Compteur de vitesse à action magnétique.
La présente invention a pour objet un compteur de vitesse à action magnétique.
Jusqu'à ce jour, on a utilisé des compteurs de vitesse à action magnétique dans lesquels l'arbre dont on veut mesurer la vitesse entraîne en rotation un aimant permanent qui, à son tour, entraîne, contre l'action antagoniste d'un ressort spiral, une cloche mobile, le champ de cet aimant se fermant au travers de a paroi de cette cloche par une pièce de fermeture de champ.
La présente invention a pour objet un compteur de vitesse à action magnétique dans lequel un aimant permanent en rotation entraîne, à l'encontre d'un ressort spiral, un organe mobile en matière non magnétique, le champ de cet aimant étant fermé au travers cle eet organe par une pièce de fermeture de champ, caractérisé par le fuit que l'aimant permanent est plan et a un champ d'imdue- tion concentré en certains points d'une face plane dudit aimant, cet aimant permanent entravant un équipage mobile comportant un organe de métal non magnétique suspendu en regard de la face plane de cet aimant.
Le dessin représente, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de l'appareil.
La fig. 1 est une vue en élévation et en coupe partielle d'un premier exemple d'exé- cution du compteur de vitesse selon l'invention.
La fig'. 2 est une vue latérale et en coupe partielle de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan et en poupe partielle de la fig. 1.
Les fig. 4 et 5 représentent, à plus grande échelle, les paliers de l'axe de l'équipage mobile.
La fig. 6 représente une deuxième forme d'exécution du compteur selon l'invention.
Le flexible d'entraînement, venant de l'organe dont la vitesse est à mesurer, est rendu solidaire de l'axe d'entraînement 1 du eompteur de vitesse selon la fig. 1 par tous moyens eonnus non représentés, carré d'entraînement par exemple. Cet axe 1 est centré dans un palier 2 faisant corps avec le support général 3 de l'appareil. Sur cet axe est monté, à la manière en soi connue, un pignon 4 assurant l'entraînement du dispositif totalisateur, qui peut tre généralement quelconque.
Cet axe supporte à son extrémité supé rieure une bague 5 sur laquelle est monté d'une façonrigideunaimantplan 6 à six pôles sur sa face plane 7. Cet aimant est constitué par une matière magnétique agglomé- rée, telle que de la poudre de fer, de l'acier à l'aluminium, etc.
Aligné sur la ligne d'axe de l'arbre d'entraînement 1, un axe 8, axe de l'équipage mobile, est monté sur deux paliers 9 et 10. Le palier 9 (fig. Åa ! solidaire de la barrette 11 fixée sur le bâti 3 comprend une cuvette 1s) traversée par un axe 8, une rondelle 13 et une bague d'arrt, 14 chassée à force sur l'axe en laissant un jeu longitudinal entre la face inté rieure de la cuvette 12 et la rondelle 13 s'appuyant sur la portée 15 de l'axe 8. La cuvette 12 est munie d'une portée extérieure sur laquelle est montée une pièce 16 dont le rôle sera indiqué plus loin. La cuvette 12 est rendue solidaire de la barrette 11 par sertissage.
Le deuxième palier 10 de l'axe 8 est consti- tué par un pereage effectué dans une cage 17 solidarisée de la barrette 11 par des colonnettes 18, l'ensemble formant cage. Ainsi, le jeu longitudinal de l'équipage mobile est réglé sur un seul palier, ce qui simplifie les opérations de montage.
En porte-à-faux par rapport aux paliers 9 et 10, l'axe 8 supporte un disque 19 en métal non magnétique, aluminium par exemple, dont le diamètre extérieur est notablement plus grand que celui de l'aimant plan 6. Ce disque 19 est monté sur l'axe 8 par l'inter- médiaire d'une bague épaulée 20 et d'une rondelle 21 montée à force sur cette bague. On évite ainsi les difficultés de centrage de l'axe d'équipage mobile sur l'axe d'entraînement, les difficultés d'alignement de cet axe et d'équilibrage de l'ensemble en raison des-cou- ples élevés agissant sur les disques.
Le diamètre de l'aimant plan inférieur au diamètre de l'organe à faible moment d'inertie donne un léger retard de fonctionnement tout en assurant la fermeture du circuit magnétique et la. naissance de couples d'entraînement suf fisamment élevés.
La plaque de fermeture de champ 22, en acier doux ou en tôle au silicium par exemple, est munie d'une lumière 23 (fig. 3) permettant son montage au-dessus du disque mobile 19. Elle traverse, d'autre part, deux fentes 24
(fig. 1) pratiquée dans le corps du bâti 3 et est fixée sur des bossages portés par ce dernier à l'aide de boulons 25 traversant respectivement un alésage 26 pratiqué dans l'extrémité de la plaque 22 opposée à la lumière 23 et la partie rétrécie 27 de cette lumière. Entre la plaque 22 et les bossages 28 sont insérés des ressorts 29 enserrant les boulons 25.
