Dispositif moteur magnéto-électrique. L'objet de l'invention est un dispositif moteur magnéto-électrique pouvant servir, par exemple, à actionner un train d'engrenages, tel qu'un mouvement d'horlogerie.
Il comporte comme d'autres dispositifs moteurs électriques qui sont connus, un arbre pivotant maintenu normalement par un ressort à une position donnée, mais pouvant tourner d'une fraction de tour sous l'influence d'un courant électrique traversant momentanément une bobine portée par l'arbre et mobile dans un champ magnétique, de sorte que l'arbre reçoit un mouvement de va-et-vient à chaque fermeture et ouverture du courant.
Mais il s'en distingue en ce que le champ magné tique est fourni par deux aimants permanents annulaires parallèles munis de pièces polaires entre lesquelles passe la bobine solidaire de l'arbre qui porte un contact mobile coopérant avec un contact fixe en vue de la fermeture et de l'ouverture du courant, les deux con tacts étant disposés de façon que si l'arbre se meut dans un certain sens, la durée de contact est très courte, tandis que s'il se meut dans l'autre sens, cette durée est beau coup plus longue. Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif et une variante de détail de celle-ci.
Les fig. 1 et 2 sont une élévation et un plau de cette forme d'exécution; Les fig. 3 et 4 sont une vue latérale et un plan de l'équipage mobile de ladite forme d'exécution ; Les fig. 5 et 6 se rapportent à la variante. Selon les fig. 1-4, l'arbre a, a un mouve ment de va-et-vient, est disposé verticalement et pivote dans des crapaudines situées à ses extrémités. La crapaudine inférieure, consti tuée de préférence par un rubis, est montée sur une platine b formant le socle du bâti du dispositif. Quant à la crapaudine supérieure, elle est assujettie à des supports fixés à une platine constituant la partie supérieure du bâti du dispositif et reliée à la platine b par des colonnes.
L'arbre a est muni de trois bras horizon taux équidistants g dont l'un porte la bobine h, destinée à être traversée périodiquement par un courant et dont les deux autres sont munis de contrepoids 7i, servant à équilibrer la bobine h. Le champ magnétique, dans le- quel celle-ci se meut est fourni par un dis positif magné tique comprenant deux aimants annulaires parallèles c disposés horizontale ment et reliés par un bloc d. L'aimante inférieur est fermé sur lui-même et présente sur sa face supérieure à l'opposé du bloc, d, une pièce polaire f. L'anneau c supérieur est coupé à l'opposé de d et est muni sur sa face inférieure, de part et d'autre de la coupure, de pièces polaires e.
La bobine h est fixée à la face inférieure du bras g cor respondant et a une section en D couché, suivant un plan passant par l'axe de l'arbre a; les dimensions intérieures libres de cette sec tion sont telles que la bobine h. peut se mou voir librement sur l'anneau c supérieur, et pièces polaires e. D'autre part, l'épais seur de h est un peu moins grande que la largeur de la coupure de cet anneau c supé rieur, de façon qu'on puisse placer l'arbre et avec lui la bobine, dans les crapaudines sans aucun démontage.
L'arbre a est soumis à l'action du ressort à boudin t dont l'une des extrémités est fixée à lui, tandis que l'autre est assujettie à la platine b, et qui tend à le maintenir à une position telle que la bobine h, se trouve en regard de la coupure de l'anneau c supérieure, comme cela est indiqué à la fig. 1.
La bobine h reçoit du courant d'une source électrique c, dont l'un des pôles est relié à la platine b et, par le ressort t, à l'une des extrémités de l'enroulement de cette bobine. L'autre extrémité de cet enroulement est connectée à une broche de contact isolée verticale m, portée par un bras l de l'arbre a et entourée à sa partie inférieure d'un man chon n pouvant coulisser et tourner sur elle; le manchon est muni d'un contact o, main tenu par un ressort à boudin p, disposé au tour de la broche m, à une position telle due le contact o fasse un certain angle avec la ligne joignant les axes de a et de m; le ressort p est fixé à son extrémité supérieure à la broche m, à son extrémité inférieure au manchon n.
