Claims (1)
**ATTENTION** debut du champ CLMS peut contenir fin de DESC **.
** ATTENTION ** start of field CLMS can contain end of DESC **.
La présente invention concerne un dispositif moteur électrique à angle de rotation limité tel qu'il est utilisé comme dispositif d'actionnement dans de nombreux domaines de la technique, par exemple dans les installations de commande et de régulation, dans les machines-outils, les machines du bureau, les dispositifs d'impression et, d'une façon générale, dans toutes les applications nécessitant la production d'un mouvement rotatif sur un angle donné.
The present invention relates to an electric motor device with a limited angle of rotation such that it is used as an actuation device in many fields of the art, for example in control and regulation installations, in machine tools, office machines, printing devices and, in general, in all applications requiring the production of a rotary motion at a given angle.
Les dispositifs moteurs connus utilisent un électro-aimant rotatif avec fer et présentent de ce fait un certain nombre d'inconvénients. Ainsi l'inductance de ces dispositifs est relativement grande, ce qui leur donne une constante de temps électrique assez élevée. D'autre part, leur rapport couple/inertie ainsi que leur rapport couple/volume est réduit, ce qui les rend peu économiques et limite leurs performances.
Known motor devices use a rotating electromagnet with iron and therefore have a certain number of drawbacks. Thus the inductance of these devices is relatively large, which gives them a fairly high electrical time constant. On the other hand, their torque / inertia ratio as well as their torque / volume ratio is reduced, which makes them uneconomical and limits their performance.
La présente invention vise notamment à remédier à ces inconvénients.
The present invention aims in particular to remedy these drawbacks.
A cet effet, le dispositif moteur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une bobine sans fer montée de façon rotative dans l'entrefer d'un circuit magnétique et connectée à une source d'impulsions de commande électriques, les pôles du circuit magnétique et la bobine étant agencés de manière à impartir à la bobine, lors d'une impulsion de commande, un couple d'entraînement, des moyens mécaniques pour limiter la rotation de la bobine au moins dans le sens de l'entraînement par ledit couple, et des moyens exerçant un couple de rappel sur la bobine pour ramener celle-ci dans une position de repos.
To this end, the motor device according to the invention is characterized in that it comprises an iron-free coil rotatably mounted in the air gap of a magnetic circuit and connected to a source of electrical control pulses, the poles of the magnetic circuit and the coil being arranged so as to impart to the coil, during a control pulse, a driving torque, mechanical means for limiting the rotation of the coil at least in the direction of driving by said torque, and means exerting a return torque on the reel to return the latter to a rest position.
La bobine peut être réalisée en forme de cloche, et le circuit magnétique peut comporter un aimant permanent disposé à l'intérieur de la bobine perpendiculairement à l'axe de celle-ci, le flux de l'aimant se refermant par une partie perméable cylindrique disposée autour de la bobine.
The coil can be made in the shape of a bell, and the magnetic circuit can include a permanent magnet placed inside the coil perpendicular to the axis of the latter, the flux of the magnet being closed by a cylindrical permeable part. arranged around the coil.
Les moyens mécaniques pour limiter la rotation de la bobine peuvent être constitués par au moins une butée coopérant avec un orgne mécanique solidaire de la bobine.
The mechanical means for limiting the rotation of the reel can be constituted by at least one stop cooperating with a mechanical organ integral with the reel.
Les moyens exerçant un couple de rappel peuvent être des moyens mécaniques, sous forme de ressorts de rappel, ou des moyens magnétiques, ou encore, de façon particulièrement avantageuse, une combinaison de moyens mécaniques et de moyens magnétiques.
The means exerting a return torque can be mechanical means, in the form of return springs, or magnetic means, or even, in a particularly advantageous manner, a combination of mechanical means and magnetic means.
Un tel dispositif se prête particulièrement bien à l'utilisation, comme dispositif d'actionnement, du frappeur d'un dispositif d'impression.
Such a device lends itself particularly well to the use, as an actuating device, of the striker of a printing device.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the device according to the invention.
