante d'exécu tion des aimants moteurs actionnés par sac cades au moyen d'in électro-aimant.
Suivant cette disposition, l'aimant moteur est formé par un cylindre A (fig. 27) en ma tière de très haute coercivité, aimanté paral lèlement à l'axe 0. Sur les faces polaires cir culaires N et S sont accolés deux pièces po laires N' et S' dont la forme et la disposition sont indiquées sur la coupe axiale de la fig. 25 et sur @la vue en perspective de la fia. 26. Les pièces S' et N' forment autour de A deux sur faces demi-cylindriques légèrement excentrées par rapport à l'axe, comme le montre la fig. 24.
L'aimant muni des pièces polaires N', S' tourne par saccades entre les pôles fixes Pl et P2. Le fonctionnement a. lieu comme dans les dispositifs précédemment dé crits; on peut monter sur l'axe 0 -Lui dispo sitif auxiliaire magnétique ou utiliser deux aimants moteurs du type représenté en fig. 26 agissant alternativement pour faire tourner iur. arbre commun par saccades d'un quart -de tour.
Le compteur représenté en fig. 24 peut être construit avec des dimensions relative ment grandes. Il permet d'entraîner des ré cepteurs capables de développer une puis sance mécanique très importante. On peut, en effet, envoyer .dans les enroulements des courants intenses, car l'expérience montre que les pièces N' et S' se comportent comme des shunts magnétiques protégeant l'aimantation permanente de A.
Pour atténuer les oscilla tions de fin de course, on emploie avanta- geüsement un .cliquet <B>Cl</B> articulé à l'extrémité d'une lame un peu flexible 30, agissant sur une .came à deux ,dents 31 solidaire du rotor.
Le cliquet s'oppose au retour en arrière du rotor, mais les chocs sont très atténués par le fait que la lame 30 peut fléchir dans le sens .de la flèche<I>f .</I> Le cliquet <I>Cl</I> .contribue à, amener .le rotor dans les positions favorisant l'action clé l'émission de courant envoyée ulté rieurement dans l'enroulement B, B' du stator.
<B> Chronometric counter of electric pulses. </B> The invention relates to chronometric counters of electric pulses comprising a motor member which comprises at least one winding. stationary and a permanent magnet forming a rotor and advancing in fractions of a revolution under the influence of current pulses alternately in opposite directions, exciting said stationary winding and sent from a central station by a master clock, the energy generally being supplied by a direct current source.
In these counters, fixed or mobile asymmetric poles are used which make it possible to obtain that each progression of the rotors under the influence of an emission of current. is followed by a further progression at a small angle, which initiates the subsequent course under the influence of the following emission which reverses the polarity of the fixed poles.
Known counters of the type considered do not give. not satisfactory for the following main reasons: The asymmetry of the poles must be large enough, because, if it did not exist, the bipolar magnet subjected suddenly to an electric field of opposite direction could remain motionless in an unbalanced position. ble, or could turn in any direction whatever. However, when the asymmetry is very marked, the magnet is immobilized after each stroke by a strong magnetic attraction and, to overcome this attraction, it is necessary to run at a comparatively high current compared to the consumption of receivers of the oscillating armature type. .
The increase in consumption leads to various serious drawbacks (wear of the contacts and of the batteries, excessive line voltage drops, weakening of the magnets by external fields, etc.).
By giving the pole pieces very enveloping shapes and reducing their dissymmetry, it is possible to reduce the values of the currents required to actuate the small receivers, but the starting positions of the motor magnets are close to the dead points - and the motor components. therefore have very low starting torques. The slightest increase in friction can prevent movement. When movement takes place, the torque received by the shaft progresses with the rotation and reaches a high maximum value when the angle of rotation reaches a quarter turn.
