Brevet FR2135086A1 — publié le 19721215

L'invention est relative à la mesure de la fréquence instan tante d'un courant électrique unidirectionnel pulsé, la fréquence des pulsations étant relativement basse. L'inventeur a eu notatuinent en vue 1'application de l'invention à la mesure de fréquence issues d'un transducteur vitesse-fréquence. Le problème a déjàreu diverses-solutioeis, et la présente invention a pour objet une solution nouvelle devant conduire à des réalisations plus simples et plus robustes. En considérant, à titre d'exemple seulement, l'application de l'invention aux compteurs de vitesse et aux compte -tours universellement répandue dans- l'industrie automobile, le dispositif selon l'invention permet d'éviter la prise mécanique de vitesse usuelle sur une boite de vitesse èt la transmisson dé cette force par un cable flexible, avantage qu'il partage d'ailleurs avec les dispositifs électroniques, déjà utilises pour les compte-tours. Par rapport aux dispositifs électroniques, le dispositif selon l'invention présente une plus granbe simplicité dans la realisa- tion, et surtout une technologie plus simple qui n'a pas besoin de faire appel, tant pour la construction que pour l'entretien, aux services d'un électronicien. L'idée inventive consiste à utiliser comme transducteur vitesse-frequence la simple combinaison d'un électro-aimant et d' un circuit comportant un interrupteur fonctionnant périodiquement du fait de la rotation d'un organe tournant du vehicule dont la vitesse linéaire est à mesurer, la vitesse de rotation dudit organe tournant étant suppose fonction croissante de ladite vitesse linéaire - et à mesurer la fréquence du mouvement de l'armature mobile dudit électro-aimant. Cette première idée inventive permet donc, par un moyen très simple, de transporter à distance la fréquence du point où-elle est captée électriquement au point où elle est mesurée sous forme mécanique, ce qui est en soi connu, ce qui est nouveau étant de mesurer la fréquence par la mesure des impulsions qui peuvent être délivrées directement ou indirectement par l'armature mobile, sous la forme de percussions agissant sur un organe gradué mobile. Pour la mise en oeuvre de l'idée inventive, il faudra que ltarmature mobile se charge d'énergie potentielle à chaque fermeture de l'élèctro-aimant et la restitue sous forme de force vive dégagée par choc à chaque rupture du courant, que la grandeur de la percussion soit constante, c'est-à-dire que, l'énergie transportée par l'armature à chaque rupture soit constante, et enfin que la distance de percussion soit constante. Selon l'invention, l'armature mobile se déplacera vers l'armature fixe à l'encontre de l'action d'un ressort et l'organe encaissant la percussion sera une roue tournant ,== autour d'un arbre perpendiculaire ou sensiblement perpendiculaire à la direction de la percussion, cette roue étant rappelée vers une position neutre par une force élastique, qui sera de préférence un ressort spiral. Cependant, telle qu'elle vient d'être décrite, l'application de l'invention est limitée du côté des basses fréquences, du fait que la fréquence doit entre assez grande pour que l'armature n'ait pas le temps, entre deux ruptures de courant, de rebondir et revenir frapper à nouveau l'organe de mesure. Selon un développement de l'idée inventive, le dispositif ci-dessus décrit sera complété par un organe empêchant la production de percussions parasites par suite de rebondissement. La mise en oeuvre de ce perfectionnement peut entre réalisée à l'aide des moyens, utilisés dans d'autres industries et en d'autres circonstances, pour empêcher un rebondissement. On citera à titre d'exemple les moyens utilisés dans l'industrie électro-méca-nique pour empêcher le rebondissement à la fermeture du contact mobile d'un disjoncteur pour faibles ou moyennes puissances. Mais ces moyens auxiliaires seront en général disproportionnés avec ltextr8me simplicité du dispositif selon l'invention principale. L'inventeur stest donc proposé de trouver un moyen nouveau dont la simplicité soit équivalente à celle du dispositif selon 11invention, et en particulier un moyen qui ne mette en oeuvre aucune force hétérogène à celle qui est développée par l'invention principale. Selon l'invention auxiliaire, on utilisera un dispositif d'arrêt s'interposant directement ou indirectement sur le trajet de l'armature mobile après la percussion et en conséquence du rebondissement lui-meme. On donnera ci-après un exemple de mise en oeuvre de l'invention principale et de l'invention auxiliaire, sans que la Dans deresse entende toutefois limiter la portée générique de son in Invention aux ou par