Le contact o peut venir en prise avec un contact fixe q relié à l'autre pôle de la source c et monté sur une plaque r isolée de la platine s, sur laquelle on peut la déplacer pour le réglage des contacts.
Le fonctionnement de cette forme d'exé cution est le suivant: On fait tourner l'arbre a à partir de sa position de repos, malgré l'opposition du res sort t, dans la direction du mouvement qu'ef fectuent les aiguilles d'une montre et on l'amène ainsi à une position pour laquelle le contact o se trouve notablement à gauche du contact q. Au moment où on l'abandonne à lui-même, ce ressort le fait tourner dans le sens opposé à ce mouvement et le con tact o vient en prise, au passage avec le contact q; les contacts sont réglés l'un par rapport à l'autre de façon qu'ils se touchent dès le moment où la bobine h, allant de gauche à droite, à la fig. 2 arrive à l'extré mité gauche de la pièce polaire f.
De ce fait, le circuit de h est fermé et un courant passe par: Pôle + de la batterie v, plaque r, contact o, manchon n, broche m, bobine h, ressort t, platine b, pôle - de la source. Le courant passant dans h, pendant qu'il se trouve dans le champ magnétique, a pour effet de lui donner une impulsion de gauche à droite. L'arbre a continue à tourner dans le même sens jusqu'à, ce que le ressort t absorbe l'énergie cinétique de l'équipage mo bile et l'arrête; puis ce ressort tend à le ramener à sa position de repos indiquée à la fig. 2.
Mais le poids de cet équipage mobile est tel que t est incapable de l'amener im- niédiatement au repos; il oscillera par suite autour de sa position de repos; les contacts <I>o</I> q viendront de nouveau en prise et il recevra une nouvelle impulsion de gauche à droite; les opérations se répéteront tant que la source r sera en état de fournir un courant suffisant.
La disposition des deux contacts o j est telle que, lorsque l'arbre tourne en sens con traire de celui du mouvement effectué par les aiguilles d'une montre, ils restent en prise pendant un temps considérable, parce que o se meut vers la ligne réunissant les axes de l'arbre<I>a</I> et de la broche<B>ni,</B> tandis que, lor@- que l'équipage mobile se meut dans l'autre sens, "le temps pendant lequel o et q se tou- chent est si court qu'aucun courant appré ciable ne traverse la bobine.
Le mouvement de va-et-vient communiqué à l'arbre a peut être utilisé pour actionner toujours dans le même sens un mouvement d'horlogerie ou un autre mécanisme, par exemple à l'aide d'un cliquet monté sur l'arbre et commandant un rochet ou par un autre moyen usuel connu.
II est évident que le ressort t peut être muni d'un dispositif propre à régler sa lon gueur efficace, tel que celui ordinairement adapté au ressort-spiral des montres ou pen dules, et permettant de faire varier la fré quence de l'oscillation.
Dans les fig. 5 et 6, a est l'arbre portant la bobine qui, pour simplifier le dessin, a été supprimée. Le bras 1, fixé à l'arbre, porte une broche m, prolongée vers le bas et isolée de l'arbre. L'extrémité inférieure de cette broche se prolonge et se recourbe vers le haut, et forme, pour le contact o, un butoir m1 limitant le mouvement de celui-ci de droite à gauche. Le contact o est porté par le man chon n relié à l'extrémité supérieure de la broche m par un léger ressort en spirale p, dont la tension est réglée de manière qu'il maintienne le contact contre le butoir m1 et le ramène à cette position après son mouve ment de gauche à droite.
