Brevet FR2526210A1 — publié le 19831104

DISPOSITIF POUR L'EQUILIBRAGE D'UN EQUIPAGE MOBILE L'invention concerne un équipage mobile d'instrument électromagnétique (par exemple magnétoélectrique ou ferromagnétique) r comprenant une raquette mobile dotée d'au moins un bras d'équilibrage et destinée à être montée rotative autour d'un axe, solidairement à une aiguille indicatrice, et une boudinette réalisée dans un matériau élastique, engagée sur le bras et susceptible d'être déplacée le long de ce dernier par rapport à l'axe, pour au moins contribuer à compenser le poids de l'aiguille, les spires de la boucinette se vissant sur au moins un relief du De jy. former c' éq ipace n,orile de ce type sont actuellement connues. Selon une première forme, le bras d'équilibrage est plat et présente un ergot élastiquement déformable, obtenu par découpage partiel du bras et pliage, et servant au vissage de la boudinette. Si l'on pousse la boudinette le long du bras, les spires sautent sur l'ergot par déformation élastique de la boudinette et de l'ergot; si par contre on fait tourner la boudinette sur le bras, les spires se vissent sur l'ergot, qui sert de guide. On obtient ainsi deux modes de réglage de l'équilibrage de l'équipage mobile : un réglage grossier qui s'opère par une pure translation de la boudinette sur le bras, et un réglage fin, obtenu par vissage de la boudinette sur le bras ou, plus précisément, sur l'ergot. En dépit de l'avantage que procure le choix entre ces deux modes de réglage, cette forme d'équipage mobile est mal adaptée à un équilibrage automatisé. En effet, d'une part, le fait que le bras ne comporte qu'un seul ergot a pour conséquence que la boudinette doit être relativement longue pour ne pas sortir de l'ergot lors de la totalité de son déplacement sur le bras, de sorte qu'il en résulte une grande dynamique de réglage même pour de faibles déplacements. D'autre part, le bon maintien de la boudinette sur le bras ne peut être assuré, dans cette forme connue, sans un collage de la boudinette. Or le collage suppose un apport de matière, qui non seulement modifie l'équilibre de l'équipage mobile, mais en outre le modifie dans des proportions difficiles à contrôler dans un processus automatique. Selon la seconde forme connue d'équilibrage mobile du type précité, le bras d'équilibrage est à section carrée ou rectangulaire et présente des arêtes vives, tandis que la boudinette est constituée par un ressort présentant -une partie cylindrique s'évasant en une partie conique. La boudinette est engagée sur le bras par son plus grand diamètre et progresse par vissage forcé. Le vissage de la boudinette forme un filet sur les arêtes du bras, qui empêche un glissement de la boudinette sur ce dernier. Cette seconde forme de réalisation n'est pas non plus dépou.luc d'inconvénients. En effet, le maintien de la boudinette sur le bras n'est parfaitement réalisé que dans le sens de son vissage, c'est-à-dire pendant la formation du filet sur le bras; si par conséquent, la boudinette doit être dévissée pour obtenir l'équilibre, son maintien par friction sera incertain, de sorte que l'équilibre du bras pourra être modifié lorsque l'équipage aura été soumis à des vibrations ayant eu pour effet un dévissage de la boudinette sur le bras. Dans ce contexte, le but de la présente invention est de réaliser un équipage mobile particulièrement conçu pour être équilibré par un processus automatisé, et dont l'équilibrage présente d'une part une excellente stabilité dans le temps, même dans un environnement difficile, et notamment même en présence de vibrations, et d'autre part une grande finesse de réglage. L'équipage mobile conforme à la présente invention est essentiellement caractérisé en ce que le bras d'équilibrage présente, de fabrication, plusieurs reliefs prenant la forme de dents rigides, et en ce que l'une au moins des deux spires voisines de la boudinette qui sont situées de part et d'autre d'une dent du bras sur lequel la boudinette est vissée est élastiquement écartée de sa position de repos par cette dent, de manière à faire apparaître, par le frottement qui en résulte, un couple résistant pour le vissage de la boudinette sur le bras. La dénomination "dent rigide" s'applique dans cette définition à un relief local positif du bras qui n'est pas susceptible d'être déformé par la boudinette elle-même. Le fait de prévoir plusieurs dents sur le bras permet, par rapport au cas d'un ergot unique de l'art antérieur, de réduire la longueur de la boudinette tout en