Brevet FR2214993A1 — publié le 19740819

La présente invention concerne un pendule à mouvement erra tique entretenu. Des pendules à mouvement erratique, c'est-à-dire désordonné, imprévisible et non reproductible, sont connus. Ils comportent un aimant permanent mobile habillé avec un objet quelconque et solidaire de l'extrémité inférieure d'un élément filiforme articulé sous un organe de suspension monté sur un support solidaire d'un socle. Ils comportent également des aimants permanents fixes répartis,géographiquement d'une façon quelconque dans le socle en présentant à la surface de ce dernier une polarité telle qu'ils engendrent une répulsion de l'aimant mobile dès que celui-ci s'en approche. L'aimant mobile de ces pendules connus doit être lancé à la main dans une direction quelconque. Leur aimant mobile suit alors une trajectoire erratique aléatoire, inattendue et surprenante, due aux influences répulsives des aimants fixes du socle. Mais l'animation de l'aimant mobile est de relativement courte durée car assez rapidement, ce dernier s'immobilise dans une position d'équilibre suivant laquelle les forces répulsives et de pesanteur s'annulent. De plus, l'articulation de suspension, étant donnée sa réalisation rustique (crochet dans anneau), induit des forces antagonistes entravant la liberté de mouvement de l'aimant mobile et réduisant par conséquent la durée de l'animation ainsi que l'amplitude de la rotation de cet aimant sur lui-même. La présente invention a pour but d'entretenir le mouvement erratique du pendule de façon qu'il ne soit jamais identique à luimême et qu'ainsi le pendule paraisse animé en permanence sans interruption extérieure décelable. Conformément à l'invention, le pendule comporte également dans le socle un électro-aimant dont Le bobinage d'excitation est susceptible d'être alimenté par une source de courant sous la commande d'au moins un interrupteur à lames souples dit détecteur de proximité de àçon qu'apparaisse, lorsque l'aimant mobile s'approchant de l'interrupteur ferme celui-ci, un champ magnétique dont l'orientation est telle qu'il engendre une répulsion de cet aimant mobile, l'interrupteur et l'électro-aimant étant situés sensiblement à l'aplomb de l'organe de suspension. Suivant une brme de réalisation particulièrement avantageuse, le pendule comporte deux interrupteurs à lames flexibles disposés de part et d'autre de la verticale passant par l'organe de suspension et l'électro-aimant ; ces interrupteurs sont polarisés, au moyen d'un aimant permanent, dans le même sens que l'électroaimant lorsqu'il est excité ; une contre-diode-est branchée en dérivation sur le bobinage d'excitation de l'électro-aimant. Ainsi, lorsque l'aimant mobile passe à proximité-de l'électro-aimant central, il est repoussé et lancé dans la zone dtintervention des aimants fixes, grâce à quoi il continue à osciller, virevolter, rebondir..0 suivant un mouvement saccadé et anarchique, dit erratique. Bien entendu, il est important que l'organe de suspension n'introduise aucune inertie, freinage ou blocage dans le mouvement quelle que soit sa direction. A cet effet et conformément à l'invention, l'organe de suspension comprend un aimant permanent- fize coopérant, par attraction magnétique, avec l'extrémité libre d'une tige de fer supportant l'aimant mobile, les faces en regard de ce dernier et de l'aimant fixe respectivement, ayant des polarités opposées. Ainsi, cette articulation magnétique remplaçant une suspension mécanique diminue considérablement les frottements au niveau de la liaison et accroît par conséquent la durée d'oscillation du pendule. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la descriptiondétaillée qui suit Des formes de réalisation de l'objet de l'invention sont représentées, à titre d'exemples non limitatifs-, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - les figures 1 à 3 sont des schémas illustrant pour une première forme de réalisation du pendule conforme à l'invention, trois positions caractéristiques de l'aimant mobile. - la figure 4 est un schéma partiel montrant une deuxième forme de réalisation du pendule. - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 faisant ressortir une troisième forme de réalisation. - la figure 6 est une coupe-élévation axiale représentant une quatrième forme de réalisation du pendule. - la figure 7 est une vue en plan du socle prise suivant la ligne VII-VII de la figure 6. Ainsi que le montrent clairement les figures 6 et 7, le pendule comporte un socle 1 en matière amagnétique telle que de la matière plastique. Celle-ci peut être moulée et dans ce cas, elle enrobe les organes décrits ci-après qui doivent y être incorporés. Le socle peut aussi être fabriqué par formage sous vide ou sous pression-d'une feuille en matière thermoplastique et dans ce cas, les organes précités sont posés ét fixés dans la pièce 2 ainsi formée (Figures 6 et 7). Le socle 1 est muni d'un support 3 qui peut être un arceau (figure 6), une cage, un globe transparent ou autre. A sa partie supérieure et à l'aplomb du centre du socle, lue'support 3 est solidaire d'un organe de suspension articulée qui peut être de n'importe quel type. Cependant, il semble qu'il soit plus avantageux d mettre en oeuvre celui qui est représenté sur la figure 6. Il comporte un aimant permanent 4 fixé sous le support 3 à l'endroit indiqué cidessus et coopérant avec l'extrémité magnétique d'un élément filiforme pendant 5 qui soutient en bout un aimant mobile 6. De préférence, l'élément filiforme 5 est une tige de fer et les faces en regard de l'aimant fixe 4, respectivement de l'aimant mobile 6 ont des polarités opposées. Ainsi, l'aimant fixe 4 attire la tige 5 de façon que celle-ci y reste suspendue sans aucune liaison matérielle, tout en restant libre de se mouvoir par pivotement dans n'importe quelle direction.De plus, les pertes en énergie de I'éq-page pivotant 5 - 6 sont réduites dans une très large mesure puisqu'elles dépendent de la différence entre la force d'attraction de Aimant de suspension 4 et le poids dudit équipage, ces pertes se limitant presque essentiellement à celles dues au roulement et au glissement de la tige 5. La face supérieure du socle est conformée en calotte sphé-- rique concave centrée sur le point de contact de la tige 5 avec l'aimant fixe 4. Sur cette calotte 7 sont répartis d'une façon quelconque des aimants permanents 8, leur face polaire apparente étant située très près, pour minimiser I'entrefer, du lieu géométrique des divers points où peut se trouver l'aimant mobile 6. Les faces -polaires apparentes des aimants fixes 8 ont la même polarité que la face polaire située en regard de l'aimant mobile 6. I.orsque ce dernier est lancé, le pendule prend un mouvement erratique particulier dû à son passage au voisinage d'un ou plusieurs aimants fixes 8 c'est-à-dire dans une ou des zones de répulsion magnétique plus ou moins influentes. Bien tentendu, il y a intérêt à ce que ces aimants fixes 8 ne soient pas visibles ; à cet effet, le socle 1 est, suivant la forme de réalisation illustrée par la figure 6, rec-ouvert par une coiffe 9 dont le dessus conformé lui aussi en calotte sphérique est appliqué sur les aimants fixes 8, l'aimant mobile 6 en étant très proche lors de ses déplacements pendulaires, Cette coiffe peut être fabriquée comme le socle par formage sous vide ou sous pression d'une feuille en matibre tharrnQp1asti Le socle 1 supporte, en combinaison avec les aimants fixes 8, un électro-aimant 10 dont la face polaire apparente du noyau Il (figure 6) est située sur la même surfacé sphérique que les faces polaires apparentes de ces aimants fixes et à l'aplomb de l'organe de suspension 4, c'est-à-dire au centre du socle. Cet électro-aimant est susceptible d'être alimenté par une source de courant telle que des piles 12 sous la commande d'au moins un inter rupteur à lames souples