les particularités spécifiques à l'exemple choisi pour l'illustration. Dans les dessins joints : - La figure 1 représente schématiquement en élévation l'élec- tro-aimant en position d'ouverture et le dispositif encaissant les percussions. La figure 2 complète la figure t en y ajoutant le dispositif d'interdiction de seconde frappe ; le dispositif encaissant les percussions a été supprimé pour la clarté du dessin. - La figure 3 est une vue en plan du dispositif de figure t. - La figure 4 est une vue en plan du dispositif de figure 3, mais le dispositif encaissant les percussions y a été également supprimé. - La figure 5 correspond à figure 2, mais l'électro-aimant y est représenté en position de fermeture. - La figure 6 est un schéma partiel des connexions éîé=etrî- ques; au niveau de la transduction vitesse de rotation-fréquence électrique. La figure 7 est un schéma partiel des connexions électriques au niveau du captage direet de la fréquence électrique aux bornes de la bobine d'allumage annexée à un mo-teur à combustion interne. Dans la figure 1, on a désigné par t 1' armature fixe dtun électro-aimant dont 2 est l'armature mobile, constituée par une lame ou une plaquette en une matière magnétique. Cette lame 2 est supportée sur un support fixe 2 par un ressorts à lame 4, de manière à lui permettre tout en développant une réaction élastique, de venir plaquer contre l'armature fixe dans l'état excité de ltélectro-aimant, et à venir à une certaine distance de ce dernier en position de repos, comme représenté en figure 1.Le bobinage 5 de l'électro-aimant est branché par les bornes 6 et 2 sur un circuit C, contenant une source de courant unidirectionnel pulsé, non représenté Sur la lame 2 est soudée une lame 8 qui lui est sensiblement perpendiculaire. L'extrémite distale 2 de la lame 8 est, de préfé- rence, façonnée pour former ressort, et arrive, à l'état de repos de l'ensemble, à peu de distance de la jante d'une roue b0 tournant autour d'un axe t2, sensiblement perpendiculaire au plan de figure, qui est le plan moyen dans lequel vibre la lame 2, donc le plan dans lequel aura lieu la percussion. L'interet du ressort étaht de diminuer la pression qui s'exerce sur la jante de la roue. On remarquera sur figure 1 que la direction de la lame 8 ne rencontre pas Itaxe t2, ceci a in de permettre que la direction de la percussion ne soit pas normale à la jante au point d'impact, On obtient ainsi une composante tangentielle à la jante au point d'impact, laquelle composante provoque la rotation de la roue 10 autour de son axe. Cette rotation s'effectue à l'encontre d'un ressort spiral 13, représenté schématiquement, dont une extrémité est solidaire de l'axe 12 et l'autre extrémité solidaire d'un point fixe. La vibration de la lame 2 fournit donc une série de percussions, ayant une grandeur constante, et sous l'effet de ces percussions, la roue 10 prend à i t encontre du ressort spiraL 13, une position déterminée d'abord par la grandeur de la percussion unitaire, mais qui reste constante, ensuite par la fréquence des percussions. La roue 10 sera convenablement= graduée en fréquences-, qui se liront en face d'un index fixe 14. Le plan de figure BB de figure 2 est parallèle au plan de figure li de figure 1, et à quelque distance de ce dernier. La lame 2 porte une béquille 15 en un métal magnétique,qui,comme on le voit en figure 4, a la forme d'une épingle à cheveux, les extrémités distales des branches étant pliées à peu près à angle droit pour pouvoir s'engager dans deux oeillets 16 et 17 soudés sur la lame 2, ce qui constitue une articulation libre, qui peut entre remplacée par tout dispositif équivalent. Sur la figure 2, la béquille 15 a été représentée en deux positions limite 15A et 15B. Dans la position ISA, la béquille se trouve au droit d'une butée fixe 18 pouvant présenter une certaine élasticité. La position de cette butée est telle compte tenu de la longueur de la béquille, que la percussion ne peut avoir lieu, c'est-à-dire que 9 ne peut venir porter sur la jante - compte ten-u s'il y a lieu de la flexibilité de la lame 2 et dtun certain fléchissement possible au moment du choc de la béquille sur la butée 18. Quant l'électro-aimant est excité la béquille tendra à venir dans le sens des lignes de force du champ. Pour renforcer cette action, on déformera de préférence le champ en adjoignant à l'un des poles une pièce magnétique telle que celle représentée en en en figures 2 et 5. Dans l'état excité de l'électro-aimant la béquille occupe la position 15B de figure 5. A la rupture du courant, l'accélération de la lame 2 tend à faire plaquer contre elle la béquille, ce qui permet à la lame 2 