A lieu d'un con tact fixé rigidement, comme ci-dessus, on peut disposer sur la plaque réglable r un contact à pivot q, pivotant sur une broche fixe 5 auquel il est relié par un léger ressort 6 entourant la broche à laquelle il est fixé à son extrémité supérieure. Le contact q est maintenu par le ressort 6 contre le butoir fixe 7. On a reconnu qu'avec cette disposition de contacts, on pouvait employer des ressorts beaucoup plus faibles que ceux utilisés dans le dispositif précédemment décrit, et qu'on obtenait, pour les contacts, une position de zéro mieux déterminée; de plus, la perte d'énergie dans les ressorts est moindre.
Au lieu de ménager une coupure relative ment large dans l'anneau supérieur de l'aimant et de le munir de pièces polaires rapportées de chaque côté de la coupure, on peut pra tiquer en lui une étroite fente, puis recour ber vers le bas à angle droit les parties immédiatement adjacentes à la fente pour en former des pièces polaires, ainsi venues de fabrication avec le reste de l'anneau.
L'anneau inférieur peut aussi présenter une large coupure et être pourvu de pièces polaires rapportées de part et d'autre de celle-ci, comme dans la forme d'exécution décrite; il pourrait aussi être fabriqué comme il vient d'être dit ci-dessus pour l'anneau supérieur.
Magneto-electric motor device. The object of the invention is a magneto-electric motor device which can be used, for example, to actuate a gear train, such as a clockwork movement.
It comprises, like other electric motor devices which are known, a pivoting shaft normally maintained by a spring at a given position, but able to rotate a fraction of a turn under the influence of an electric current momentarily passing through a coil carried by the shaft and movable in a magnetic field, so that the shaft receives a reciprocating movement with each closing and opening of the current.
But it differs from it in that the magnetic field is provided by two parallel annular permanent magnets provided with pole pieces between which passes the coil integral with the shaft which carries a movable contact cooperating with a fixed contact with a view to closing. and the opening of the current, the two contacts being arranged so that if the shaft moves in a certain direction, the contact time is very short, while if it moves in the other direction, this duration is much longer. The accompanying drawing shows, by way of example, an embodiment of the device and a variant of detail thereof.
Figs. 1 and 2 are an elevation and a plau of this embodiment; Figs. 3 and 4 are a side view and a plan of the mobile assembly of said embodiment; Figs. 5 and 6 relate to the variant. According to fig. 1-4, the shaft a, has a reciprocating movement, is arranged vertically and swivels in sliders located at its ends. The lower frame, preferably constituted by a ruby, is mounted on a plate b forming the base of the frame of the device. As for the upper crapaudine, it is secured to supports fixed to a plate constituting the upper part of the frame of the device and connected to the plate b by columns.
The shaft a is provided with three equidistant rate horizon arms g, one of which carries the coil h, intended to be periodically crossed by a current and the other two of which are provided with counterweights 7i, used to balance the coil h. The magnetic field in which the latter moves is provided by a magnetic device comprising two parallel annular magnets c arranged horizontally and connected by a block d. The lower magnet is closed on itself and has on its upper face opposite the block, d, a pole piece f. The upper ring c is cut away from d and is provided on its lower face, on either side of the cut, with pole pieces e.
The coil h is fixed to the underside of the corresponding arm g and has a D section lying down, along a plane passing through the axis of the shaft a; the free internal dimensions of this section are such that the coil h. can be seen freely on the upper c-ring, and pole pieces e. On the other hand, the thickness of h is a little less than the width of the cut in this upper c ring, so that the shaft and with it the coil can be placed in the sliders without any disassembly.
The shaft a is subjected to the action of the coil spring t, one end of which is fixed to it, while the other is subject to the plate b, and which tends to maintain it in a position such that the coil h, is located opposite the cut-out of the upper c-ring, as shown in fig. 1.