As a result, the magnet suddenly assumes a very high angular speed and, at the end of the travel, strong and very troublesome oscillations occur. When the current is interrupted before the damping of the oscillations, the magnet can be launched in any direction, and under these conditions the synchronism of the dials of an installation is no longer assured. Experience shows that operational safety is insufficient, especially when the chronometric counters are powered by ordinary pendulum master clocks, the distribution contacts of which are weakly pressed and often give choppy or shortened emissions.
The present invention avoids all these drawbacks and makes it possible, phis, to reduce the dimensions of the receiver clocks.
The chronometric counter of electric pulses according to the present invention is of the type defined above and is characterized in that it further comprises a device cooperating with the axis of said rotor, -de faon to the lead au- beyond the position of equilibrium that it would take under, the sole action of said motor member, after each current pulse, and to place it in a position favorable to the action: of the following pulse in the opposite direction.
By way of examples, several embodiments of chronometric counters according to the invention have been described and shown in the accompanying drawing according to the invention. And corresponding installations .de these counters.
The. Fis. 1 schematically represents the magnetoelectric driving members of a chronometer counter.
The fis. 2, 3 and 4 represent the same components in the successive positions which they occupy during and after a command transmission.
The fis. 5, 6 and 7 show, respectively, in side elevation, in axial elevation section and in cross section, a small-dimension receiving clock movement using the following counter. did it. 1, while .they. 8 to 10 represent the driving organs of this movement.
The fis. 11 is a force diagram showing the interest of the control used in the receiver established according to the fis. 1 to 10.
The fis. 12 to 14 represent a variant of a receiving clock movement.
The fis. 15 shows a receiver control installation.
The fis. 16 shows a variant of the meter control inverter, and the fis. 17 shows the corresponding assembly diagram. The fi-. 18 to. 22 represent another variant of chronometric counters.
Fig. 23 is a diagram. of the meter control installation conforming to that of fig. 18.
Figs. 24 to 27 represent soot variant of the magnetoelectric motor members of FIG. 1.
Fig. 1 schematically represents a first embodiment of the magnetoelectric motor members of the chronometric counters of electric pulses. The pieces are represented in the positions they occupy at the instant the current. begins to pass, before the beginning of the displacement which will result from the electromagnetic actions. These are generated by the current sent by a current inverter INV.
The motor axis 0 carries a bipolar magnet A in the form of a thick washer magnetized parallel to the diameter <I> NS. </I> This magnet consists of a ferromagnetic material case whose coercive field is greater than 400 oersteds. As the material, either molten, treated and nickel-aluminum-cobalt steel can be used. ground, or the new materials formed of powders strongly compressed in a mold. It is also possible to use a circular magnet in sintered powders or in powders molded with a plastic synthetic binder.
It is preferable to use a low density tic material exhibiting a coercive field H, greater than 600 oersteds. For large diameter receiver clocks - and for counters in front.
to perform important work (control of recorders, ringing triggers, synchronous servomotors, etc.), high quality alloys with directional magnetization are chosen in accordance with the final NS magnetization (alloys improved by combined heat and magnetic treatments with induction remanent 13r greater than 10,000 gauss).
For small receiver clocks, magnets in the form of small rings with a diameter less than 15 milli meters and a thickness greater than 4 millimeters made up of iron oxide powders and more than 4 millimeters are used advantageously. of cobalt oxide sintered or strongly compressed in a mold, without sintering.
Magnet A can rotate freely between fixed pole pieces comprising two relatively thick cylindrical poles P1 and P2 in very soft iron each provided with a pole pad P't respectively P'2 in sheet metal (annealed iron with low hysteresis, dis posed as shown in fig. 1. It can be seen that the poles and the openings almost completely surround the magnet. A. The active interior edges. of the pole pieces form (the arcs slightly eccentric with respect to the axis 0 .
The poles P1 and P2 are joined by a magnetic core Pl <I> F </I> GP2 in very soft iron of high permeability surrounded by an exciting winding <I> B. </I> The circuit P1 <I> FG < / I> P2 is (the small section; it can pass to the side or below the poles <I> Pl, </I> P2.
