Brevet FR2006685A1 — publié le 19700102

La présente invention est relative à un nouveau commutateur électrique fonctionnant sous l'action d'une force centrifuge, ce commutateur étant plus particulièrement associé à un dispositif de régulation de la vitesse d'un moteur à courant continu. I1 est bien connu d'utiliser, pour régler la vitesse d'un moteur, un commutateur centrifuge. De tels commutateurs sont décrits dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique 2 138 801 et 2 971 432. Le second de ces brevets concerne en particulier la régulation de la vitesse d'un moteur à courant continu plus particulièrement conçu pour être incorporé à un appareil cinématographique de prise de vues. La présente invention permet de réaliser un dispositif de régulation de la vitesse d'un moteur à courant continu qui comprend un commutateur centrifuge de réglage facile, léger et qui n1 est soumis qu'à de faibles forces de frottement. Ce dispositif est donc particulièrement bien adapté à une utilisation dans un appareil portatif de prise de vues cinématographiques. L'invention concerne donc un commutateur centrifuge associé à un dispositif de régulation de la vitesse d'un moteur électrique alimenté par des piles sèches, tel qu'un moteur actionnant une caméra cinématographique. Le commutateur suivant l'invention est constitué par un bolier fixé coaxialement sur l'arbre du moteur. Deux masselottes peuvent circuler dans des logements creusés dans ce bottier lorsqu'elles sont soumises à une force centrifuge résultant de la rotation de l'arbre du moteur. Les masselottes sont reliées chacune à une même pièce élastique par l'intermédiaire de fils qui passent dans des canaux percés dans le boitier pour que ces fils puissent pénétrer dans les logements des masselottes. La pièce élastique est déformée par les forces centrifuges agissant sur les masselottes et cette déformation sert à séparer, ou à réunir, électriquement, deux contacts électriques placés en série avec l'alimentation du moteur. La pièce élastique porte un doigt isolant qui agit directement sur les contacts élastiques. Ces contacts restent l'un contre l'autre tant que la vitesse du moteur est inférieure à une certaine valeur. Lorsque cette valeur est dépassée, les masselottes, sous l'effet de la force centrifuge, réduisent la pression qui maintient la fermeture des contacts. I1 s'ensuit l'ouverture du circuit d'excitation du moteur. La vitesse de celui-ci diminue alors et, par conséquent, les forces centrifuges agissant sur les masselottes diminuent également. I1 en résulte que le doigt isolant revient à sa position initiale sous l'action de la pièce élastique. Le temps de réponse de ce dispositif est très court puisque les forces de frottement mises en jeu sont très faibles. Par ailleurs les forces centripètes développées par les fils et les forces centrifuges agissant sur les masselottes s'établissent rapidement à la suite de variations de la vitesse du moteur. C'est l'un des buts de l'invention que de réaliser un commutateur centrifuge placé dans le circuit de piles alimentant un moteur5 ce commutateur nrétant soumis qu'à de très faibles forces de frottement, et son temps de réponse étant également très faible. Au dessin annexé donné seulement à titre d'exemple - la Fig.l représente un dispositif de régulation suivant l'invention associé à un moteur alimenté par des piles électriques, ce moteur étant particulièrement destiné à actionner un appareil de prise de vues cinématographique. Sur cette figure, l'excitation du moteur est coupée; - la Fig.2 est une vue schématique de l'ensemble représenté à la Fig.l, au moment ou le moteur tournant à une vitesse prédéterminée, le commutateur centrifuge bascule pour alimenter à nouveau le moteur. Avant de décrite le dispositif suivant l'invention, on va donner quelques details concernant l'appareil dans lequel on prévoit de l'incorporer. Lorsqu'on opère des prises de vues cinématographiques, il est nécessaire que la vitesse de rotation de l'obturateur, ainsi que la fréquence de I'entra- nement intermittent du film, soient maintenus dans un intervalle étroit pour qu'à la projection, les images enregistrées soient projetées sans scintillation. Cet impératif est particulièrement