Brevet FR2520140A1 — publié le 19830722

i L'invention concerne un indicateur électromagnétique et plus particulièrement un indicateur électromagnétique comportant un rotor pouvant être placé dans des positions d'affichage distinctes et prédéterminées, et elle a trait plus spécifiquement à un indicateur électromagnétique à aimant rotatif bipolaire dont les pÈles sont déportés du même côté d'un diamètre et espacés de moins de 1800. On connait jusqu'à présent un indicateur électro- magnétique comportant un rotor portant un disque d'afficha- ge qui peut être placé sélectivement dans l'une ou l'autre de deux positions espacées de 1800 Un tel indicateur est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N O 4 156 872 De tels indicateurs antérieurs présentent plusieurs inconvénients et limitations Tout d'abord, le rotor tourne jusqu'à 1800 vers l'une ou l'autre des deux positions d'affi chage déterminées par les positions des pôles des aimants rotatifs, lesquels pôles sont espacés de 1800 Deuxi&imemnt, our une rotation de 180 , le rotor est libre d'osciller à chaque extrémités de sa course, car aucun couple de rotation n'existe entre le rotor et le noyau lorsqu'ils sont en alignement exact Ainsi, le rotor réagit à tout choc mécanique en oscillant ou en rebondis- sant, ce qui est indésirable du point de ue visuel, L'invention a pour objet d'éliminer les inconvénien et défauts indiqués ci-dessus, ainsi que d'autres inconvé- nients et défauts des indicateurs électromagnétiques de l'ar antérieur, du type rotatif décrit, et de proposer un indica- teur électromagnétique dont la souplesse, l'utilité et les possibilités sont plus grandes pour une plage d'applications plus étendue. L'indicateur selon l'invention comporte une pièce polaire ou un noyau de stator droit et unique réalisé en une matière magnétique permanente sur laquelle est bobiné un enroulement ou un fil conducteur Un courant électrique passant dans l'enroulement provoque une aimantation du noyau à une première polarité et l'inversion du sens du courant inverse la polarité magnétique du noyau Ce dernier est allongé et disposé radialement et adjacent à la périphérie d'un aimant permanent sensiblement cylindrique portant et entrainant un disque d'affichage Le stator et le rotor de l'indicateur décrit jusqu'à présent ont une structure classique Cependant, conformément à l'invention, l'aimant cylindrique du rotor, entraînant le disque, présente deux pôles qui sont situés non pas aux extrémités opposées d'un diamètre vertical de l'aimant comme dans l'art antérieur, mais de manière à former des angles avec ce diamètre, les deux pôles N et S étant placés sur le àmme coté d'un dianmtre de l'aimant qui passe également par le grand axe du noyau dis- posé radialement Le stator de l'indicateur comporte des butées ou organes d'arrêt contre lesquels vient s'appliquer une butée ou un organe d'arrêt porté par le rotor Aucun des pôles de l'aimant rotatif entraînant le disque ne peut ja- mais s'aligner de lui-même avec le pôle du noyau du stator magnétisé A chaque position d'affichage, la butée du rotor porte contre une butée du stator Ceci assure l'attraction continue d'un pôle de l'aimant rotatif contre le noyau du stator dans chaque position d'arrêt du disque d'affichage. Le rotor est maintenu fermement dans chaque position dis- tincte d'arrêt et il ne peut trembler, osciller ou rebondir. Les angles préétablis entre le pôle N ou le pôle S de l'ai- mant du rotor et le diamètre précité peuvent être compris entre 10 et 450 afin que l'aimant d'entraînement du disque puisse tourner sur tout angle pouvant s'élever jusqu'à en- viron 250 Le rotor peut tourner sur 1800, sur moins de 1800 ou sur plus de 180 suivant la position des pôles de l'aimant rotatif et la position de la butée du rotor Le rotor peut effectuer une rotation en sens opposé sur la même plage angulaire ou sur une plage angulaire inférieure, par inversion de la polarité des pôles de l'aimant du sta- tor Dans chaque position extrême de rotation, il existe toujours un angle suffisant entre le noyau du stator et le pôle plus proche de l'aimant du rotor pour appliquer la butée du rotor sous une certaine pression contre la butée du stator par suite de l'attraction magnétique entre les pôles du noyau et de l'aimant rotatif. Lorsque l'on donne au noyau du stator une polarité identique