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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2518845A1
Family ID 17185140
Probable Assignee Gebrueder Junghans Gmbh 7230 Schramberg De
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title MOTEUR PAS-A-PAS POUR PENDULES
EN Title STEP MOTOR FOR LARGE QUARTZ-CONTROLLED CLOCKS - HAS U=SHAPED
STATOR SHEET WITH ONE BRANCH HAVING STATOR COIL AND POLE PIECES OF
DIFFERING LENGTH
Abstract
_________________________________________________________________
UN MOTEUR PAS-A-PAS 2 POUR PENDULES COMPRENANT UNE TOLE DE STATOR 4 DE
FORME EN U ET DONT LA LONGUEUR DES BRANCHES EST IMPORTANTE PAR
COMPARAISON A LA LONGUEUR 12 DE SA PIECE TRANSVERSALE OU JOUG 13, UNE
BOBINE DE STATOR ENFONCEE SUR UNE BRANCHE ET UN ROTOR 6 A PROXIMITE
D'UN EVIDEMENT 22 DE FORME SEMI-CIRCULAIRE CONSTITUANT UNE PIECE
POLAIRE ET FORME DANS LA TOLE DU STATOR 4, CET EVIDEMENT S'OUVRANT EN
DIRECTION DE L'AXE 23 DU STATOR PASSANT PARALLELEMENT AUX BRANCHES 14,
15 EN LIGNE DROITE DU STATOR, SE CARACTERISE EN CE QU'IL EST PREVU UNE
TOLE DE STATOR 4 EN UNE SEULE COUCHE ET A BRANCHES 14, 15 DE LONGUEURS
INEGALES, SEULE LA BRANCHE 14 LA PLUS LONGUE COMPRENANT L'EVIDEMENT 22
POUR PIECE POLAIRE, DONT LE CENTRE 27 DE L'ARC DE CERCLE FORME PAR CET
EVIDEMENT EST DECALE PAR RAPPORT A L'AXE 23 DU STATOR EN DIRECTION DE
CETTE BRANCHE LA PLUS LONGUE 14, L'AXE DE ROTATION 1 DU ROTOR 6 ETANT
ALORS DISPOSE SUR UNE LIGNE 28 PARALLELE A L'AXE 23 DU STATOR ET
PASSANT PAR CE CENTRE 27 MAIS ETANT DECALE PAR RAPPORT AU CENTRE 27 DU
CERCLE.
The motor has a stator sheet in the form of 'U' whose branches are
longer than the transversal piece of yoke. The stator coil is driven
onto one branch (14) of the stator sheet which is longer than the
other branch. Also in that branch, next to the coil, is a
semi-circular hollow which constitutes a pole piece. The hollow
portion opens in the direction of the stator axis which passes
parallel to the branches in a straight line. The centre of the arc of
the circle formed by the hollow portion is offset w.r.t. the stator
axis in the direction of the longer branch. The axis of rotation (1)
of a rotor lies along a line parallel to the stator axis and passes
through the centre of the circle but is offset w.r.t. this centre. The
length of the intermediate space between the stator branches and
transverse to its axis is not at any point less than the thickness of
the neighbouring coil. The shorter stator branch ends at approximately
the same point as the external extremity of the polar piece.
Description
_________________________________________________________________
Moteur pas 9 pas pour pendules.
L'invention concerne un moteur pas a pas pour pendules comprenant une
tole de stator de forme en U et dont la longueur des branches est
importante par comparaison a la longueur de sa piece transversale ou
joug, une bobine de stator enfoncee sur une tranche et un rotor a
proximite d'un evidement de forme semi-circulaire constituant une
piece polaire et forme dans la tole du stator, cet evidement
s-'ouvrant en direction de l'axe du stator passant parallelement aux
branches en ligne droite du stator. Ce moteur pas a pas peut servir en
particulier de convertisseur electromecanique pour mouvements de
grandes pendules a circuit d'entrainement electronique, de preference
stabilise par quartz, pour indiquer l'heure.
