Compteur <B>de</B> temps La présente invention a pour objet un compteur de temps avec dispositif de départ et d'arrêt du mouvement.
On connaît déjà des compteurs de temps comportant un dispositif d'arrêt du balancier constitué par une came en forme de c#ur montée sur l'axe du balancier et ac tionnée par un levier soumis à l'action d'un ressort ; l'en semble c#ur et levier est disposé de telle façon, par rap port au balancier et au spiral, que dans la position d'ar rêt du balancier le spiral soit armé, afin que, au moment du dégagement, le balancier puisse se remettre de lui- même en marche. Dans certains dispositifs de ce genre, le ressort est accessible de l'extérieur du boîtier et agit directement sur le cour.
D'autres dispositifs d'arrêt et de départ automatique du balancier comportent un ressort agissant directement sur la serge du balancier. Dans tous ces dispositifs, et notamment dans les dispositifs compor tant un ressort agissant sur une came en c#ur fixée sur l'axe du balancier, la position dans laquelle le balancier s'arrête est loin d'être constante car la coopération du ressort ou du levier à ressort avec la came en c#ur pré sente un jeu relativement important et les opérations d'arrêtage et de démarrage du mouvement exigent un laps de temps relativement long,
de sorte que l'instant de ces opérations ne peut être saisi avec toute la préci sion nécessaire lorsque le temps à mesurer est de .l'ordre de quelques secondes seulement. Si, pour rattraper le jeu on augmente la force du ressort, l'axe :du balancier est soumis à chaque opération à des efforts radiaux relative ment considérables qui sont susceptibles dc le fausser; notamment dans les compteurs de temps de petites di mensions.
La présente invention vise à perfectionner les comp teurs de temps à balancier avec dispositif d'arrêtage à came en c#ur de telle façon que lorsque le temps à mesurer n'est qu'une fraction du temps correspondant à une oscillation du balancier, cette fraction soit toujours comptée comme une oscillation entière lorsqu'elle dépasse la moitié du temps correspondant à l'oscillation et qu'elle soit toujours<I>négligée</I> lorsqu'elle est plus courte qu'une demi-oscillation.
Pour atteindre ce but, le dispositif d'arrêt et de départ à came en c#ur doit rem=plir les conditions suivantes I) Le balancier doit être stoppé dans une position angulaire suffisamment éloignée du centre de son oscil lation et être remis en marche sans qu'il soit doté d''u.ne vitesse initiale quelconque.
11) L'arrêt et le démarrage doivent être exécutés avec précision dans un 'laps de temps extrêmement bref et l'instant de ces opérations doit être saisi avec le maxi mum de sensibilité par l'opérateur, à défaut de quoi il devient très difficile de faire coïncider exactement ces opérations avec le phénomène à mesurer.
111) L'axe du balancier doit être suffisamment pro tégé contre toute pression radiale excessive, car dans ces dispositifs à c#ur axial, les opérations d'arrêt et de démarrage du balancier nécessitent une pression radiale relativement plus forte que dans les dispositifs où la pression d'arrêt s'exerce sur la serge du balancier.
Si les dispositifs connus remplissent, bien qu'impar faitement, la condition 1, ils ne remplissent pas du tout les conditiops II et III qui sont aussi indispensables que la première pour obtenir le résultat visé par l'invention.
La présente invention a donc pour objet un comp teur de temps comprenant un dispositif d'arrêt destiné à agir sur une came en forme de c#ur solidaire de l'axe du balancier pour arrêter ce dernier dans une position angu laire d'écalée par rapport à sa position d'équilibre, ca ractérisé en ce que ce dispositif comprend un rochet actionné par un poussoir, une roue à colonnes solidaire du rochet, un premier levier portant une dent destinée à s'engager entre deux colonnes adjacentes de ladite roue à colonnes ou d'être mise en contact avec la face frontale d'une colonne,
ce levier étant soumis à l'action d'un ressort tendant à le faire tourner, un second levier muni d'une saillie latérale soumise à l'action d'un second ressort tendant à amener ce second levier en contact avec ledit premier levier. une surface frontale de ce second levier étant apte, sous l'action dudit ressort, à agir sur ladite came en forme de cour.
Avec le compteur suivant la présente invention, lors qu'on déclenche simultanément deux ou plusieurs comp teurs, leurs balanciers oscillent dans la même phase ou dans une phase décalée de 180 , et les aiguilles indicatri ces avancent simultanément. Lorsqu'on arrête ces comp teurs simultanément, ils indiquent toits la même valeur, et leurs valeurs donnent le temps exact qui compte les fractions de 0.5 et au-dessus comme nombres entiers et néglige les fractions inférieures à une oscillation.