When the current passes through the winding B in the direction of the arrows, a magnetomotive force is produced which generates a magnetic flux, the mean force line of which is represented in broken lines in FIG. 1. Hence, the magnet. A rotates in the direction of arrow f 1 until the position shown in fig. 2.
Reference line 0111 linked to, the magnet <I> A </I> comes to OA2, the magnet having rotated by an angle al. At the end of the movement, some oscillations can occur, so it is necessary that the emission continues until the oscillations are damped.
When the current it is. interrupted, the magnetomotive force due to the current ends and the iron parts are magnetized only by the permanent magnet A; a new distribution of the lines of force then occurs, as shown in fig. 3, and experience shows that the magnet. A rotates by a small angle u2, the reference line linked to the magnet, passing from 0A2 to 0A s.
To make the figure clearer, we have. re presented a relatively large angle a2; in reality, the observed angle is only two to five degrees depending on the eccentricity of the polar shoulders. If, after the progression a2, a second emission of current directed in the opposite direction to it were sent into the winding <I> B </I>, the fixed poles would assume polarities opposite to those marked in fig. . 1 and the magnet -It could turn half a turn again in direction f 1.
However, the operation is insecure, because starting in the correct direction arises only from the fact that neutral has been reached thanks to the complementary stroke a2, which stroke is. very weak. Magnet .1 in position fig. 3 being very close to the neutral point, the throwing torque in the right direction is minimal.
The operation is considerably improved by subjecting the axis 0 to an auxiliary device which acts before the sending of the second current emission previously considered. This device advances the rotor at an angle a2, as shown in FIG. 4. Under these conditions, the reference line comes from 0 <13 to 0A4, in the extension of 0.41 initial position. The magnet is then in a very favorable starting position for the use of the second emission. In fact, the desired movement is largely initiated and .l'on can obtain a significant starting cou ple.
In order to use the counter considered in the time distributions, a direct current source and a current inverter can be used at the central station of a known type established, for example, as shown in fig. 1 (rotary distributor D rotating at constant speed with a slow movement acting on the contact blades L1 and L2). After a half-turn of the distributor D, the receiving magnet turns rapidly in direction <B><I>fl,</I> </B> and when the contact is interrupted, the magnet occupies successively the symmetrical positions with respect to 0 of the positions represented in FIGS. 2, 3 and 4.
We see that the mant has accomplished a half-revolution. The same operation continues when distributor D takes over. position fig. 1 and continues its movement.
Various auxiliary devices can be used to rotate the magnet .1 by the angle (a2 + a3) after each interruption of the current of an emission. To obtain this second phase of operation, one could use in particular the action of a spring or of a weight previously lifted during the driving stroke on the angle al, but this solution would require a complicated and noisy mechanism introducing friction. , cause of wear and disturbances.
For this reason, a magnetic or electromagnetic device is preferably employed.
Figs. 5 to 10 represent a chronometer counter which is particularly suitable for small-sized receiver clocks operating by short transmissions spaced every half-minute. The receiver movement obtained is very flat and works so sluggishly. It is especially suitable for clocks installed in bedrooms and in offices.
We find in fig. 5 the magneto-electric members shown schematically in FIG. 1: circular magnet A, fixed poles Pl and P2 provided with spreads P'1 and P'2 very slightly eccentric with respect to the motor axis 0. This axis is arranged parallel and at a short distance from the clock dial, the needles are mounted on the concentric axes On and OH.
The axis Or of the minute hand is driven by the endless screw V meshing with the wheel, tangent toothed rt of 60 teeth. The single-thread V screw is mounted on the 0 axis. It turns half a turn every half a minute, and the On axis turns at the average speed of one revolution per hour; the axis The tubular axis On of the hour hand is actuated by the usual 111n timer (fig. 7).
The exciter winding consists of a removable <I> B </I> coil mounted on a small diameter Ny core disposed in the extension of the axis of the pole Pl, parallel to the motor axis 0, as indicated. fig. 6.