On connait un moteur pas a pas de ce type par le document
DE-AS 25 30 410. L'inconvenient de ce moteur est que deux toles de
stator de profil different assurent par leur collaboration dans la
zone des pieces polaires en premier lieu le fonctionnement du moteur
pas a pas et en particulier en ce qui concerne le sens dans lequel il
doit tourner. Du fait des tolerances dues a la production en masse, on
peut obtenir des moteurs presentant des caracteristiques tres
differentes. A ceci s'ajoute qu'il faut fortement deformer les toles
du stator constituees respectivement en une seule piece et en forme de
U allonge pour pouvoir ecarter suffisamment les extremites des
branches dans la zone-des pieces polaires pour que l'une des branches
puisse etre introduite dans l'ouverture de passage du corps de la
bobine de stator.Du fait de la forte deformation mecanique il en
resulte, pour des toles de stator rendues optimales lors de leur
fabrication, une deterioration impossible a determiner a l'avance des
proprietes magnetiques du stator. En outre, la geometrie du stator,
dans la zone des pieces polaires, subit obligatoirement une
modification que l'on ne peut maitriser par rapport a la geometrie
predeterminee par le decoupage a la matrice, et donc optimale, avant
cette deformation mecanique, ce qui la encore degrade les proprietes
magnetiques du moteur pas a pas et de ce fait son-rendement
electromagnetique, d'une facon qui ne permet pas la
reproductibilite.Pour un produit mecanique fln produit en masse, de
grande valeur et sensible de ce type tel qu'un moteur pas a pas de
pendule, il faut cependant chercher a faire en sorte que les donnees
theoriques ou determinees par l'experience ne soient pas modifiees par
les manipulations au cours du montage, de facon a obtenir des produits
terminaux fabriques en grandes series et dont les parametres de
fonctionnement presentent des tolerances aussi etroites que
possible.En outre,un inconvenient du moteur pas a pas dea connu est
que la bobine ne peut etre enfoncee que sur l'une des deux branches de
la tole du stator, alors que la geometrie de la piece polaire de
l'autre branche presente localement des dimensions plus importantes,
transversalement a sa direction longitudinale, que la zone de la
branche-qui est utilisee comme support pour le corps de la bobine du
stator.
Pour des moteurs pas a pas de pendule connus, on sait en outre comment
constituer la tole de stator en plusieurs parties, et relier ces
parties-les unes aux autres apres mise en place du corps de la bobine
munie de son enroulement. Mais ceci conduit a des etapes de travail
additionnelles au cours de la fabrication et donc a des augmentation
de prix importantes.En outre, 1 'inconvenient est que l'on constate
une resistance magnetique plus importante aux emplacements des
liaisons, ce qui degrade de facon sensible le rendement
electromagnetique du moteur pas pas. En outre, il faut prevoir alors
des mesures de reglage particulieres, grace aux connaissances obtenues
de la fabrication ou sous forme d'auxiliaires de positionnement, pour
la fixation du moteur pas a pas dans le mouvement d'horloge pour
assurer la geometrie determinee et rendue optimale par la construction
de l'entrefer entre les pieces polaires lors de l'assemblage des
parties en tole du stator ou le montage du stator, quand il n'est pas
prevu de liaison constructive entre les pieces polaires.Mais pour des
raisons provenant du mecanisme du circuit magnetique, cette liaison ne
peut etre envisagee qu'avec un materiau d'epaisseur tres faible, ce
qui entraine a nouveau un danger de deformation lors de la
manipulation obligee de ces pieces de stator pendant la fabrication.
Par contre l'invention a pour objet de constituer un moteur pas a pas
du type mentionne dans le preambule de maniere que, grace a une
fabrication peu compliquee et tout en conservant les exigences elevees
concernant le maintien d'une geometrie determinee et de ce fait des
donnees electro magnetiqueset avec une consommation reduite de
materiau, il soit peu couteux a fabriquer et presente un rendement
eleve en tant que convertisseur electromecanique.Selon l'invention, ce
problemeest resolu essentiellement du fait que le moteur pas a pas
selon le preambule se caracterise en ce qu'il est prevu une tale de
stator en une seule couche et a branches de longueurs inegales, seule
la branche la plus longue comprenant ltevidement pour piece polaire,
dont le centre de l'arc de cercle forme par cet evidement est decale
par rapport a l'axe du stator en direction de cette branche la plus
longue, l'axe de rotation du rotor etant alors dispose sur une ligne
parallele a l'axe du stator et passant par ce centre mais etant decale
par rapport au centre du cercle.