Les boulons 25 servant à régler la position de la plaque de fermeture de champ 22 par rapport à l'aimant plan 6 et, par suite, l'entrefer total, permettant ainsi de déterminer des gammes différentes pour l'amplitude maxi- mum du disque 19 sous l'influence des conrants de Foucault engendres dans ce disque par l'aimant plan 6. Les mmes organes peuvent, à titre d'exemple, servir à réaliser des compteurs de vitesse qui, pour une échelle angulaire de 360 , eouvrent des gammes de vitesses comprises entre 2 300 et 4350 tours par minute.
En vue de permettre un fonctionnement du compteur de vitesse dans une gamme de températures étendue, l'aimant plan 6 peut tre compensé thermomagnétiquement par un shunt compensateur constitué par un anneau en métal à point de Curie très bas, tel que représenté en 30. Un tel métal est par exem- ple celui qui est connu sous l'appellation de métal thermostatique niekel-euivre-fer Imphy
N. M. H. G. . La composition d'un tel métal est la suivante :
Carbone 0,11 1/0
Magnésium 1,1 /o
Silicium 0, 13 /o
Nickel 29, 04 /o
Fer le reste
Par point de Curie très bas, on entend une température de l'ordre de 0 C ou, en tous cas, une température qui soit approximativement la température moyenne (environ 150 C pour des conditions d'utilisation ordinaires) de celles sous lesquelles l'appareil est utilisé, en opposition aux métaux ordinaires, comme les aciers, pour lesquels le point de Curie se situe aux environs de 8000 C,
le point de Curie étant la température de transformation où le métal cesse d'avoir des propriétés ferro-magnétiques pour prendre des propriétés para-ma gnétiques. La variation, en fonction de la température à laquelle est soumis le eompteur, du magnétisme de l'ensemble aimant et shunt magnétique, permet d'obtenir un champ magnétique total varié qui assure la constance des actions mutuelles du magnétisme de l'ai- mant seul, des variations de résistance éleetrique dans le disque mobile ainsi que de la réluctance de la plaque de fermeture de champ.
Le ressort spiral 31, assurant l'action antagoniste à l'entraînement du disque mobile 19 par l'aimant plan tournant 6, a l'une de ses extrémités fixées sur une bague 32 montée rigidement sur l'axe 8. Son autre extrémité est fixée sur un crochet 33 faisant partie de la pièce 16. Cette dernière est montée à frottement gras sur la partie extérieure de la eage 12. Il en résulte que le réglage du zéro du compteur de vitesse peut s'effectuer d'une manière approchée lors du montage, mais s'opère définitivement lors des premiers emplois du compteur par la rotation freinée de l'attache de spiral 16 autour de la cage 12, pour que la courbe pratique du compteur coïncide avec sa courbe idéale théorique.
La simplicité du montage des organes constituant le compteur de vitesse représenté ainsi que la forme compacte de leur assemblage, permet de réaliser le bâti 3 sous forme d'un bâti monobloc.
Une telle réalisation présente, d'une part, la nécessité de découper la plaque annulaire 22 dans des plaques avec une perte importante de matière qui, en raison du prix élevé de cette matière, conduit à une augmentation très sensible du prix de revient. En outre, 1'aimant constitué en matière magnétique agglomérée présente une friabilité et une fra gilité importantes, par suite l'usinage de la rainure servant de logement au shunt est dé- lieat et, de plus, cette rainure pouvant présenter des angles droits, des amorces de faille peuvent se produire au droit de ces angles.
En vue de remédier aux inconvénients précités, le shunt compensateur peut tre monté sur l'aimant plan en matière magnétique agglomérée à la manière d'une frette en enserrant la surface latérale de cet aimant plan.
Une telle frette peut tre réalisée, de pré férenee, en partant d'une bande de métal découpée, conformée à la forme extérieure de l'aimant plan et dont les deux extrémités en regard sont solidarisées l'une de l'autre de toute manière connue, telle que soudure élec- trique, agrafage, etc.
Cette réalisation, outre l'économie de matière qu'elle permet de réaliser par l'utilisation de bandes dans la fabrication du shunt et le renforcement de l'aimant en matière agglomérée qui en résulte, assure une aux- mentation importante du couple de l'appareil, en raison de la concentration des lignes de force magnétique traversant ce shunt extérieur.