déclenchable par l'aimant mobile6, plusieurs formes de réalisation de cette commande étant décrites ci-après. De toute façon, le bobinage 13 de l'électro-aimant est enroulé et alimenté dans des sens tels que la face polaire apparente du noyau 11 présente, lorsque ce bobinage est excité, la même polarité que les faces polaires apparentes des aimants fixes 8 et que la face polaire opposée de l'aimant mobile 6 pour que celui-ci soit repoussé et lance vers la périphérie à chaque fois qu'il passe, lors de son mouvement pendulaire erratique, au voisinage du centre du socle L'interrupteur évoqué ci-dessus est d'un type bien connu comme le montre la figure 1, il comprend une capsule sous vide 14 dans laquelle sont scellées deux lames souples 15 - 16, en matière magnétique, dont les extrémités situées à l'intérieur de cette capsule sont libres, placées en regard et normalement écartées, mais qui, lorsqu'elles sont disposées dans un champ magnétique, se rapprochent et sont ainsi susceptibles de fermer le circuit électrique branché sur les extrémités de ces lames faisant saillie à l'extérieur de ladite capsule. Suivant la première forme de réalisation illustrée par les figures 1 à 3, l'électro-aimant 10 coopère avec un seul interrupteur 17 placé à proximité, c'est-à-dire au centre du socle 1 ; dans ce cas, le circuit électrique 18 comprend la ou les piles 12, le bobinage 13 et les lames 15, 16 montées en série ; lorsque l'aimant mobile 6 parvient dans la zone d'action d'un aimant fixe 8 (figure 1), les champs magnétiques de ces aimants sont orientés de telle manière que cet aimant mobile est repoussé, soit vers un autre aimant fixe > soit vers le centre. Dans ce dernier cas, rien ne s'oppose à son mouvement puisque les lames 15 et 16 étant écartées, 1'interrupteur 17 est ouvert et qu'ainsi l'électro-aimant 10 n'est pas excité (figure 2).Mais, lorsque l'aimant mobile 6 parvient près de l'interrupteur 17 (figure 3), son champ magnétique ferme les lames 15, 16 et les piles 12 alimentent alors le bobinage d'excitation 13 de l'électro-aimant qui engendre un champ magnétique ayant pour effet de provoquer une répulsion de cet aimant mobile ; le pendule se remet donc 9 osciller de façon erratique sous l'influence dès aimants permanents 8. Dans cette première forme de réalisation (figures 1 à 3) selon laquelle l'interrupteur 17 est placé au centre du socle, le bobinage 13 de l'électro-aimant tend soit à maintenir l'interrupteur 17 fermé après le départ de l'aimant mobile 6, soit à créer une vibration des lames 15, 16 de cet interrupteur lorsque l'aimant mobile est situé au-dessus de ce dernier. I1 en résulte un mauvais rendement. Pour accroître la durée de vie des piles 12, la- deuxième forme de réalisation schématisée sur la figure 4 peut être mise en oeuvre. Dans ce cas, deux interrupteurs 19 et 20 identiques au précédent, sont disposés sur le socle 1 et montés en série sur le circuit 18. Quelle que soit la direction de pas-sage de l'aimant mobile 6, les deux interrupteurs ne sont fermés simultanément que lorsque cet aimant se trouve au voisinage du centre du bobinage d'excitation 13 de l'électro-aimant I1 se produit donc-toujours un premier temps de freinage suivi d'un temps heaucoup plus long de répulsion. Ceci s'explique par le fait que les ampèrea-tours nécessaires pour la fermeture d'un interrupteur sont plus importants que ceux nécessaires à son maintien à l'état fermé. I1 en résulte une amélioration notable du rendement. Suivant la troisième forme de réalisation qui ressort à la fois des figures 4 et 5, une contre-diode 21 est montée en dérivation sur les bornes du bobinage 13 de l'électro-aimant 10. Par la fait que le courant dans ce bobinage met un certain temps avant d'atteindre sa valeur maximale et que, lorsque l'un au moins des interrupteurs stouvre, l'énergie contenue dans ce bobinage est récupérée par l'intermédiaire de la contre-diode 21, le temps de répulsion de l'aimant mobile 