On obtient ainsi une valeur mesurée sûre au cas où un temps de l'ordre d'une oscillation .entre en ligne de compte, comme c'est le cas dans les courses de vitesse.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple. une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 à 6 sont des diagrammes de mesures de temps effectuées avec des compteurs classiques ; les fig. 7 et 8 sont, respectivement. une vue en plan et une vite en élévation de ladite forme d'exécution. et la fig. 9 représente un détail en perspective. Les montres-compteurs peuvent être sommairement classées dans deux types différents, à savoir celles du type start-stop dans lesquelles le balancier est actionné seulement pendant le temps à mesurer. et celles à em brayage dans lesquelles le balancier oscille constamment mais le mouvement n'est transmis aux aiguilles indicatri ces que pendant le temps à mesurer. Dans les deux cas.
un intervalle de temps t, est nécessaire depuis l'instant où l'on presse sur le poussoir ou le pendant pour mettre en marche le mécanisme de mesure jusqu'à l'instant où les aiguilles démarrent. Si l'on désigne par X le temps réel à mesurer et par T l'intervalle de temps entre deux déplacements de l'aiguille des secondes (temps corres pondant non pas à une oscillation du balancier mais à une alternance), r sera représenté par l'équation r = X-nT dans laquelle n est un nombre entier positif maximum pour établir r>0.
L'erreur e (temps indiqué moins temps réel) due à la phase du balancier s'exprime par les équations suivantes
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Ce rapport :peut être représenté graphiquement comme dans la fig. 1.
Tandis que le mouvement intermittent des aiguilles indicatrices présente l'avantage de permettre d'éliminer les erreurs de lecture, l'erreur e ne peut être évitée.
En fait. ,dans le cas, par exemple, où le temps réel' X est 13,42 secondes, et T = 0,1 seconde : r = 13,42-134 ; < 0,1 = 0,02 ; e = -0,02 si la valeur indiquée est l3,4, et e--- + 0,08 si la valeur indiquée est 13,5. En consé quence la condition
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est acceptable et la condi tion e-
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est inacceptable. La fig. 2 est une représentation graphique dans la quelle la représentation de la fig. 1 est divisée en deux zones correspondant aux conditions définies ci-dessus.
Le temps t, est déterminé par la phase du balancier à l'instant où l'on presse sur le poussoir pour mettre en marche l'opération de mesure. Puisque l'opérateur effec tuant la mesure n'a pas la possibilité de connaître la valeur de ce temps t, à chaque occasion, cette valeur est une quantité de probabilité. En considérant les réparti tions des probabilités, on trouve que la répartition pour une montre-compteur du type à embrayage est de forme rectangulaire dans laquelle t, est constant de zéro à T comme indiqué dans la fig. 3. Par conséquent, la proba bilité pour la condition e est celle qui est repré sentée graphiquement dans
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la fig. 4.
II est évident que le cas considéré ici est un cas dans lequel le mécanisme à embrayage ne présente aucune imperfection ; dans un cas réel, la probabilité serait beaucoup plus faible.
Dans une montre-compteur du type start-stop, la fonc tion de densité de probabilité de t, est donnée par l'équation suivante (2).
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dans laquelle a est l'amplitude de l'oscillation du balan cier dans des conditions normales de fonctionnement, et b est la vitesse à laquelle le balancier est démarré con vertie en unité angulaire par l'équation suivante (3).
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La probabilité pour la condition
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est la suivante
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Cette probabilité est représentée graphiquement dans la fig. 5.
Vu les considérations qui précèdent, il est évident que dans le cas d'une montre-compteur classique, la pro babilité d'atteindre fa condition c'est-à-dire la probabilité que le quotient
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fractionnel de temps soit correctement disposé (en le comme unité s'il est 0,5 ou plus et en le négligeant s'il est moins que 0,5), n'est pas très élevée.
Dans ces conditions, lorsque le même intervalle de temps, te que celui d'une course de compétition, doit mesuré au moyen de plusieurs montres-compteurs, les valeurs indiquées par toutes les montres ne peuvent pas même si montres- compteurs sont réglées avec la plus haute précision et utilisées .par ,des opérateurs très habiles.