The Or axis rotates in plates 1 and 2 parallel to the dial and joined at the sides by two parallelepipedal pieces of iron 3 on which are screwed side plates 4 and 5. Plate 4, in non-magnetic metal (brass or duralumin ) is perforated to allow the free passage of]. 'magnet A. The cylindrical necked poles P1 and P_- are riveted to the plate 4 after interposition of the pole shoulders P'1 and P'2 cut from sheet iron pure or special sheet metal with low magnetic hysteresis. On the Pi and poles. P2 is attached a non-magnetic metal bridge 6.
Plate: 5 is made of soft iron, it has a stud. 7 in brass which constitutes one of the bearings of axis 0. Cet. axis pivots, on the other side, in a hole drilled in the bridge 6.
On the axis 0 is mounted the motor magnet -1 and a second circular magnet similar to A 'visible in FIGS. 6 and 9. The magnet A 'rotates in the vicinity of a piece 8 of soft iron shown in FIG. 8. This exhibit 8 is. fixed on 5, by means of the stud 7, by a crimp, as shown in fig. 6. We see. that the part 8 has two folded arms Fl and F2 located on either side of the magnet A '.
This part can be oriented at will; it behaves like an armature attracting the magnet A 'whose blades N2 and <B> S </B> 2 tend to be placed in front of the arms F1 and. F2. We orient the part 8 so that the axis 0 is displaced from the angle a3 in direction <B> f l, </B> as indicated. figs. 3 and 4. It is therefore the magnetic device formed by A 'and P1, P2 which is. responsible for ensuring the additional movement a3 after the interruption of each emission.
Fig. 11 is a diagram which shows the importance of the additional travel due to the auxiliary magnet A '. The main motor magnet A can. be assimilated to two magnetic masses -f- in and -m placed at a distance D and mobile around 0. Under the influence of an external field H, the magnetic masses are subjected to two parallel forces and in opposite directions -I - P and -P and the magnet is subjected to a neck whose moment is: <I> Fi D </I> sin <I>. a </I> When the angle a is. very low, this torque is also very low and it can be very close to the friction torque.
It is often sufficient to double the angle a. to considerably improve the. safety (operation, because the. difference between the motor torque and the passive torque becomes much greater. Experience shows that when, by adding the device formed by A 'and the. part 8 (fig. 6) , one obtains a complementary progression a3 (fi-. 1) of only five degrees, the safety of walking becomes satisfactory. To obtain the. course a3, one can use a magnet A 'of small dimension and the magnetic attraction which must.
to be defeated during the race a ,, (fig. 2) is relatively small and does not require an excessive expenditure of current. The magnet A ', not being subjected to a demagnetization field, can be constituted by an ordinary magnet material.
The magnetic circuit connecting the poles hl. and P2 outside the main magnet A is formed by the following parts. the core <I> N'y </I> of coil B, la. plate 5, iron plate 1 and part 3.
The two operating phases of the device shown in FIG. 6 have. been previously described with reference to FIGS. 1 to 1. Under the influence of a first current emission, axis 0 (fig. 9) rotates from one year-1e to:
then, after the current is interrupted, the axis rotates by a single angle <U> (ci., </U> <I> + </I> cc3) under the influence of the pole shoes and the attraction exerted by part 8, acting on @l '. The total rotation (al <I> + </I> a2 <I> + </I> a3) is 180 degrees. The next transmission, which takes place half a minute later, turns axis 0 again by half a turn in the same direction and so on.
The Om axis rotates normally at the average speed of one revolution per hour.
To obtain a very safe operation, it has been recognized that it is essential to realize the following various construction peculiarities: It is necessary that the magnet A always maintains a constant magnetization, the direction of the lines of force being represented on the fi-. 10. For this, it is not enough to use a material with a magnet. of high coercivity. It is necessary to stabilize the magnetization and to protect it against the influence of the ILT developed by the coil B as it tends to. weaken A.