La fig. 6 représente une telle réalisation dans laquelle l'axe d'entraînement 1 supporte à son extrémité supérieure une bague 5 sur laquelle est monté d'une façon rigide un aimant plan 6, à six pôles par exemple sur sa face 7. Cet aimant est constitué par une matière magnétique, telle que de la poudre de fer, de l'acier à l'aluminium, de la poudre de manganèse, etc. Cet aimant est compensé thermomagnétiquement, en vue de permettre le fonctionnement du compteur de vitesse dans une gamme de température étendue, par un shunt autocompensateur constitué par une frette 30a entourant l'aimant 6 sur sa face extérieure.
L'ensemble aimant 6, frette 30a se déplace en face d'un disque 19 en métal non magnétique faisant partie de l'équipage mobile et dont le diamètre extérieur est sensiblement plus grand que eelui de l'aimant plan 6. Le restant de l'appareil est analogue à l'appareil décrit en regard des fig. 1 à 5.
Il est bien évident que, sans sortir du ea- dre de l'invention, des modifications peuvent tre apportées dans les formes de réalisation des différents organes constituant le compteur de vitesse, notamment en ce qui concerne la forme de l'organe à faible moment d'inertie, la forme de la plaque de fermeture de champ, le nombre de pôles de l'aimant plan, la réali- sation du palier réglable de l'axe d'équipage mobile, etc.
Magnetic action speedometer.
The present invention relates to a speedometer with magnetic action.
Until now, magnetic action speedometers have been used in which the shaft whose speed is to be measured drives in rotation a permanent magnet which, in turn, drives, against the antagonistic action of a spring hairspring, a mobile bell, the field of this magnet closing through the wall of this bell by a field closing piece.
The present invention relates to a speedometer with magnetic action in which a rotating permanent magnet drives, against a spiral spring, a movable member in non-magnetic material, the field of this magnet being closed through the key. eet member by a field closing part, characterized by the fact that the permanent magnet is plane and has an induced field concentrated at certain points of a plane face of said magnet, this permanent magnet hindering a mobile unit comprising a non-magnetic metal member suspended opposite the flat face of this magnet.
The drawing represents, by way of examples, some embodiments of the apparatus.
Fig. 1 is a view in elevation and in partial section of a first exemplary embodiment of the speedometer according to the invention.
Fig '. 2 is a side view and in partial section of FIG. 1.
Fig. 3 is a plan view and partial stern of FIG. 1.
Figs. 4 and 5 represent, on a larger scale, the bearings of the axis of the moving assembly.
Fig. 6 shows a second embodiment of the counter according to the invention.
The drive hose, coming from the member whose speed is to be measured, is made integral with the drive shaft 1 of the speed counter according to FIG. 1 by any means known not shown, square drive for example. This axis 1 is centered in a bearing 2 integral with the general support 3 of the device. On this axis is mounted, in the manner known per se, a pinion 4 ensuring the drive of the totalizing device, which can generally be of any type.
This axis supports at its upper end a ring 5 on which is mounted in a rigid manner a plane magnet 6 with six poles on its planar face 7. This magnet consists of an agglomerated magnetic material, such as iron powder, of steel to aluminum, etc.
Aligned with the axis line of the drive shaft 1, an axis 8, the axis of the moving assembly, is mounted on two bearings 9 and 10. The bearing 9 (fig. Åa! Integral with the bar 11 fixed on the frame 3 comprises a cup 1s) crossed by an axis 8, a washer 13 and a stop ring, 14 force-driven on the axis leaving a longitudinal clearance between the internal face of the cup 12 and the washer 13 based on the bearing surface 15 of the axis 8. The bowl 12 is provided with an external bearing surface on which a part 16 is mounted, the role of which will be indicated below. The cup 12 is made integral with the bar 11 by crimping.
The second bearing 10 of the axis 8 is formed by a bore made in a cage 17 secured to the bar 11 by posts 18, the assembly forming a cage. Thus, the longitudinal play of the movable assembly is set on a single bearing, which simplifies the assembly operations.
Cantilevered with respect to the bearings 9 and 10, the axis 8 supports a disc 19 made of non-magnetic metal, aluminum for example, the outside diameter of which is notably greater than that of the plane magnet 6. This disc 19 is mounted on the axis 8 by means of a shouldered ring 20 and a washer 21 force-fitted on this ring. This avoids the difficulties of centering the moving crew axis on the drive axis, the difficulties of aligning this axis and balancing the assembly due to the high torques acting on the drives. discs.
The diameter of the plane magnet smaller than the diameter of the member at low moment of inertia gives a slight operating delay while ensuring the closure of the magnetic circuit and the. creation of suf ficiently high drive torques.