La figure unique est une vue en perspective des principaux organes d'un dispositif d'impression de chiffres, avec certaines parties arrachées ou séparées.
The single figure is a perspective view of the main parts of a number printing device, with some parts broken away or separated.
Le dispositif d'actionnement du dispositif d'impression comporte une bobine rotative en forme de cloche, telle qu'elle est utilisée dans de petits moteurs à courant continu. On distingue sur la figure une bobine autoportante 1, fixée à une extrémité sur un disque de support 2 solidaire d'un arbre rotatif 3. Ce dernier est logé d'un côté dans une partie fixe 4 du dispositif et de l'autre côté dans un couvercle 5 du boîtier de ce dispositif d'actionnement.
The actuator of the printing device has a rotating bell-shaped spool, as used in small DC motors. The figure shows a self-supporting coil 1, fixed at one end to a support disc 2 integral with a rotary shaft 3. The latter is housed on one side in a fixed part 4 of the device and on the other side in a cover 5 of the housing of this actuating device.
Le circuit magnétique correspondant est également celui d'un petit moteur rotatif du type susmentionné. Il comporte un aimant permanent 6 disposé dans le sens du diamètre de la bobine et formant avec une partie cylindrique extérieure 7 en matériau perméable, un entrefer dans lequel est disposée la bobine 1.
The corresponding magnetic circuit is also that of a small rotary motor of the aforementioned type. It comprises a permanent magnet 6 arranged in the direction of the diameter of the coil and forming with an external cylindrical part 7 made of permeable material, an air gap in which the coil 1 is arranged.
Les connexions de la bobine, qui dans un moteur à rotation continue sont reliées à deux lamelles correspondantes d'un collecteur, sont reliées, dans le présent dispositif, aux extrémités de deux ressorts hélicoïdaux 8, 9. Ces ressorts sont fixés par les extrémités précitées au disque de support 2 et, par les extrémités opposées, au couvercle 5, leurs parties hélicoïdales étant disposées autour de l'arbre 3 et étant isolées l'une de l'autre et de l'arbre par une pièce de séparation 10. Les ressorts hélicoïdaux 8, 9 assurent ainsi la connexion électrique de la bobine à une source d'impulsions de commande non représentée et ils agissent en outre comme ressorts de rappel tendant à faire revenir la bobine dans une position de repos.
The connections of the coil, which in a continuously rotating motor are connected to two corresponding lamellae of a manifold, are connected, in the present device, to the ends of two helical springs 8, 9. These springs are fixed by the aforementioned ends. to the support disc 2 and, by the opposite ends, to the cover 5, their helical parts being arranged around the shaft 3 and being isolated from each other and from the shaft by a separating part 10. The Helical springs 8, 9 thus ensure the electrical connection of the coil to a source of control pulses, not shown, and they furthermore act as return springs tending to return the coil to a rest position.
Le frappeur 11 du présent dispositif coopère de la manière connue avec un tambour d'impression 12, un ruban d'enregistrement 13 et un ruban encreur 14. I1 est rendu solidaire de l'arbre 3 au moyen d'un bras latéral 15. Ce dernier coopère avec une butée non représentée déterminant la position de repos de l'ensemble formé par la bobine et le frappeur en l'absence d'une impulsion de commande.
The batter 11 of the present device cooperates in the known manner with a printing drum 12, a recording tape 13 and an ink ribbon 14. It is made integral with the shaft 3 by means of a lateral arm 15. This the latter cooperates with a stop, not shown, determining the rest position of the assembly formed by the coil and the striker in the absence of a control pulse.
Lorsqu'une impulsion de commande est appliquée à la bobine par l'intermédiaire des ressorts 8, 9, I'interaction du courant passant dans la bobine et du champ magnétique dans l'entrefer produit un couple moteur entraînant la bobine et par suite le bras 15 en rotation jusqu'à la position de frappe. Une fois l'impression terminée, le frappeur revient vers sa position de repos sous l'effet de la force de rappel des ressorts.