à celle du pôle de l'aimant rotatif le plus pro- che du noyau du stator, l'aimant rotatif est repoussé et le rotor s'éloigne en tournant de sa première position distincte d'arrêt jusqu'à ce que le pôle opposé de l'aimant rotatif soit attiré vers le noyau du stator, le rotor étant alors arrêté et maintenu par le contact entre la butée du rotor et la butée du stator, dans la seconde position dis- tincte du rotor Une inversion de la polarité du noyau du stator inverse le sens de rotation du rotor et ce dernier revient ainsi vers sa première position d'arrêt Dans cha- cune de ses positions d'arrêt, le rotor est bloqué et est immobilisé pratiquement sans rebond ni oscillation, comme c'est le cas des rotors des indicateurs électromagnétiques antérieurs, lesquels rotors peuvent osciller librement. L'invention a donc pour objet principal un indica- teur électromagnétique comportant un aimant rotatif dont les pôles N et S sont disposés angulairement et sur le même cêté d'un diamètre de l'aimant L'invention a pour autre objet un indicateur du type décrit dans lequel les pôles sont disposés angulairenient sur un c 8 té d'un diamètre vertical de l'aimant, et l'aimant rotatif peut tourner sur une distance limitée entre deux positions distinctes d'arrêt,-espacées d'un angle pouvant atteindre 2500 L'invention a également pour objet un indicateur du type décrit, comportant des moyens d'arrêt portés par le rotor et d'autres moyens d'arrêt portés par le stator et agencés de manière que ces deux moyens d'arrêt entrent en contact dans chacune des positions distinctes d'arrêt du rotor L'invention a également pour objet un indi- cateur du type décrit dans lequel le rotor peut porter un élément d'affichage à deux faces, chaque face étant affichée dans une position d'arrêt distincte et différente du rotor. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels: la figure 1 est une élévation de l'indicateur électromagnétique selon l'invention; les figures 2 et 3 sont des vues en bout du cêté droit et du côté gauche, respectivement suivant les lignes 2-2 et 3-3 de la figure 1; la figure 2 A est une vue partielle en bout, analogue à celle de la figure 2 i montrant le rotor tourné de 1800 par rapport à la position représentée sur la figure 2; la figure 4 est une vue en plan à échelle réduite suivant la ligne 4-4 de la figure 1; la figure 5 est une coupe verticale suivant la ligne 5-5 de la figure 1; la figure 6 est une coupe partielle suivant la ligne 6-6 de la figure 1; la figure 7 est une vue en perspective d'un aimant rotatif utilisé dans le rotor de l'indicateur selon l'in- vention; la figure 8 est une vue en perspective d'un bloc à tourillon utilisé dans le rotor; la figure 9 est une vue en perspective du bloc à tourillon représenté dans une position inversée de 1800 par rapport à celle de la figure 8; * la figure 10 est une vue en perspective d'un palier utilisé dans l'indicateur pour supporter une extrémité du rotor; la figure 11 est une vue schématique du rotor mon- trant ce dernier dans une première position d'arrêt; la figure 12 est une vue schématique du rotor, ana- logue à celle de la figure 11, montrant le rotor dans une seconde position d'arrêt tournée de 180 par rapport à celle montrée sur la figure 11; et la figure 13 est une vue schématique du rotor mon- trant ce dernier dans une autre position d'arrêt tournée de 2400 par rapport à celle de la figure 11. Les figures, sur lesquelles les mêmes références numériques désignent les mêmes éléments ou des éléments correspondants, et notamment les figures 1 à 6,représentent l'indicateur électromagnétique selon l'invention désigné globalement par la référence numérique 10 et comportant un support rectangulaire 12 de forme en U qui comprend une embase horizontale 14 et des montants 16 et 18 situés aux extrémités opposées de cette embase Le support sert de stator pour le dispositif et il supporte un rotor 20 de manière que celui-ci puisse tourner. Le rotor 20 comprend un disque sensiblement circu- laire 22 qui présente un diamètre 23 par rapport auquel les côtés opposés du disque sont symétriques (voir figure 4). Le disque 22 peut porter certains signes sur i'un de ses côtés ou sur ses deux côtés 1 ces signes Atant affichés sélec- tivement lorsque le rotor 20 est tourné par action électro- magnétique et arrêté et maintenu dans l'une de ses positions