6 se trouve encore accru et le phénomène d'arc au- niveau des lames 15, 16 se trouve annihilé. I1 en résulte encore une amélioration notable du rendement, ainsi qu'un accroissement de la fiabilité. Suivant la quatrième forme de réalisation illustrée par les figures 6, 7 et applicable aux précédentes, le ou les interrupteurs sont polarisés. Dans ce but et ainsi que le montrent clairement les figures 6 et 7, les lames souples 15 des interrupteurs 19 et 20 coopèrent avec de petits aimants permanents 22 et 23. Sachant que les ampères-tours de fermeture d'un interrupteur varient dans des proportions considérables d'un exemplaire à l'autre, qu'en outre l'influence du bobinage 13 sur le ou les interrupteurs varie suivant l'éloignement relatif bobinage-interrupteur, chaque aimant de polarisation 22 ou -23 est ajusté à une distance de l'interrupteur correspondant telle que la différence des ampèresnurs du bobinage 13 et de l-'aimant 22 ou 23 est inférieure aux ampères-tours nécessaires au maintien de l'interrupteur consid3ré en position fermée. L'invention n'est pas limitée aux formes de réalisations représentées et décrites en détail dans ce qui précède, car diverses modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre. L'invention peut être utilisée à chaque fois qu'il s'agit d'animer un mobile pendulaire pour lui communiquer un mouvement erratique entretenu. L'invention est plus spécialement applicable dans le domainç des jouets, des présentoirs publicitaires animés pour vitrines de magasins, des bibelots, des objets décoratifs etc.. REVENDICATIONS 1 - Pendule à mouvement erratique entretenu applicable en particulier à la réalisation d'un mobile-présentoir, d'un mobilebibelot etc. comprenant, d'une part, un aimant permanent mobile solidaire de l'extrémité inférieure d'un élément filiforme articulé sous un organe de suspens ion dont la situation est parfaitement définie par rapport à un socle, d'autre part, des aimants permanents fixes répartis géographiquement d'une façon quelconque dans le socle en présentant à la surface de ce dernier une polarité telle qu'ils engendrent une répulsion de l'aimant mobile dès que celui-ci s'en approche, caractérisé en ce qu'en combinaison avec les moyens précités, il comporte également dans le socle un électro-aimant dont le bobinage d'excitation est susceptible d'être alimenté par une source de courant sous la commande d'au moins un interrupteur à lames souples dit détecteur de proximité de façon qu'apparaisse, lorsque l'aimant mobile s'approchant de l'interrupteur ferme celui-ci, un champ magnétique dont l'orientation est telle qu'il engendre une répulsion de cet aimant mobiLe, l'interrupteur et l'éLectro-aimpnt étant situés sensiblement à l'aplomb de l'organe de suspension. 2 - Pendule selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte deux interrupteurs à lames flexibles disposés de part et d'autre de la verticale passant par l'organe de suspension et l'électro-aimant. 3 - Pendule selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou les interrupteurs à lames flexibles sont polarisés, au moyen d' unaimant permanent; dans le même sens ue l'électro-aimant lorsqu'il est excité. 4 - Pendule selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une contre-diode est branchée en dérivation sur le bobinage d'excitation de l'électro-aimant. 5 - Pendule selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe de suspension comprend un aimant permanent fixe coopérant avec 1' extrémité magnétique de l'élément filiforme supportant l'aimant mobile. 6 - Pendule selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément filiforme est une tige de fer coopérant avec les faces de polarités opposées de l'aimant mobile et de l'aimant de suspension respectivement. 7 - Pendule selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la face de l'aimant permanent fixe de suspension coopérant avec l'élément filiforme est bombée et convexe.