When a control pulse is applied to the coil via the springs 8, 9, the interaction of the current flowing in the coil and the magnetic field in the air gap produces a motor torque driving the coil and therefore the arm. 15 rotating to the striking position. Once the impression is complete, the batter returns to his rest position under the effect of the return force of the springs.
La force de rappel peut être fournie par différents types de ressorts, par exemple par des ressorts concentriques, des lames ou des ressorts linéaires, ces ressorts pouvant agir en un endroit approprié du système mobile. La force de rappel est de préférence variable selon l'angle de rotation de la bobine afin d'obtenir une accélération lors de la frappe et un retour à la position de repos optimaux.
The restoring force can be provided by different types of springs, for example by concentric springs, leaves or linear springs, these springs being able to act in an appropriate place of the mobile system. The return force is preferably variable according to the angle of rotation of the coil in order to obtain an acceleration during the strike and a return to the optimal rest position.
Selon une forme d'exécution du dispositif, la force de rappel est, au moins partiellement, d'origine magnétique. A cet effet, un mince barreau de fer doux 16 est disposé sur la bobine parallèlement à l'axe de celle-ci, de manière à coopérer avec l'un des pôles de l'aimant 6. De préférence, le barreau de fer doux est placé de manière à obtenir une force de rappel suffisamment grande au voisinage de la position de repos, compensant ainsi la diminution de l'effet des ressorts dans cette position.
According to one embodiment of the device, the restoring force is, at least partially, of magnetic origin. For this purpose, a thin soft iron bar 16 is arranged on the coil parallel to the axis thereof, so as to cooperate with one of the poles of the magnet 6. Preferably, the soft iron bar is placed so as to obtain a sufficiently large return force in the vicinity of the rest position, thus compensating for the reduction in the effect of the springs in this position.
D'une façon générale, I'utilisation de la combinaison de forces de rappel mécanique et magnétique permet d'obtenir une variation de la force de rappel en fonction de l'angle de rotation pouvant être parfaitement adaptée à l'application donnée. En effet, un dispositif de rappel mécanique produit généralement une force de rappel augmentant avec l'angle de rotation, alors que le dispositif de rappel magnétique présente une force de rappel diminuant avec l'angle. La combinaison des deux moyens permet donc de réaliser d'une façon relativement simple un couple de rappel ajustable ayant une caractéristique voulue et permettant au dispositif moteur de fonctionner dans les deux sens à partir d'une position de repos, sur un angle important.
In general, the use of the combination of mechanical and magnetic restoring forces makes it possible to obtain a variation of the restoring force as a function of the angle of rotation which can be perfectly adapted to the given application. Indeed, a mechanical return device generally produces a return force which increases with the angle of rotation, while the magnetic return device has a return force which decreases with the angle. The combination of the two means therefore makes it possible to achieve in a relatively simple manner an adjustable return torque having a desired characteristic and allowing the motor device to operate in both directions from a rest position, over a large angle.
Par rapport aux moteurs à angle de rotation limité connus, le présent dispositif offre des avantages décisifs: son inductance est basse et, par conséquent, sa constante de temps électrique est nettement plus faible, généralement de plus d'un ordre de grandeur, que celle des moteurs connus.
Compared to known limited angle of rotation motors, the present device offers decisive advantages: its inductance is low and, therefore, its electrical time constant is significantly lower, generally by more than an order of magnitude, than that known engines.
La puissance électrique nécessaire pour l'actionnement est plus faible, ce qui est particulièrement important dans le cas de la commande par éléments électroniques.
The electric power required for actuation is lower, which is particularly important in the case of control by electronic elements.
Le rapport couple/inertie et le rapport couple/volume sont considérablement augmentés. A performances égales, on peut donc utiliser un dispositif de commande nettement plus économique ou obtenir des performances nettement supérieures avec un dispositif de commande donné.
The torque / inertia ratio and the torque / volume ratio are considerably increased. For equal performance, it is therefore possible to use a control device which is markedly more economical or to obtain markedly higher performance with a given control device.
Il est à remarquer, en outre, que le présent dispositif permet d'utiliser des éléments de micromoteurs à rotor sans fer existants.