distinctes d'arrêt. Le disque 22 peut atre réalisé d'une seule pièce avec une nervure diamétrale 24 qui s'étend sur tout le diamètre des disques 22, centralement à ce dernier, sur une face de laquelle il fait saillie vers l'extérieur au-delà du disque, en des points diamétralement opposes, pour former les embases de deux tourillons 25 et 26 de forme en T Une patte 28 faisant saillie latéralement de chacun des tourillons 25 et 26 constitue une saillie diamétrale réa- lisée d'une seule pièce avec le disque 22. Le tourillon 26 est introduit et engagé à frotte- ment dans une rainure 30 de forme dentée réalisée dans une saillie axiale tronconique 31 d'un aimant cylindrique 34 (voir figures 1, 5 et 7 laure touril ion 2 est introd uit et engagé à frottement dans une rainure 36 d O for I e an T réalisée dans un ôte Jê bloc 28 a to ilo L et butde (voir figures 6, 8 et 9, L 'aimant 34 Peut cormporter un arbre axial 40 faisant saillie vers l Jex itériur d'un bord extérieur 41 de cet aimant 34 opposé au bord présentant la rainure 30 Le bloc 38 peut comporter un axe 42 qui fait saillie vers l'extérieur d'une face extérieure 44 de ce bloc 38 opposée à la face présentant la rainure 36 Les axes et 42 peuvent tourillonner dans des paliers 46 fixés aux côtés extérieurs des supports 16 et 18 (voir figure 1, 2 et ) Un taquet 47 fait saillie vers l'extérieur de la face 44 du bloc 38 et sert de butée destinée à porter contre des épaulements ou des buttes 48 et 49 expacées sur les côtés latéraux opposés du montant 18 comme mieux montré sur les figures 1, 2 et 2 A Le taquet 47 limite la rotation angu- laire du rotor 20 entre des positions distinctes d'arrêt, espacées d'un angle prédéterminé Les butées 48 et 49 peuvent être placées à différentes hauteurs pour déterminer et fixer les limites de la rotation angulaire du rotor 20 dans toute plage souhaitée Dans la position montrée sur les figures 2 et 2 A, le rotor est limité à une rotation de 1800 Un abaissement de l'une ou l'autre ou des deux butées 48 et 49 accroit l'angle de rotation au-delà de 1800 Une élévation de l'une ou l'autre ou des deux butées 48 et 49 diminue l'angle de rotation au-dessous de 1800. Une pièce polaire ou un noyau magnétique permanent, cylindrique droit 50, s'élevant axialement, est monté à une extrémité de l'embase 14, à proximité du montant 16. Un enroulement 51 de fil conducteur, bobiné sur le noyau , peut être soumis à une tension appliquée à ses bornes pour établir un pôle N ou S à l'extrémité du noyau 50 adjacente à la périphérie de l'aimant 34 Une inversion de la polarité de la tension et du sens du courant dans l'en- roulement provoque une inversion de la polarité magnétique du noyau 50. L'aimant 34 est magnétisé en permanence en des points espacés N et S, écartés d'angles prédéterminés A et B d'un diamètre D de l'aimant (voir figure 5) Si les angles A et B font chacun 15 avec le diamètre D et ès les butées 48 et 49 sont convenablement disposées par rapport au taquet 47 d'arrêt, le disque d'affichage 22 faisant partie du rotor sera limité à une plage de rotation de 180 à partir de la position montrée sur les figures 1, 6 et 11 et jusqu'à la position inversée montrée sur les figures 2 A et 12. A la première position montrée sur la figure 11, le pôle magnétique N' des noyaux 50 attire le pôle adjacent S qui est espacé de B O du pôle N' et ne peut s'aligner de lui- même avec le pôle N', car le taquet d'arrêt 47 est en contact avec la butée 48 comme montré sur la figure 2 Lorsque la polarité du noyau est inversée pour prendre la polarité S' comme mnitré sur la figure 12, le pôle S du rotor est repoussé et le pôle N du rotor est attiré Le rotor 20 tourne et s'ar- rête dans la position des figures 2 A et 12 dans laquelle le pôle N du rotor forme un angle A avec le pôle S' du stator et le taquet 47 est en contact avec la butée 49 Il convient de noter que le rotor tourne dans chaque sens et s'arrête prati- quement sans rebondir ni osciller en raison de l'attraction ferme existant entre les pôles N'-S et S'-N. La figure 13 montre comment le rotor 20 peut tourner sur plus de 1800, par exemple sur environ 2400 Ceci est obtenu par aimantation du pôle S du rotor sur environ 450 à partir du diamètre D et aimantation du pôle N du rotor sur environ à partir du diamètre D, les deux pôles du rotor étant situés sur le même côté du