Cette solution se caracterise par une forme geometrique simple
concernant la configuration de la tole de stator et permet de ce fait
- sans connaissances particulieres et couteuses sur la fabrication -
de controler facilement en cours de fabrication le maintien des
parametres geometriques determines par la construction, et surtout-
dans la zone des pieces polaires. I1 est inutile de prevoir des
saillies constituees de facon definie et geometriquement compliquees
dans la zone des pieces polaires, et il est possible de respecter, par
un simple decalage defini dans un evidement de piece polaire constitue
dans l'une des branches, les criteres de demarrage et de moment de
rotation du rotor du moteur pas a pas. I1 est inutile d'avoir recours
a des deformations quelconques de la tole d'un stator en une seule
piece et en une seule couche decoupee a la matrice une fois pour
toutes selon sa geometrie definitive car des saillies prevues dans la
zone des pieces polaires et penetrant dans l'espace inter mediaire
entre les branches de la tole du stator ne sont en aucune maniere
necessaires, ce qui fait qu'il est possible d'inserer le corps de la
bobine du stator munie de son enroulement directement sur l'une des
branches, ce qui rend le stator complet.
Un avantage additionnel particulier concernant le prix consiste, dans
le moteur pas a pas selon l'invention, du fait que les branches et la
piece transversale en tole du stator peuvent etre dimensionnees sans
probleme, puisqu'il n'existe pas de saillies, et de facon que deux
toles de stator respec-tivement en sens contraire et s'etendant pour
fonner un rectangle allonge, puissent etre emboitees l'une dans
l'autre.
Lors de la fabrication - et l'exception du materiau des trous de
positionnement et de la section circulaire de-l'evi- dement des pieces
polaires - il n'y a aucun dechet provenant de la decoupe a la matrice
de telles paires disposees cote a cote a partir d'un materiau de
depart en bande ou en plaque.
Selon l'invention, la bobine du stator est enfoncee sur la branche la
plus longue et la largeur de l'espace intermediaire entre les
branches, transversalement a l'axe du stator, n'est nulle part plus
faiole que l'epaisseur de la bobine voisine.
En ce qui concerne la branche la plus courte, elle se termine
approximativement face a l'extremite externe de la piece polaire de la
branche la plus longue, qui est la plus eloignee de la traverse. Cette
branche la plus courte est plus courte que la branche la plus longue
d'une distance correspondant approximativement a la largeur de la
traverse, mesuree en direction de l'axe du stator.
Quant a la largeur des branches, elle est legerement plus faible que
la largeur interne de l'espace intermediaire constitueentre les
branches, mesuree transversalement a l'axe du stator.
D'autres caracteristiyues et avantages de l'invention apparaitront a
la lecture de la description qui suit d'un exemple de realisation
prefere et a j'aide d'un dessin limite a l'essentiel mais qui est a
l'echelle et agrandi plusieurs fois. L'unique figure du dessin
represente la section de tole du stator a l'interieur de laquelle est
monte le rotor du moteur pas a pas, et montre l'emboitement des
sections de tole en vue d'un estampage de paires de toles de stator
permettant d'economiser du materiau.
Le moteur pas a pas 2 de pendule qui est represente sur le dessin en
direction de l'axe de rotation 1 de son rotor (et agrandi environ sept
fois-) est prevu dans l'exemple represente pour une grande pendule
c'est-a-dire pour le mouvement d'une pendule de table, d'une horloye
ou d'une pendule murale). Le moteur pas a pas 2 est constitue par un
stator 3 forme par une tole de stator 4, une bobine de stator 16 ainsi
qu'un rotor 6. Le rotor 6 est monte sur un support 7 (d'une facon qui
n'est pas indiquee en detail sur le dessin), et il peut s'agir alors
de la platinum d'un mouvement d greater than horlo- ge ou d'une partie
du boitier du mouvement.Un tenon de positionnement 8 fixe au support 7
penetre dans un trou de positionnement 9; une tige de support 10
montee sur le support 7 penetre dans un trou allonge 11 prevu dans la
tole de stator 4 dans une zone eloignee du trou de positionnement 9,
de maniere a pouvoir la regler avec precision par rapport a l'axe de
rotation 1 du rotor. Le trou allonge il peut (comme represente sur le
dessin) etre en forme d'arc de cercle dont le centre est le tenon de
positionnement 9, de maniere a pouvoir faire pivoter le stator 3 en
vue d'un ajustage fin vis-a-vis de l'axe de rotation 1 du rotor; en
regle generale cependant, le positionnement du tenon 8 et de la tige
10 peut etre realise avec precision sur le support commun et de forme
stable 7 de maniere qu'un ajustage fin de ce type ne soit plus
necessaire.