augmentant la course de celle-ci; il en résulte une grande finesse de réglage puisque la boudinette, de longueur réduite, est de masse relativement faible. Dans un premier mode de réalisation possible, dans lequel la boudinette est un ressort hélicoïdal de pas constant, les spires de la boudinette au repos sot non jointives de manière à permettre l'écartement ae deux spires voisines de la bouainette vissée sur le bras; dans un second mode de réalisation possible, la distance entre deux dents du bras est légèrement supérieure au pas, ou à un multiple du pas, de la boudinette, de sorte que la boudinette vissée sur le bras a une longueur supérieure à celle qu'elle a au repos; ces premier et second modes de réalisation peuvent être combinées pour aboutir au meme résultat. Pour obtenir, dans tous les cas, un vissage doux de la boudinette, on peut prévoir que le bord antérieur, par rapport au sens de progression de la boudinette vissée sur le bras de l'une au moins des dents soit incliné vers le bras dans cette direction, et que l'extrémité antérieure de la boudinette, par rapport au sens de progression de celle-ci lorsqu'elle est vissée sur le bras, comprenne un élément terminal qui, vers son extrémité libre, s'éloigne de l'axe de l'hélice que constitue la boudinette, de sorte qu'au vissage de la boudinette, celle-ci soit en contact, par son élément terminal antérieur, avec le bord antérieur de la dent, d'abord en un point de contact relativement éloigné de l'axe de l'hélice et relativement peu avancé dans le sens de progression de la boudinette, puis en un point de contact de plus en plus proche de l'axe de l'hélice et de plus en plus avancé dans le sens de progression de la boudinette, celle-ci subissant ainsi une tension progressive. Dans ur. modc de réalisation inoustrielle simple, le bras d'équilibrage est de forme plate et les dents sont constitués par le profil de découpage d'au moins un bord du bras. Pour augmenter le couple résistant au vissage de la boudinette, dont dépend la qualité du maintien de celle-ci, il est en outre avantageux de prévoir que les dents aient une forme sensiblement triangulaire isocèle et que les deux spires voisines des la boudi-nette qui sont situées de part et d'autre d'une dent soient élastiquement écartées l'une de l'autre par la dent, de sorte que d'une part, chacune de ces deux spires exerce une pression sur le bord correspondant, antérieur ou postérieur, de cette dent et que d'autre part, il apparaît une friction de la boudinette sur le bord du bras qui est opposé à celui qui porte la dent écartant les deux spires. De préférence, l'intervalle entre deux dents consécutives du bras est au plus égal à la moitié de la longueur de la boudinette de façon que celle-ci soit toujours engagée sur deux dents. La boudinette peut comporter un élément terminal postérieur semblable à son élément terminal antérieur, ce qui procure d'une part l'avantage d'offrir une prise à l'outil permettant de visser la boudinette, d'autre part l'avantage de disposer, au vissage et au dévissage de la boudinette, d'un couple de frottement identique et d'une progression sans discontinuité de mouvement et enfin l'avantage que le sens dans lequel est engagée la boudinette est noifférent. L'invention sera plus amplement détaillée dans la description qui en est faite ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, dans l'un de ses modes de réalisation possibles, illustré par les dessins dans lesquels : - La figure 1 est une vue en élévation, à une échelle agrandie, d'une raquette conforme à l'invention et dotée de trois bras d'équilibrage; - Les figures 2A et 2B sont des vues latérale et- de face d'une boudinette à échelle agrandie; et - La figure 3 est une vue agrandie d'une boudinette vissée, suivant la flèche F, sur un bras d'équilibrage conforme a' à invention. La présente invention concerne de façon générale les instruments à aiguille indicatrice tels que les instruments électromagnétiques à cadrans, du type galvanomètre ou ampèremètre. Ces instruments comportent un équipage mobile essentiellement constitué, selon le cas, d'un aimant ou d'un bobinage tournant, et d'une aiguille indicatrice destinée à repérer, sur un cadran, l'angle de rotation de l'aimant ou du bobinage pour une mesure donnée. De façon traditionnelle, l'équipage mobile comprend en outre au moins une pièce dite "raquette" qui, notamment, sert de support à l'aiguille indicatrice et qui comporte trois bras recevant chacun un contrepoids, la raquette ainsi équipée servant