diamètre D En disposant convena- blement les butées d'arrêt 48 et 49 et en positionnant conve- nablement le taquet d'arrêt 47 de manière que, par exemple, chacun des pôles du rotor soit arrêté 100 avant le noyau 50, le rotor 20 peut être tourné sur un angle de 2500, avec arrêt distinct et maintien à chaque extrémité de la rotation, entre les positions montrées sur la figure 11 et celle de la figure 13. Une autre application pratique d'un rotor pouvant tourner sur plus de 1800 est illustrée sur la figure 1 Dans ce cas, une roue dentée 70, représentée en points mixtes, est montée sur l'arbre 40 La roue dentée 70 s'engrène avec une autre roue dentée 72 de dimension différente, par exemple une r-oue dentée de plus Mrand diamètre montée sur un arbre 74. Ce montage permet d'appliquer à l'arbre 74, portant la roue dentée 72, un couple supérieur a celui produit par l'arbre 40 entraînant la roue 70 L'arbre 74 peut être utilisé comme élément de prise de force pour toute utilisation appropriée. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées à l'indicateur décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Indicateur, caractérisé en ce qu'il comporte un stator ( 12) comprenant un noyau à aimant permanent allongé réversible et fixe ( 50), un rotor magnétique ( 20) porté par le stator et disposé à proximité immédiate du noyau de manière à pouvoir tourner angulairemrent sur un axe perpendiculaire au noyau allongé, ce rotor comprenant un aimant sensiblement cylindrique ( 34) qui présente deux pâles magnétiques (N) et (S) situés sur un même côté d'un diamètre (D) de l'aimant, en faisant un certain angle avec ce diamètre, ce dernier pas- sant par le noyau allongé afin qu'une inversion de l'aiman- tation du noyau provoque une inversion des mouvements de rotation des aimants, et des moyens d'arrêt ( 47, 48, 49) portés par le stator et le rotor et disposés de manière à entrer en contact sélectivement afin que la rotation du rotor soit arrêtée en certains points de son mouvement angulaire, points auxquels les pôles sont espacés du noyau, l'un des pôles, plus rapproché du noyau, étant attiré magnétiquement vers le noyau tandis que les moyens d'arrêt empêchent tous mouvements de rotation et de vibration du rotor. 2 Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pôles magnétiques sont espacés angulairement du diamètre de l'aimant afin qu'une rotation angulaire du rotor puisse être produite sur tout angle s'élevant jusqu'à environ 2500. 3 Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que des moyens d'arrêt comprennent un taquet ( 47) porté par le rotor et des butées ( 48, 49) formées sur le stator et espacées angulairement pour entrer en contact sélectivement avec le taquet afin que la rotation du rotor soit limitée à une plage angulaire prédéterminée. 4 Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un engrenage ( 70, 72) entraîné par le rotor de manière à constituer une prise de force ( 74) pendant la rotation angulaire du rotor. Indicateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rotor comporte en outre un dispositif d'affichage disposé de manière à afficher des côtés différents de ce dis- positif lorsque le rotor est arrêté auxdits points respecti- vement. 6 Indicateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif d'affichage est un disque plat ( 22) et en ce que lesdits côtés sont les faces opposées du disque. 7 Indicateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les butées sont espacées de 180 , 8 Indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt comprennent un taquet ( 47) porté par le rotor et des butées ( 48, 49) formées sur le stator et espacées angulairement pour établir un contact sélectif avec le taquet afin que la rotation du rotor soit limitée à une plage angulaire prédéterminée. 9 Indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le rotor comporte en outre un dispositif d'affichage ( 22) disposé de manière à afficher des cstés différents de ce dispositif lorsque le rotor est arrêté auxdits points, respec- tivement. Indicateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens d'arrêt sont disposes de manière à limite la rotation du rotor à 130 *, le roor comprenant en outre un disque plat ( 22) destin à d afficher S 6 lectiveiment l'une, dif- férente, de ses faces dans cicaune de deux positions d'arrÈt du rotor.