Le rotor 6 (qui n'est pas represente sur le dessin) est constitue de
facon habituelle par un corps en ferrite en forme de disque ou de
cylindre creux et plat, qui est magnetise par un dipole diametral,
transversalement a l'axe de rotation 1 du rotor.
La tole de stator 4 est profilee en U et elle comprend deux branches
14, 15 qui sont relativement lonyues par rapport a la longueur 12 de
son joug ou traverse 13. Ceci procure l'avantage d'un bon rendement
magnetique du fait que la direction des branches 14, 15, lors de
la-decoupe a la matrice a partir d'un materiau de depart en plaque ou
en bande, peut etre assuree en direction en fonction de la direction
magnetique preferentielle donnee par l'orientation du noyau. tuais
avant tout, il est possible (pour un nombre de spires predetermine) de
realiser une bobine de stator aliongee que l'on enfonce sur l'une des
branches en ligne droite 14, 15 avec un diametre de l'enroulement plus
faible lorsqu'il s'agit de bobines de courte longueur axiale, le
rendement electromagnetique etant par ailleurs avantageux du fait que
toutes les spires du fil de la bobine sont etroitement appliquees
contre le noyau de la bobine - a savoir la tole de stator 4 - et
contribuent-ainsi toutes d'une maniere approximativement aussi forte a
-la puissance du champ magnetique qui est induit. par la bobine de
stator 16 montee dans la tole de stator 4 et parcourue par le courant.
La bobine defstator 16 est habituellement enroulee sur un corps de
bobine 17 sur les joues 18 duquel sont fixees des fiches 19 de
raccordement pour le fil de la bobine.Ces fiches permettent le
raccorde- ment electrique a un circuit de commande de moteur pas a pas
de determination du temps en fixant simultanement la bobine 16 du
stator sur sa base, par exemple une plaque a circuit imprime formant
le support 7.
L'espace intermediaire interieur 20 entre les branches 14, 15 est
occupe essentiellement par la bobine de stator 16 qui fait saillie
dans cette zone. A lavant de l'extremite frontale 21 de la bobine de
stator 16 ou de son corps de bobine 17 qui est eloigne de la traverse
13 est prevu un espace intermediaire 20 entre les branches, destine au
rotor 6. Il s'enfonce par une partie due sa peripherie dont la forme
est circulaire en section transversale dans un evidement 22 de forme
en section de cercle et dont le bord constitue une piece polaire, qui
est decoupe dans une branche 14 en s'ouvrant en direction de l'axe 23
du stator et qui est plus longue que l'autre branche opposee 15 de la
tole de stator 4 en une seule couche.L'extremite libre 24 de la
branche la plus courte 15 est situee approximativement face a
l'extremite 26 de la piece polaire situee a l'oppose de la traverse
13, c1est-a-direa l'extremite 25 de la branche la plus longue 14, et
elle est de preference un peu raccourcie dans le sens de l'axe 23 du
stator en direction de l'axe de rotation 1 du rotor. On est ainsi
assure que le flux magnetique passant par la tole de stator 4 se ferme
par le rotor 6, et non en passant autour du rotor 6 et directement par
les extremites 24-25 des branches, ou ne doit apparaitre aucun moment
de rotation magnetique du rotor. Il n'y a pas d'evidement 22 de piece
polaire constitue sur la branche la plus courte 15.