Good results have been obtained in the following way: We magnetize A to its turation and it is then subjected to a fairly large demagnetization field, so that the magnetization is reduced to about half. The Ny core is given a very small section (for example less than 20 milli square meters) and the core is formed by a material having a high permeability for weak fields and being saturated for a moderate value of the field.
(For example, an iron nickel alloy can be used.) Under these conditions, the demagnetization field can never take an excessive value.
Good results have been obtained, and in particular silent operation, with a magnet A1 with a diameter of only 12 millimeters and a thickness of 5 millimeters. By means of a coil with an outside diameter of less than 15 millimeters, safe operation is achieved with pulses with a power of less than <B> 0.05 </B> watt.
If coil B is accidentally connected to a much higher voltage than the normal value, magnet A does not become demagnetized. The axis 0 can also be dismantled for a cleaning a.ge .de pivots, without this dismantling leading to a harmful weakening of the magnet. This quality is of great importance, since the re-magnetization of special magnets such as A requires complicated and expensive tools which the watch workers responsible for maintaining the installations do not have.
Thanks to the low moment of inertia of axis 0, the end-of-stroke oscillations are very quickly damped. They can be further reduced by winding winding B on a thin red copper tube. This tube helps to attenuate sudden variations in the flux passing through the coil and it improves the operating conditions of the distribution contacts. The receiver clockwise movement which has just been described has the advantage of functioning correctly despite rather large variations in the alternating electric voltage arriving at the ends of the winding. This property comes from the regularization of the inducing flux acting on the magnet.
Similar devices, as they are currently built, do not have this quality: for example, if the voltage is doubled, the driving pulses become very high and the axis 0 takes at the end of each stroke a very accentuated vibratory movement which causes a tremor of the needles and an unpleasant noise; there are also variations in magnetization which disturb the subsequent operation;
the receiving movements are irreparable on site when the magnets have to be dismantled and re-magnetized.
Figs. 12 to 14 represent an alternative construction of such a slow receiving movement. The complementary stroke is obtained naked. By means of a very light .frame 9, made of soft iron, mounted on the axis 0 and disposed between the branches N2, S2 of a small fixed magnet 10 in the form of <B > U. </B> This counter also differs from that of fig. 6 in that the poles P1 and P2 are obtained by cutting the shapes shown in FIG. 14, which is a section on the plane 14 ', 14 "of Fig. 13.
The poles are excited by two relatively long coils 13 and R '. The receiving movement of fig. 12 to 14 is very flat (thickness less than 25 mm), its consumption is very low:
this movement can operate, in fact, by means of emissions less than 50 milliamperes under 0.2 volts during one second - and emitted every half minute. This weak current is sufficient to drive with great safety needles corresponding to internal or protected dials up to 30 centimeters in diameter. Operation is completely silent.
Fig. 15 shows an iastallation which is particularly suitable for controlling a group of chronometer counters of FIGS. 6 or 14, when an industrial alternating current is available, including the. average frequency is chr onometrically regulated by the central plant.
The control inverter for the receiver clocks (only one of which is shown in HR) is actuated by a small movement. clockwise synchronous motor 11 such as those produced at low cost by the watch industry. This movement comprises only one axis making one revolution per minute, on which is frictionally mounted a cam <I> CI, </I> made of insulating material, integral with a second hand T7 '. The cam <I> CI </I> alternately lifts the contact blades L1 and L, # every half a minute, which normally rest on the + pads.
Each raised blade separates from the + stud and touches a - stud. Thanks to the low speed of the <I> CI cam, </I> a very high torque is available which makes it possible to establish very safe strongly pressed contacts. Just use silver contact pads.
The plates Li and L2 are connected to two output wires 12 by means of the coil 13 of a simplified galvanoscope and an adjustable resistor with collar R. The anoscope plate is formed by a rotated magnet A ", identical to the motor magnet of a counter, which can turn freely in the hollow coil 13. This magnet is integral with a needle, unbalanced 0, which turns in one direction or the other when an emission passes through the wires 12 .