It should also be noted that the present device allows the use of existing ironless rotor micromotor elements.
Cela conduit à une réduction du prix de revient de ce dispositif, car les pièces en question peuvent être produites en séries plus importantes.
This leads to a reduction in the cost price of this device, because the parts in question can be produced in larger series.
REVENDICATION I
Dispositif moteur électrique à angle de rotation limité, caractérisé en ce qu'il comporte une bobine sans fer, montée de façon
CLAIM I
Electric motor device with limited angle of rotation, characterized in that it comprises a coil without iron, mounted so
rotative dans l'entrefer d'un circuit magnétique et connectée à une source d'impulsions de commande électriques, les pôles du circuit magnétique et la bobine étant agencés de manière à impartir à la bobine, lors d'une impulsion de commande, un couple d'entraînement, des moyens mécaniques pour limiter la rotation de la bobine au moins dans le sens de l'entraînement par ledit couple, et des moyens exerçant un couple de rappel sur la bobine pour ramener celle-ci dans une position de repos.
rotating in the air gap of a magnetic circuit and connected to a source of electrical control pulses, the poles of the magnetic circuit and the coil being arranged so as to impart to the coil, during a control pulse, a torque drive, mechanical means for limiting the rotation of the reel at least in the direction of drive by said torque, and means exerting a return torque on the reel to bring the latter into a rest position.
SOUS-REVENDICATIONS
1. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que la bobine est réalisée en forme de cloche et que le circuit magnétique comporte un aimant permanent disposé à l'intérieur de la bobine, perpendiculairement à l'axe de celle-ci, le flux de l'aimant se refermant par une partie perméable cylindrique disposée autour de la bobine.
SUB-CLAIMS
1. Device according to claim I, characterized in that the coil is made in the form of a bell and that the magnetic circuit comprises a permanent magnet arranged inside the coil, perpendicular to the axis thereof, the flux of the magnet closing by a cylindrical permeable part arranged around the coil.
2. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte deux ressorts de rappel constituant en même temps les connexions entre la bobine et la source des impulsions de commande.
2. Device according to claim I, characterized in that it comprises two return springs constituting at the same time the connections between the coil and the source of the control pulses.
3. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de rappel magnétiques.
3. Device according to claim I, characterized in that it comprises magnetic return means.
4. Dispositif selon la revendication I ou la sous-revendication 2, caractérisé en ce que la bobine porte à sa surface au moins une mince barre de matière perméable, disposée parallèlement à l'axe, de manière à créer, en coopération avec des éléments du circuit magnétique, une force de rappel magnétique.
4. Device according to claim I or sub-claim 2, characterized in that the coil carries on its surface at least one thin bar of permeable material, arranged parallel to the axis, so as to create, in cooperation with elements of the magnetic circuit, a magnetic restoring force.
5. Dispositif selon la sous-revendication 2, caractérisé en ce que les deux ressorts sont des ressorts hélicoïdaux coaxiaux, entourant l'axe de la bobine, séparés l'un de l'autre par une pièce en matière isolante.
5. Device according to sub-claim 2, characterized in that the two springs are coaxial helical springs, surrounding the axis of the coil, separated from one another by a piece of insulating material.
6. Dispositif selon la revendication I, caractérisé en ce que les moyens mécaniques pour limiter la rotation sont constitués par au moins une butée coopérant avec un organe mécanique solidaire de la bobine.
6. Device according to claim I, characterized in that the mechanical means for limiting the rotation consist of at least one stop cooperating with a mechanical member integral with the coil.
REVENDICATION II
Utilisation du dispositif moteur selon la revendication I, comme dispositif d'actionnement du frappeur d'un dispositif d'impression, caractérisée en ce que le frappeur est fixé sur un bras radial solidaire de la bobine de manière à venir frapper contre un tambour d'impression, un support d'enregistrement étant placé entre le tambour et le frappeur.
CLAIM II
Use of the motor device according to claim 1, as a device for actuating the striker of a printing device, characterized in that the striker is fixed to a radial arm integral with the spool so as to strike against a drum of printing, a recording medium being placed between the drum and the batter.