Le centre de l'evidement 22 de piece polaire, en forme d'arc de
cercle, n'est pas situe sur l'axe 23 de l'espace intermediaire du
stator, mais est dEcale par rapport a la branche la plus longue 14, en
direction de l'evidement 22j mais cependant touJours a l'interieur de
l'espace intermediaire 20 entre les branches 14, 15. De ce fait, le
rotor 6 peut penetrer dans l'evidement 22 de pidse polaire sur
approximativement la moitie de sa peripherie. Le centre du rotoret de
ce fait l'axe de rotation 1 du rotor sont alors situes sur une ligne
imaginaire 28 qui est parallele a l'axe 23 du stator et passe par le
centre 27 de l'evidement, mais en etant decales par rapport a ce
centre 27.La direction du decalage (vers l'extremite libre 25 de la
branche ou vers la traverse 13) termine le sens du demarrage du rotor
6. En outre, ce decalage de l'axe de rotation 1 du rotor par rapport a
l'axe 23 du stator et au centre 27 de la piece polaire determine un
moment de rotation de demarrage favorable; car celui-ci est
approximativement proportionnel a l'angle de rotation pour lequel le
rotor est stationnaire et indique en "x" sur le dessin. Cet angle est
determine par la position angulaire en rotation du dipole magnetique
n-s du rotor lorsque la bobine 16 du stator n'est pas traversee par le
courant (indice 1) et la position du dipole lorsque la bobine de
stator 16 est traversee par un courant continu (indice 2).
Alors que lorsque le stator 3 n'est pas excite, le dipole n1 du du
rotor se dispose du fait de la geometrie du rotor et du stator en
fonction de la largeur du plus petit entrefer effectif, lorsque la
bobine de stator 16 est par contre traversee par un courant continu,
le champ magnetique du champ S2-N2 des poles du stator qui est pivote
dans le sens du demarrage du rotor et devient dominant dans la mesure
ou les lignes du champ magnetique sortent de l'evidement 22 de la
piece polaire et passent par le rotor 6 vers la branche de stator 15
situee en face.Le decalage du rotor 6 par rapport a l'axe 23 du stator
et plus en avant dans l'evidement 22 de la piece polaire termine une
importante composante normale du vecteur de la tanyente pour les
lignes de champ magnetique sortant de la branche de stator 14 et par
rapport a la direction du dipole n2-s2 du rotor, ce qui est avantageux
pour obtenir un moment de rotation eleve du moteur apres le demarrage
du rotor.
La bobine de stator 16 peut egalement etre enfoncee sur la plus petite
branche 15 qui n'est-pas equipee d'un evidement de piece polaire. Le
rendement electromagnetique du moteur pas a-pas est cependant.plus
favorable quand la bobine de stator 16, comme indique sur le dessin,
est enfoncee sur la branche la plus longue 14 equipee de l'evidement
22 de piece polaire, car dans ce cas, lorsque les lignes de champ
sortent de la tole de stator 4 pour entrer dans le rotor 6, les pertes
magnetiques par dispersion sont plus faibles.
I1 n'y a nulle part de saillie s'etendant transversalement a l'axe 23
du stator sur les branches 14/15 du stator; la largeur interne de
l'espace in-term-ediaire20 situe entre les branches du stator est
partout au moins legerement plus importante que celle de la zone
voisine de l'epaisseur 29 de la bobine de stator 16 ou de la joue 18
du corps de la bobine.
Ceci permet d'assembler le stator 3 en enfoncant simplement le corps
de la bobine 17 qui a ete prealablement bobine sur une branche 14 de
la tole du stator - et de preference sur celle qui est la plus longue,
on elimine ainsi pour l'assemblage du stator tous les elements qui
seraient usines sur le stator, ce qui assure une geometrie
predeterminee optimale et des proprietes magnetiques qui ne sont pas
degrades par des deformations mecaniques ou des-travaux de montage
interessant des pieces diverses a assembler qui seraient necessaires
apres le decoupage a la matrice.