A graduation indicates the limit values of elongation which correspond to normal emissions sent to the receivers.
The energy is supplied by a connection to the sector via a transformer with strong magnetic leakage TF- and a rectifier of the type à. copper oxide.
The rectified low voltage current (24 volts for example), arrives at the + and (-) pads of the inverter. The capacitor C is connected to the blades Li and <I> L2. </I> The transformer <I> TF </I> and the rectifier are established so that the average intensity of the rectified current capable of being drawn is limited by magnetic leaks from the transformer. It is thus possible to obtain that in the event of a short-circuit between the wires 12, the current output never exceeds <B> 0.115 </B> ampere.
The installation served may include, for example, fifty hourly receivers, such as HR, each connected to a plate containing a filiform resistor 16 (a very robust carburandum resistor free of self-inductance). The receivers can be fitted with a coarse wire winding with a total resistance of approx. 5 ohms. The rosettes can be fitted with resistances of the order of 10 to 20 ohms.
By connecting them in series in a main circuit with two conductors as short as possible, it is possible to constitute an electrical installation little exposed to breakdowns and easy to monitor, since accidental interruptions of the main circuit are revealed by stopping the power supply. needle 14, and shorts and interruptions on a branch line or in a spool only cause stopping. of the corresponding recipient. The pipe is inexpensive, since wires of small diameter and low insulation can be used.
A bad contact or an insulation fault cannot lead to dangerous heating or damage to the equipment.
The on-line current, whatever the number of receivers between one and fifty, is less than 0.15 A and it can also be adjusted by means of: resistance le, for example, to about 60 milliamperes . The very strong contacts of the inverter will be kept for years in good condition without requiring intervention. Moreover, the contacts which cut off the current can be placed, clearly visible, on the side of the movement 11, so that cleaning is easy.
The transmitting members described above are grouped in a housing 19 and constitute a set%] E much more robust than the usual master clocks.
To ensure: the resetting of a group of receiving clocks after a power failure, it suffices to quickly rotate the aib mille second hand Tr, marking a small pause when the hand passes through vertical up and down. The command will be stopped when a receiving clock, taken as a witness, marks the exact time.
The installation carried out by means of the apparatus described above does not present the delicacy of current hourly distributions. In fact, all components subject to deterioration and wear have been eliminated (battery, accumulators, delicate contacts weakly pressed, pendulums, escapements, clicks, etc.).
The installation can be completed by adding a Hi1Z backup master clock, automatically put into service by means of a switch 17 comprising a trigger coil 18 connected to the mains. It is thus possible to obtain that the hourly distribution continues to operate in the event of a mains failure.
The time receivers described above are more advantageous than the clocks with synchronous motors for various reasons: first, they are much simpler and less subject to wear because of their very low speed;
moreover, they are reset simultaneously from the central station and can make it possible to carry out distributions supplied and synchronized by the network, with power reserve, the energy being supplied, for example, by a battery of accumulators serving for other purposes, such as the phone battery. The dangers of fire are eliminated by the fact. that the electric voltage and the intensity of the emissions are always very low.
The maintenance of the installations can easily be carried out by non-specialist elec tricians.
Fig. 16 shows a variant of the control inverter. On an axis 20 making one revolution per minute and belonging to. a synehrone clock or a robust master clock, we mount an eccentric 21 which moves with a reciprocating movement around the axis 22. the key support two sea cure tubes with three Hg electrodes, arranged on each side of the plate insulator 23, provided with four terminals 24, 25, 26 and. 27.