The field closure plate 22, made of mild steel or silicon sheet for example, is provided with a slot 23 (FIG. 3) allowing it to be mounted above the movable disc 19. It passes through, on the other hand, two slits 24
(Fig. 1) made in the body of the frame 3 and is fixed to bosses carried by the latter by means of bolts 25 respectively passing through a bore 26 made in the end of the plate 22 opposite to the slot 23 and the narrowed portion 27 of this lumen. Between the plate 22 and the bosses 28 are inserted springs 29 clamping the bolts 25.
The bolts 25 serving to adjust the position of the field closing plate 22 with respect to the plane magnet 6 and hence the total air gap, thus making it possible to determine different ranges for the maximum amplitude of the disc. 19 under the influence of the Foucault conrants generated in this disc by the plane magnet 6. The same members can, by way of example, be used to produce speedometers which, for an angular scale of 360, open ranges speeds between 2,300 and 4,350 revolutions per minute.
In order to allow the speedometer to operate in a wide temperature range, the plane magnet 6 can be thermomagnetically compensated by a compensating shunt consisting of a metal ring with a very low Curie point, as shown at 30. A such metal is for example that which is known under the name of thermostatic metal niekel-euivre-iron Imphy
N. M. H. G.. The composition of such a metal is as follows:
Carbon 0.11 1/0
Magnesium 1.1 / o
Silicon 0.13 / o
Nickel 29.04 / o
Iron the rest
By very low Curie point is meant a temperature of the order of 0 C or, in any case, a temperature which is approximately the average temperature (approximately 150 C for ordinary conditions of use) of those under which the device is used, in opposition to ordinary metals, such as steels, for which the Curie point is around 8000 C,
the Curie point being the transformation temperature where the metal ceases to have ferro-magnetic properties to take on para-magnetic properties. The variation, depending on the temperature to which the eomptor is subjected, of the magnetism of the magnet and magnetic shunt assembly, makes it possible to obtain a varied total magnetic field which ensures the constancy of the mutual actions of the magnetism of the magnet. alone, variations in electrical resistance in the movable disc as well as the reluctance of the field closure plate.
The spiral spring 31, providing the antagonistic action to the driving of the movable disc 19 by the rotating plane magnet 6, has one of its ends fixed to a ring 32 mounted rigidly on the axis 8. Its other end is fixed on a hook 33 forming part of the part 16. The latter is mounted with greasy friction on the outer part of the eage 12. It follows that the zero adjustment of the speedometer can be carried out in an approximate manner during assembly, but takes place definitively during the first uses of the meter by the braked rotation of the hairspring attachment 16 around the cage 12, so that the practical curve of the meter coincides with its theoretical ideal curve.
The simplicity of the assembly of the members constituting the speedometer shown as well as the compact shape of their assembly, allows the frame 3 to be produced in the form of a one-piece frame.
Such an embodiment presents, on the one hand, the need to cut the annular plate 22 from plates with a significant loss of material which, due to the high price of this material, leads to a very significant increase in the cost price. In addition, the magnet made of agglomerated magnetic material exhibits considerable friability and fra gility, as a result the machining of the groove serving as a housing for the shunt is loosened and, moreover, this groove being able to present right angles, fault initiation can occur at the right of these angles.
In order to remedy the aforementioned drawbacks, the compensating shunt can be mounted on the flat magnet of agglomerated magnetic material in the manner of a hoop, enclosing the lateral surface of this flat magnet.
Such a hoop can be produced, preferably, starting from a cut metal strip, conforming to the external shape of the flat magnet and the two opposite ends of which are secured to one another in any case. known, such as electric welding, stapling, etc.
This realization, in addition to the saving of material which it allows to achieve by the use of bands in the manufacture of the shunt and the reinforcement of the magnet in agglomerated material which results from it, ensures a significant addition to the torque of the shunt. device, due to the concentration of the magnetic lines of force crossing this outer shunt.
Fig. 6 shows such an embodiment in which the drive shaft 1 supports at its upper end a ring 5 on which is mounted in a rigid manner a plane magnet 6, with six poles for example on its face 7. This magnet is formed by magnetic material, such as iron powder, aluminum steel, manganese powder, etc. This magnet is thermomagnetically compensated, in order to allow the operation of the speedometer in an extended temperature range, by a self-compensating shunt formed by a band 30a surrounding the magnet 6 on its outer face.
The magnet assembly 6, hoop 30a moves in front of a non-magnetic metal disc 19 forming part of the moving assembly and whose outside diameter is appreciably larger than that of the plane magnet 6. The remainder of the The apparatus is similar to the apparatus described with reference to FIGS. 1 to 5.
It is obvious that, without departing from the scope of the invention, modifications can be made in the embodiments of the various members constituting the speedometer, in particular as regards the shape of the member at low momentum. inertia, the shape of the field closing plate, the number of poles of the plane magnet, the realization of the adjustable bearing of the moving crew axis, etc.