à compenser le couple exercé par le poids de l'aiguille par rapport à l'axe de rotation de l'ensemble. Une telle raquette 1, dotée de trois bras d'équilibrage 2, 3, et 4 est représentée sur la figure 1. Cette raquette est destinée à effectuer des rotations autour d'un axe perpendiculaire au plan de la figure et repéré par sa trace ponctuelle 5 dans ce plan. La raquette représentée comprend une languette 6 sur laquelle vient s'enficher une aiguille indicatrice de section creuse. Généralement, il existe une autre raquette solidaire en rotation de la raquette représentée et de l'aiguille, et qui comporte également au moins un bras d'équilibrage tel que 3. Selon l'invention, chacun des bras d'équilibrage de la raquette présente plusieurs dents 7, 7a, 7b régulièrement espacées les unes des autres, et ayant sensiblement la forme de triangles isocèles à sommet arrondi. Par exemple, la raquette est découpée dans une feuille métallique et les dents sont obtenues d'origine, par le profil de découpage. Le contrepoids associé à chaque bras est constitué par un ressort hélicoïdal ou "boudinette" 8 aui se visse sur le bras en prenant appui sur les dents. Cette boudinette, vue à l'état de repos sur la figure 2A, est réalisée dans un matériau élastique et amagnétique, tel qu'un bronze phosphoreux. Elle présente un pas sensiblement constant P, et sa longueur totale L est supérieure à la distance D entre deux dents consécutives 7a, 7b (figure 3) du bras d'équilibrage, et même, de préférence, au double de cette distance. Par ailleurs, il est nécessaire que deux spires voisines puissent être écartées par les dents du bras sans que leur mouvement longitudinal ne soit transmis aux autres spires par contact tout au long de la boudinette; à cette fin, il est possible de prévoir que les spires de la boudinette au repos ne soient pas jointives et/ou que la distance D entre deux dents consécutives soit supérieure au pas P, ou à un multiple du pas P, de la boudinette. Dans ce dernier cas, la boudinette vissée sur le bras (fig. 3) a une longueur supérieure à celle qu'elle a au repos (fig. 2A). La boudinette comporte des éléments terminaux antérieur 9 et postérieur 10, qui vers leur extrémité libre 9a, 10a, s'éloignent (figure 2B) de l'axe 11 de cette boudinette hélicoidale 8. Ces éléments terminaux sont par exemple formés par deux segments rectilignes. L; longueur de ces éléments terr.inaux1 ou plus exactement la distance de leur extrémité libre à l'axe de la boudinette, doit être déterminée en fonction de la hauteur des dents de manière que celles-ci ne constituent pas un obstacle au vissage de la boudinette. L'examen de la figure 3 permettra de comprendre cette relation : lorsque la boudinette est vissée sur le bras, le point A de l'élément terminal antérieur 9 rentre en contact avec le point A' du bord antérieur incliné A' B' de la dent figurant à gauche sur le dessin. Le-bord antérieur A' B' est incliné vers le bras c'est-à-dire vers le bas sur le dessin), et vers l'avant (c'est-à-dire vers la gauche) ; A' est plus éloigné de l'axe ll que B' et moins avancé que lui. Puis au vissage, le point de contact entre la dent et la boudinette se déplace vers l'avant (c'est-à-dire vers la gauche), et vers l'axe 11 de la boudinette, évoluant des points A' et A vers les points B' et B. La boudinette subit pendant ce temps une légère tension. Si l'élément terminal antérieur 9 avait été moins long ou moins divergeant, son extrémité libre aurait pu toucher la dent en A" au lieu de A', provoquant un blocage du vissage ou un vissage irrégulier. La distance entre l'extrémité libre de l'élément terminal 9 ou 10 et l'axe 11 est donc à déterminer en fonction de la hauteur des dents 7. Cette hauteur peut être de l'ordre de grandeur du diamètre ou du rayon du fil constituant la boudinette. Si l'on appelle OL l'angle au centre en radians, rapporté à l'axe 11 (figure 2B) , de la longueur de l'élément terminal 9 entre les points A et B, 1 o la largeur d'une dent et P le pas de la boudinette, il est avantageux de respecter la relation 1 p. oC o) - En plus de l'allongement total de la boudinette vissée, on obtient ainsi, d'une part un écartement, par les bords antérieur A' B' et postérieur C' D' de chaque dent, des deux spires de la boudinette qui, telles que 8a, 8b, sont situées de part et d'autre de cette dent et qui, en conséquence, exercent une pression sur ces bords, et d'autre part, une friction de la boudinette sur le bord 4a du bras qui est opposé à celui qui porte la dent écartant les deux