The coil h receives current from an electric source c, one of the poles of which is connected to the plate b and, by the spring t, to one of the ends of the winding of this coil. The other end of this winding is connected to a vertical insulated contact pin m, carried by an arm l of the shaft a and surrounded at its lower part by a sleeve n which can slide and turn on it; the sleeve is provided with a contact o, hand held by a coil spring p, arranged around the spindle m, in a position such that the contact o makes a certain angle with the line joining the axes of a and m ; the spring p is fixed at its upper end to the pin m, at its lower end to the sleeve n.
The contact o can engage with a fixed contact q connected to the other pole of the source c and mounted on a plate r isolated from the plate s, on which it can be moved to adjust the contacts.
The operation of this form of execution is as follows: The shaft a is rotated from its rest position, despite the opposition of the res sort t, in the direction of the movement made by the needles of a watch and it is thus brought to a position for which the contact o is located notably to the left of the contact q. When it is left to itself, this spring causes it to rotate in the opposite direction to this movement and the contact o engages, in passing with the contact q; the contacts are adjusted with respect to each other so that they touch each other as soon as the coil h, going from left to right, in fig. 2 arrives at the left end of the pole piece f.
As a result, the circuit of h is closed and a current flows through: + pole of the battery v, plate r, contact o, sleeve n, pin m, coil h, spring t, plate b, pole - of the source. The current passing through h, while it is in the magnetic field, has the effect of impelling it from left to right. The shaft a continues to turn in the same direction until the spring t absorbs the kinetic energy of the moving equipment and stops it; then this spring tends to bring it back to its rest position indicated in FIG. 2.
But the weight of this mobile equipment is such that t is incapable of bringing it immediately to rest; it will therefore oscillate around its position of rest; the <I> o </I> q contacts will engage again and it will receive a new impulse from left to right; the operations will be repeated as long as the source r is able to supply sufficient current.
The arrangement of the two contacts oj is such that, when the shaft turns in the opposite direction to that of the movement effected by the clockwise, they remain in engagement for a considerable time, because o moves towards the line joining the axes of the shaft <I> a </I> and of the spindle <B> ni, </B> while, when, @ - the moving assembly moves in the other direction, "the time during which o and q touch is so short that no appreciable current passes through the coil.
The reciprocating movement communicated to the a-shaft can be used to always actuate a clockwork movement or another mechanism in the same direction, for example by means of a pawl mounted on the shaft and controlling a ratchet or by another known usual means.
It is obvious that the spring t can be provided with a device suitable for adjusting its effective length, such as that usually adapted to the spiral spring of watches or pendulums, and making it possible to vary the frequency of the oscillation.
In fig. 5 and 6, a is the shaft carrying the coil which, to simplify the drawing, has been omitted. The arm 1, fixed to the shaft, carries a pin m, extended downwards and isolated from the shaft. The lower end of this pin extends and curves upwards, and forms, for the contact o, a stopper m1 limiting the movement of the latter from right to left. The contact o is carried by the sleeve n connected to the upper end of the spindle m by a slight spiral spring p, the tension of which is adjusted so that it maintains the contact against the stopper m1 and brings it back to this position after its movement from left to right.
Instead of a rigidly fixed contact, as above, it is possible to place on the adjustable plate r a pivot contact q, pivoting on a fixed pin 5 to which it is connected by a slight spring 6 surrounding the pin to which it is fixed at its upper end. The contact q is maintained by the spring 6 against the fixed stopper 7. It has been recognized that with this arrangement of contacts, it is possible to use much weaker springs than those used in the device described above, and that we obtained, for the contacts, a better determined zero position; moreover, the loss of energy in the springs is less.
Instead of leaving a relatively large cut in the upper ring of the magnet and providing it with pole pieces attached to each side of the cut, we can make a narrow slit in it, then recur downwards to right angles the parts immediately adjacent to the slot to form pole pieces, thus manufactured with the rest of the ring.
The lower ring can also have a large cut and be provided with pole pieces added on either side thereof, as in the embodiment described; it could also be manufactured as it has just been said above for the upper ring.