Le trou de positionnement 9 prevu dans la branche 14 du stator est de
preference disposee a l'avant de l'evidement 22 de la piece polaire en
direction de l'extremite libre 25 de la branche, ce qui fait qu'aucune
influence tendant a deformer le champ n'est pratiquement exercee sur
le circuit magnetique. Cette extremite libre 25 de 1a branche de
stator la plus longue est avantageusement en saillie, parallelement a
l'axe 23 du stator, au-dela de l'extremite 25 de la branche 15 la plus
courte, et sur une distance 30 qui correspond a la largeur de la
traverse, perpendiculairement a la longueur 12 de cette traverse,
c"est-a-dire dans la direction de l'axe 23 du stator.En outre, il est
avantageux que ia largeur des branches 14, 15 mesuree transversalement
par rapport a l'axe 23 du stator soit egale ou legerement inferieure a
celle de l'espace intermediaire 20 entre les branches qui est mesuree
dans la meme direction. De ce fait, il est possible, comme indique en
trait-mixte sur le dessin, de disposer respectivement deux tales de
stator 4 opposees et s r emboftant l'une dans l'autre de maniere a
obtenir un rectangle allonge, cequi fait yue, - en dehors des
evidements prevus pour le trou de positionnement 9, le trou allonge 11
et l'evidement 22 de la piece polaire dans chaque tole de stator 14 -
seuls sub- - sistent entre les deux toles de stator 4 imbriquees les
espaces intermediaires de decoupe prevus pour l'estampage a partir
d'une feuille de tole ou d'une bande de tole du materiau de depart du
stator, aucune autre coupe n'etant necessaire.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Moteur pas a pas (2) pour pendule comprenant une tole de stator (4)
de forme en U et dont la longueur des branches est importante par
comparaison a la longueur (12) de sa piece transversale ou joug (13),
une bobine de stator enfoncee sur une branche et un rotor (6) a
proximite d'un evidement (22) de forme semi-circulaire constituant une
piece polaire et forme dans la tole du stator (4), cet evidement
s'ouvrant en direction de l'axe (23) du stator passant parallelement
aux branches (14, 15-) en ligne droite du stator, caracterise en ce
qu'il est prevu une tale de stator (4) en une seule couche et a
branches (14, 15) de longueurs inegales, seule la branche (14) la plus
longue comprenant l'evidement (22)pour piece polaire, dont le centre
(27) de l'arc de cercle forme par cet evidement est decale par rapport
a l'axe (23) du stator en direction de cette branche la plus longue
(14), l'axe de rotation (1) du rotor (6) etant alors dispose sur une
ligne (28) parallele l'axe (23) dru stator et passant par ce centre
(27) mais etant decale par rapport au centre (27) du cercle.
2. Moteur pas a pas pour pendule selon la revendication 1,
caracterise-en ce que la bobine de stator (16) est enfonce cee sur la
brancne la plus longue (14), et en ce que la largeur de l'espace
intermediaire (20) entre les branches (14, 15) et transversalement
al'axe (23) du stator n'est en aucun endroit plus faible que
l'epaisseur (29) de la bobine 'voisine.
3. Moteur pas a pas pour pendule selon la revendication 1 ou 2,
caracterise en ce que la branche la plus courte (15) se termine
approximativement face a l'extremite externe (26) de la piece polaire
de la branche la plus longue (14) qui est la plus eloignee de la
traverse (13).
4. Moteur pas a pas pour pendule selon l1une des revendications
precedentes, caracterise en ce que la branche la plus courte (15) est
plus courte que la branche la plus longue 4 d'une distance (30)
correspondant approximativement a la largeur de la traverse (13),
mesuree en direction de l'axe (23) du stator.
5. Moteur pas a pas pour pendule selon l'une des revendications
precedentes, caracterise en ce que la largeur des branches (14, 15)
est legerement plus faible que la largeur interne de l'espace
intermediaire (20) entre les branches, mesuree transversalement a
l'axe (23) du stator.
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in order.
12. Other tools include a "Preview" option [ [preview.png] ] and the
ability to mark the relative locations of highlighted items by
using the "Marker" option [ [marker.png] ].
Try these out to best understand how they work, and to discover if
they are of use to you.
13. Items selected from the menu on the left will be highlighted in
the main publication section (here in the middle of the screen).
Click them for further information and insights (including
chemical structure diagrams where available).
14. Please experiment with TextMine - you cannot make any permanent
changes or break anything and once your session is closed (you've
log out) all your activity is destroyed.
Please contact Minesoft Customer Support if you have any questions
or queries at: support@minesoft.com
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