The electrodes of the mercury tubes are connected to the terminals, as shown in fig. 17, and four small, extra-flexible cables connect the mobile terminals to four fixed terminals leading, on the one hand, to a direct or rectified current source - (- I-) and (-) and, on the other hand, to the points departure L1 and L2 of a line serving a group .de shunted HR hourly receivers connected in parallel series. Thanks to the low consumption of the described receivers,
this simple device can make it possible to operate a considerable number of time counters of the types of FIGS. 6 or I3, by means of a direct or rectified voltage of 24 volts. We can, in fact, group in parallel about ten series of fifty time receivers. The total intensity is less than 1 ampere.
The mercury tubes of current manufacture making it possible to cut 5 amps at 220 volts, one obtains a very great safety of operation, the service life of the tubes <I> Hg </I> being able to exceed twenty years because of the low frequency circuit breaks.
The installation of fig. 16 is particularly suitable for time distribution in hotels. A small clock can be placed in each room, the operation of which is absolutely silent. This clock may be provided with a vibrating alarm clock device of a known type. The reduction in the thickness of the movement facilitates the creation of beautifully presented clock models.
Figs. 18 to 22 represent the third embodiment. This type of counter comprises two motor devices acting successively to make the axis 0 turn by a quarter turn by a quarter turn, shown separately in FIG. 21. FIG. 18 shows the whole of a receiver clockwise movement of very simplified construction progressing in half-minute jumps under the influence of short alternately reversed currents sent successively in two coils.
The motor axis has two bi-polar magnets A1 and A2 whose lines of internal forces have perpendicular directions, as shown in fig. 21. Each magnet rotates in front of two poles Pl, P2 or P ',, <I> P'. <U>> </U> </I> (fig. 19, in which the coils are not.. Not shown) . The fixed poles have the form shown in perspective at the end. 22. The poles P1 and P2 are connected to a piece of iron 28 in the shape of a <B> U </B> on which a coil B1 is wound (FIG. 20).
The poles P'1 and P'2 are connected to a part 29 of similar shape surrounded by the coil B2.
Coils B1 and B2 alternately receive brief current emissions and operation. is the following A first issue is. sent unicltte- ment clans the coil Bl. The poles P1 and P., are strongly excited and orient, for example, the magnet Ai as indicated by the fis. 19 (vertical <I> NS </I> line). The pole line of A2 is then horizontal.
The next current broadcast begins half a minute after the first; it only passes through coil B, and the poles P'1 and P'2 are in turn strongly excited. As a result, they act on the magnet A2 to make it turn a quarter turn.
The magnet Al is easily driven, because it is only braked by a very weak magnetic action due to the small variation in magnetic reluctance of the circuit formed by the part 29 and the poles P'1 and P'2. After the second emission considered, the line of the poles NS of the magnet A2 is therefore vertical, while the line <I> NS </I> of the magnet Al is horizontal.
A third transmission in the opposite direction of the first crosses again the coil B1 alone and causes the magnet Al to advance by a quarter of a turn. The operation continues in this way and we can see. that the axis 0 turns by bag cades of a quarter of turn every half-mintite. In a single coil, emissions are reversed once per minute.
The axis 0 is cut as a worm, or it -is provided with a coil spring forming worm V. This screw meshes with a tangent wheel of thirty teeth, integral with the axis of the needle of minutes, which thus turns to. the average speed of one revolution per hour.
The short-current meter just described requires a special control device. and a four or three conductor transmission line. Fig. 23 re presents an emission device which comprises two inverters (the current controlled by a pinion. The control cams D1 and <I> D2 </I> of the inverters are made of an insulating material; they are actuated by the wheels r1 and. r2 and turn at a speed of one revolution in two minutes. These cams are offset with a key 90 ".
They act on the contact blades L1, <I> L2, L2 and L4, </I> as shown in fig. 23. Each cam D1 or <I> D2 </I> has a boss and. a diametrically opposed notch, which allows to send in the conductors h, 1? <I> and </I> 13, 14 of the short programs. When the current passes through 1.3, 1.1, it is. interrupted in h, <I> 12 </I> and vice versa.