de venir, par l'intermédiaire de la lame 8 percuter sur la jante de la roue 10. La décelération, dûe au choc, de la lame 2, suivie de l'accélération en sens inverse dûe au rebondissement tendent à faire tourner la béquille, et à la faire venir en 15 A. Au retour, il y aura alors percussion de la béquille sur la butée 18, ce qui empêchera la percussion de la lame 8 sur la jante. Mme s'il se produit alors de nouveaux rebondissements, l1i- nertie et la force centrifuge tendent à maintenir la béquille dans la position t3A. Elle ne reprendra seulement la position 15B qu'à la refermeture du courant, la pièce 19 renforçant alors Il action de la pesan ter ou se substituant à la pesanteur, si le dispositif occupe uneposition telle que la pesanteur n'intervient pas. il est toujours loisible d'équilibrer la lame 2 pour la soustraire à 11 action de la pesanteur et autres forces pouvant intervenir par suite du mouvement du véhicule. Dans a figure 6 on a représenté la source génératrice d'im- pulsions en série dans le circuit branché aux bornes 6 et 2 de figure =1. La came 20 est liée au mouvement d'une pièce rotative quelconque du véhicule, et produit quatre fois par tour 1'ouverture des contacts 21. Le condensateur 22, en parallèle par rapport aux contacts 21 évite les étincelles de rupture, et rend la rupture plus brève. Enfin la diode 23 évite les courants oscillatoires de self induction qui pourraient provoquer une excitation parasite de l'électro-aimant. On peut utiliser également comme circuit de courant pulse la bobine d'allumage, =si le moteur du véhicule est un moteur à=combus- tion interne, en montant le fréquencemètre en påralièle surle circuit du primaire de cette bobine. Ctest ce qui est représenté en figure 7. ta self et le condensateur formeront alors circuit bouchon pour empocher le passage d'un courant oscillatoire vers l'é- lectro-aimant. On peut avantageusement combiner le fréquencemètre selon l'invention avec un compteur kilométrique. Lorsque l'armature mobile est attirée vers l'électro-aimant, il suffit-de lui emprunter de l'énergie mécanique par l'intermé- diaire d'une tige portée par l'armature mobile, qui poussera une roue à rochets qui avancera d'une dent par impulsion. On obtient ainsi un totalisateur dtimpulsions, dont le fonctionnement ne perturbe pas celui du dispositif du fréquencemètre qui travaille au contraire sur la phase dans=laqueîle l'armature mobile stéloi- gne de l'armature fixe. il y aura simplement un léger accroissement de la puissance absorbée par le fonctionnement de l'électro- aimant. il est à remarquer que cette roue à rochets existe sur les compteurs kilométriques actuels,où elle est actionnée par une came qui utilise le mouvement de rotation du cable flexible. RVENDl0ATiONS 1. - Procédé pour la mesure de fréquences délivrées dans un circuit comportant un électro-aimant caractérisé en ce que la fréquence des mouvements de l'armature mobile est détectée au moyen des percussions, délivrées par ladite armature mobile, et agissant sur un organe de mesure mobile. 2.- Procédé selon t, caractérisé en ce que des moyens sont prévus pour éliminer les percussions parasites dtes aux rebondissements de l'armature mobile par rapport au ait organe. a.- Procédé selon 2, caractérisé en ce que l'on interpose directement ou indirectement un dispositif dtarret sur le trajet de l'armature mobile après la percussion et en conséquence du rebondissement. 4.- Dispositif pour ltapplieation du procédé selon la revendication 1-, caractérisé en ce que l'armature mobile vient s'appli- quer en l'état d'excitation de l'électro-aimant sur l'armature fixe à l'encontre de 11 action d'un ressort et en ce que, à la rupture du courant d'excitation, cette armature mobile vient frapper, directement ou indirectement une ro-ue montée sur un axe sensiblement perpendiculaire à la direction de la percussion, ladite roue tournant à l'encontre de l'action de moyens etlasti- ques tendant à la ramener dans une position neutre. 5. Dispositif pour l'application du procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une béquille solidaire du mouvement de r armature mobile, est disposée de maniere à pren- dre, sous l'action des forces développées par le rebondissement, une position telle que cette béquille rencontre une butée empe- chant la poursuite du mouvement de l'armature vers l'organe percuté. 6.- Combinaison du fréquencemètre définie par l'une quelconque des revendications 4 à 5, avec un compteur kilométrique d'un genre connu, comportant une roue à rochets, caractériséeen ce que l'énergie pour actionner la roue à rochets est empruntée au mouvement de l'armature mobile de l'électro-aimant.