délicat à satisfaire en ce qui concerne les appareils de prise de vue cinématographique portatifs. En effet ces appareils sont ordinairement alimentés par des piles sèches dont le fonctionnement s'altère, soit à la suite d'une utilisation prolongée, soit parce que le point représentatif du débit atteint l'épaule de la caractéristique des piles. Le débit de ces piles peut également être modifié par des variations de la température ou d'autres paramètres, comme il est bien connu. Le débit de ces piles s'étant ainsi affaibli, le moteur de l'appareil continue-à tourner bien que sa vitesse puisse etre réduite à un point tel que les prises de vue ainsi opérées puissent se révéler, à la projection, de mauvaise qualité. Pour que le fonctionnement d'un tel moteur demeure satisfaisant le plus longtemps possible, on prévoit fréquemment d'installer une batterie de piles fournissant un potentiel supérieur à celui requis, ceci afin de fournir une marge de sécurité supplémentaire qui compense en partie l'altération du fonctionnement des piles qui résulte de leur utilisation ou de leur vieillissement. Pour assurer le bon fonctionnement d'une telle disposition, il est alors nécessaire de prévoir des moyens de régulation efficaces de la vitesse de rotation du moteur, puisque le surtension initiale développée par les piles tend à entraîner celui-ci à une vitesse trop- grande, celle-ci ayant pour conséquence de conduire à des projections aussi défectueuses que si elle était trop faible. On se réfère maintenant à la Fig.l, où on a représenté en 10 un moteur à courant continu. Celui-ci, qui doit être installé dans un appareil de prise de vues cinématographique , fournit un couple de l'ordre de 21.1ou dyne.cm. Un commutateur centrifuge est représenté en 12, tandis qu'un interrupteur fixe est représenté en 14. La source de courant continu alimentant le moteur électrique 10 peut être constituée par une batterie de piles 16 comprenant quatre piles sèches 18, 20, 22, 24, reliées en série par l'intermédiaire d'un interrupteur 26, entre les bornes 28 et 30 du moteur. L'interrupteur 14 est constitué de deux lames conductrices 32, 34 qui portent des contacts 36, 38 respectivement. Les lames 32, 34 sont isolées l'une de l'autre au moyen d'une plaque isolante 40 fixée sur un support 42 par une vis 44. Le support 42 porte en outre une vis 46 qui coopère avec un alésage fileté complémentaire creusé dans le support de manière à pouvoir tourner en permettant le réglage de l'intervalle séparant les contacts 36,38. Comme on peut le voir sur la Fig.2, le commutateur centrifuge 12 comprend deux masselottes 48, 50 installées dans des logements 52, 54, respectivement, creusés dans un boîtier 56 monté sur l'arbre du moteur qui l'entrain en rotation. Suivant un mode de réalisation avantageux, ce boltier peut être en matière plastique. Le boîtier 56 retient une pièce élastique 58 qui peut être un ressort en forme de lame, ce ressort supporte un doigt 60 en matière isolante. Les masselottes 48, 50 sont fixées chacune à une extrémité d'un fil léger ou d'une cordelette 62 qui passe dans une ouverture convenable prévue dans le doigt 60. Une lampe indicatrice 54 est connectée entre les lames 32 et 34. Pour compléter la description du dispositif, on notera qu'une diode Zener est placée entre les bornes 28 et 30 pour empêcher la circulation d'un courant transitoire, l'anode de la diode étant reliée à la borne 28 et la cathode à la borne 30. Le dispositif suivant l'invention fonctionne comme suit. On commence par régler la position de la vis 46 pour ajuster l'écartement désiré des contacts 36 et 38. Ceci étant fait, la vitesse à laquelle doit tourner le moteur est déterminée. L'interrupteur à déclenchement manuel 26 est situé sur l'appareil de prise de vues portatif en un emplacement convenable et, lorsque l'on désire opérer une prise de vue, on excite le moteur électrique en fermant cet interrupteur. Comme représenté sur la Fig.2, ceci permet de fermer le circuit des piles 16 par l'intermédiaire du moteur 10. La vitesse du moteur s'accroissant, les masselottes 48, 50 s'écartent de l'axe de l'arbre du moteur sous l'influence des forces centrifuges qui agissent sur elles. I1 en résulte un déplacement axial