The HR receiver clocks provided with movements according to fig. 18 each have two coils Bl and. B2 connected in series on rosettes fitted with two shunts sh, as shown in fig. 23. It can be seen that the shunts connected to the coils B1 are mounted in series on the conductor 12. The shunts connected to the coils B2 are mounted in series on the conductor 14. The return of currents is effected by the conductors <B> Il </B> and 13 which could be replaced by a single driver.
This connection method has the advantages of series connection without having the drawbacks, because in the event of a receiving device being cut off, the current continues to flow through the corresponding shunt. With this device, a very large number of time receivers with the same intensity can be connected in series or in parallel series, regardless of the distance from the transmitter.
To avoid the deterioration of the electrical contacts and. the radiophonic disturbances, yes goes up in parallel on the plates L1 and L2 and on the plates L2 and L3 of the capacitors C1 and C2 and of the pure resistors R, and R, 2. At the start of the lines, inductances s1, <I> 82, </I> s3 and s4 are interposed capable of intercepting the high frequency currents created by circuit breaks.
The key installation in fig. 23 is particularly suitable for distributing air time to ships. The pinion pinion can be operated by a motor synchronized by a contact stopwatch, or by the sy-n-ehrone motor from clock to clock. Piezoelectric or tuning fork quartz established to function correctly despite the movements of the support. Strongly pressed contacts can thus be operated.
For the simultaneous reset of the time of numerous dials, it suffices to disengage the pinion 1) of the control clock and to make it turn forward or backward. The receivers also turn forward. or backwards, it is therefore possible to move them forward as well as to delay, which is important for the time installations of ships.
Various changes can be made to the devices described by way of example. For example, the intervals of the pulses can be modified by adopting other reduction mechanisms to actuate the needles. The .described counters could in particular. be used for clocks fitted with second hands progressing once per second or per half-second.
The device of FIG. 23 may allow the hands to be rotated in a continuous movement by means of close transmissions.
In place of needles, other devices can be driven, the counters described behaving like synchronous transmissions. In particular, it is possible to actuate registrars and servomotors which must rotate at a constant or variable speed corresponding to the speed of the transmitter.
Instead of bipolar magnets of circular cylindrical shape, one could use magnets of similar shapes. The motor magnets can also be fitted with soft iron pole pieces. Along these lines, Figs. 24 to 27 show an alternative embodiment of the motor magnets actuated by a bag by means of an electromagnet.
According to this arrangement, the motor magnet is formed by a cylinder A (fig. 27) made of very high coercivity, magnetized parallel to the axis 0. On the circular polar faces N and S are joined two pieces in. layers N 'and S', the shape and arrangement of which are shown in the axial section of FIG. 25 and on @the perspective view of the fia. 26. The parts S 'and N' form around A two on semi-cylindrical faces slightly eccentric with respect to the axis, as shown in FIG. 24.
The magnet provided with the pole pieces N ', S' rotates by jerks between the fixed poles P1 and P2. Operation a. place as in the devices previously described; it is possible to mount on axis 0 - it has an auxiliary magnetic device or to use two motor magnets of the type shown in fig. 26 alternately acting to rotate iur. common shaft in quarter-turn jerks.
The counter shown in fig. 24 can be constructed with relatively large dimensions. It makes it possible to train receivers capable of developing a very important mechanical power. One can, in fact, send intense currents in the windings, because experience shows that the parts N 'and S' behave like magnetic shunts protecting the permanent magnetization of A.
To attenuate end-of-travel oscillations, a <B> Cl </B> ratchet is advantageously used, articulated at the end of a slightly flexible blade 30, acting on a .came with two teeth 31 integral with the rotor.
The pawl opposes the reverse of the rotor, but the shocks are very attenuated by the fact that the blade 30 can flex in the direction of the arrow <I> f. </I> The pawl <I> Cl < / I> .contributes to, bring .the rotor in the positions favoring the key action the emission of current sent subsequently in the winding B, B 'of the stator.