spires. I1 en résulte globalement un couple de frottement au vissage de la boudinette, suffisamment élevé pour éviter le dévissage spontané de celle-ci. L'élément terminal postérieur 10 de la boudinette a, pour le dévissage volontaire de celle-ci, le même rôle que l'élément terminal antérieur 9 pour le vissage; il fournit en outre une prise sure pour l'outil de vissage. Si les éléments terminaux sont semblables et si les dents sont de forme triangulaire isocèle, les couples de vissage et de dévissage sont semblables. Par ailleurs, si la boudinette est vissée sur un nombre de dents sensiblement constant, le couple de vissage sera également sensiblement constant. REVENDICATIONS 1 - Equipage mobile d'instrument électromagnétique, comprenant une raquette mobile (1) dotée d'au moins un bras d'équilibrage (2, 3, 4) et destinée à être montée rotative autour d'un axe (5) , solidairement à une aiguille indicatrice, et une boudinette (8) réalisée dans un matériau élastique, engagée sur le bras et susceptible d'être déplacée le long de ce dernier par rapport à l'axe, pour au moins contribuer à compenser le poids de l'aiguille, les spires de la boudinette se vissant sur au moins un relief (7) du bras, caractérisé en ce que le bras d'équilibrage présente, de fabrication, plusieurs reliefs prenant la forme de dents rigides(7, 7a, 7b), et en ce que l'une au moins des deux spires voisines (8a, 8b) de la boudinette qui sont situées de part et d'autre d'une dent du bras sur lequel la boudinette est vissée est élastiquement écartée de sa position de repos par cette dent de manière à faire apparaître, par le frottement qui en résulte, un couple résistant pour le vissage de la boudinette sur le bras. 2 - Equipage mobile suivant la revendication l, caractérisé en ce que le bord (A'B'), antérieur par rapport au sens de progression de la boudinette vissée sur le bras, de l'une au moins des dents, est incliné vers le bras dans cette direction, et en ce que l'extrémité antérieure de la boudinette, par rapport au sens de progression de celle-ci lorsqu'elle est vissée sur le bras, comprend un élément terminal (9) qui, vers son extrémité libre (9a), s'éloigne de l'axe de l'hélice que constitue la boudinette, de sorte qu'au vissage de la boudinette, celle-ci soit en contact, par son élément terminal antérieur, avec le bord antérieur de la dent, d'abord en un point de contact (A') relativement éloigné de l'axe de l'hélice et relativement peu avancé dans le sens de progression de la boudinette, puis en un point de contact (B') de plus en plus proche de l'axe de l'hélice et de plus en plus avancé dans le sens de progression de la boudinette. 3 - Equipage mobile suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le bras d'équilibrage est de forme plate et en ce que les dents (7) sont constituées par le profil de découpage d'au moins un bord du bras. 4 - Equipage mobile suivant la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que les dents (7) ont une forme sensiblement triangulaire isocèle. 5 - Equipage mobile suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les deux spires voisines (8a, 8b)de la boudinette, qui sont situées de part et d'autre d'une dent, sont élastiquement écartées l'une de l'autre par la dent, de sorte que chacune de ces deux spires exerce une pression sur le bord correspondant, antérieur ou postérieur, de cette dent et qu'un frottement apparaît entre la boudinette et le bord du bras (4a) qui est opposé à cette dent. 6 - Equipage mobile suivant la revendication 1 ou 5, dans lequel la boudinette est un ressort hélicoïdal de pas constant, caractérisé en ce que la distance (D) entre deux dents du bras est légèrement supérieure au pas (P), ou à un multiple du pas (P), de la boudinette, de sorte que la boudinette vissée sur le bras a une longueur supérieure à celle qu'elle a au repos. 7 - Equipage mobile suivant la revendication 1 ou 5, caractérisé en ce que l'intervalle entre deux dents consécutives du bras est au plus égal à la moitié de la longueur de la boud inette. 8 - Equipage mobile suivant la revendication 5, caractérisé en ce que les dents ont une forme sensiblement triangulaire isocèle et en ce que la boudinette comporte un élément terminal postérieur semblable à l'élément terminal antérieur. 9 - Equipage mobile suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boudinette est réalisée dans un matériau amagnétique. 10- Equipage mobile suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boudinette est un ressort en bronze phosphoreux.