du doigt 60 vers la gauche (du point de vue des Figs. 1 et 2). I1 S'ensuit que les contacts 36, 38 se séparent en ouvrant alors le circuit électrique ce qui coupe i'alimentation du moteur. La vitesse du moteur diminue alors, les masselottes reviennent donc vers leur position initiale en circulant dans les logements 52 et 54 respectivement, qui sont représentés sur la Fig.2. De cette façon sous l'action de la force développée par le ressort 58, le doigt 60 revient vers la droite pour buter sur la lame 32 qui détermine ensuite la fermeture des contacts 36, 38 et l'excitation du moteur 10. La lampe indicatrice 54, qui est connectée entre les lames 32 et 34 voit son alimentation coupée ou rétablie en même temps que celle du moteur électrique 10. Par conséquent, elle s'allumera ou s'éteindra en suivant les variations concernant le fonctionnement de batterie de piles 16. Le clignotement de la lampe 64 indiquera à l'opérateur que la batterie de piles fonctionne de façon satisfaisante. Si la lampe reste éteinte, c'est au contraire un signe que les piles approchent de la fin de leur vie utile Elles doivent donc être remplacées. On pourrait également disposer les contacts 36 et 38 de manière que la lampe 64 ne soit alimentée que lorsque le commutateur 12 est inactif. Dans ce cas c'est l'illumination de la lampe 64 qui indique que les piles doivent être remplacées. La diode Zener 66 présente une tension inverse dsavalanche de 9 volts et elle est connectée entre les bornes 28, 30 du moteur comme représenté. Lorsqu'il se forme un arc entre les contacts 36, 38, la tension entre ces contacts peut atteindre un pic d'environ 50 volts, si lton nia pas prévu de diode dans le circuit. I1 en résulte une altération importante de ces contacts. La diode 66, en raison de ses caractéristiques, empêche l'apparition d'un pic de tension supérieure à 9 volts lors de la formation d'un arc, ce qui protège les contacts. Le commutateur centrifuge suivant l'invention peut être utilisé avantageusement dans un appareil de prise de vues cinématographique portatif pour réaliser une régulation tres satisfaisante de la vitesse du moteur de l'appareil. Sa légèreté lui permet de ne supporter que de faibles forces de frottement. En outre, grâce à la suspension originale des masselottes, le temps de réponse du commutateur est très court, les variations de la vitesse du moteur déterminant un déplacement correspondant presque instantané de la cordelette qui retient les masselottes. REVENDICATIONS 1 - Commutateur électrique centrifuge, associé à-un dispositif de régulation de la vitesse d'un moteur à courant continu, tel qu'un moteur d'appareil de prise de vues cinématographique dont les bornes d'entrée sont connectées à une batterie de piles5 ce commutateur étant caractérisé en ce qu'il comprend un boîtier fixé coaxialement sur l'arbre du moteur, une pièce élastique portant un doigt en matière isolante et montée sur ce boîtier, une paire de masselottes mobiles dans ce boîtier, ces masselottes étant fixées aux extrémités d'une cordelette qui passe dans un canal percé dans le doigt, une paire de contacts électriques placés en série dans le cir cuit d'alimentation du moteur par les piles, ces contacts passant d'une position d'ouverture à une position de fermeture à la suite d'un dépla cement rectiligne du doigt qui porte sur l'un d'entre eux de manière que lorsque la vitesse du moteur dépasse une valeur prédéterminée, les forces centrifuges agissant sur les masselottes réduisent la pression exercée par ce doigt sur ce contact jusqu'à ltouverture du circuit d'alimentation du moteur. 2 - Commutateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la paire de contacts est protégée contre les arcs par une diode de Zener connectée entre les bornes d'entrée du moteur. 3 - Commutateur conforme à la revendication 15 caractérisé en ce que le boîtier est creusé de logements dans lesquels les masselottes se déplacent sous l'action de la force centrifuge. 4 - Commutateur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce élastique est un ressort en forme de lame monté normalement à l'axe du moteur. 5 - Commutateur conforme à la revendication I, caractérisé en ce que les masselottes prennent la forme de billes.