Un manque de coïncidence des valeurs mesurées doit plutôt être consi déré comme parfaitement normal dans de telles con ditions, La présente invention se propose d'éliminer totale ment l'erreur décrite ci-dessus en créant. ans une mon tre-compteur du type start-stop des moyens grâce aux quels, à l'instant du stop, le balancier est stoppé dans une position dans laquelle son angle de rotation est décalé d'un certain angle ou d'un plus grand angle par rapport à la position de repos dudit balancier, et, à l'ins tant de la mise en marche. le balancier est relâché sans qu'une vitesse initiale lui soit imprimée.
Le terme un certain angle utilisé désigne un angle qui est suffisant pour que le balancier libère l'échappement de sa position d'arrêt à l'instant de la mise en marche et qui, ensuite. n'exerce aucune influence contraire sur la continuation de l'oscillation.
Grâce aux moyens susmentionnés, l'intervalle de temps t1 nécessaire aux aiguilles pour démarrer est envi ron égal à T/2. et l'on remarquera que 1a condition lement de la fig. 2. Cela revient à dire que si l'on met en
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est constamment valable, comme il résulte éga- marche simultanément deux ou plusieurs montres-comp teurs, leurs balanciers oscilleront avec la même phase. Si. par la suite, ces montres-compteurs sont stoppées en même temps, elles indiqueront toutes la même valeur.
En outre, la valeur ainsi indiquée sera une valeur résul tant de l'utilisation correcte du quotient fractionnel' d'une oscillation (en le prenant pour unité s'il est égal ou supé rieur à 0,5 et en le négligeant s'il est inférieur à 0,5) du temps réel. Ainsi on peut obtenir une valeur mesurée beaucoup plus sûre qu'avec les moyens classiques dans des cas tels que des courses de vitesse dans des sports dans lesquels la mesure d'intervalles de temps de l'ordre de celui correspondant à une oscillation devient problé matique.
Pour rendre constante la phase initiale du balancier à l'instant du démarrage du balancier, il est nécessaire que les moyens de freinage utilisés pour stopper le ba lancier soient capables de maîtriser efficacement l'inertie de l'ensemble du balancier. La présente invention, sous cet aspect du problème, offre des moyens pour stopper le balancier qui, coopérant avec le balancier lui-même, maî trisent efficacement l'inertie du balancier et rendent tou jours constante la phase initiale à l'instant du démar rage du balancier.
En se référant aux fig. 7, 8 et 9, une came en forme de coeur 12 est fixée à l'axe 11 sur lequel est fixé un balancier 13. Une cheville d'entraînement 14 du balancier est fixée audit balancier 13.
Un levier 15 destiné à commander l'arrêt et la mise en marche du balancier est pivoté sur un pivot 9 vissé dans une platine. la surface frontale 10 de son extrémité étant destinée à venir en prise avec la came en forme de coeur 12, tandis qu'une saillie latérale 15a de son extrémité est susceptible d'engager une che ville 14 du balancier. Un ressort 16 est porté par un organe 16a et sa force élastique tend à le faire tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rap port à l'organe 16a, grâce à quoi l'extrémité de ce ressort 16 s'appuie contre un côté de la saillie latérale 15a du levier 15 de façon à communiquer à ce levier 15 une ten dance à tourner dans le sens des aiguilles de la montre autour de son pivot 9.
Un levier de démarrage 17, qui est pivoté sur un pivot l7a, est soumis à l'action élasti que dextrorsum d'un ressort 18 pivoté en 18a sur la pla- tine. De ce fait, l'extrémité de ce levier 17 s'appuie élasti- quement contre l'autre côté de la saillie latérale 15a du levier 15 et maintient ce levier 15 dans la position indi quée en traits pleins.
En même temps, une dent 21 formée à l'extrémité postérieure .du levier 17 vient en prise avec l'une des neuf colonnes 22a d'une roue à colonnes 22 qui est solidaire d'une roue à rochet 20 à 18 dents (fig. 9).
Le mécanisme réalisé dans la forme d'exécution qui vient d'être décrite fonctionne de la manière suivante lorsque, par des moyens connus, la roue à rochet 20 tourne d'un pas (ou d'une dent) dans le sens contraire des aiguilles de la montre. la dent 21 du levier 17 est poussée vers le haut par une colonne 22a de la roue à neuf colonnes 22. Il s'ensuit que le levier de démarrage 17 pivote dans le sens des aiguilles de la montre et vient prendre la :position indiquée en pointillé.
En consé quence, le levier 15 pivote simultanément dans le sens des aiguilles de la montre sous l'action du ressort 16 et vient prendre la position indiquée en pointillé en pres sant donc contre le azur 12 et provoquant l'arrêt du balancier. Dans ce cas, toutefois, du fait de la pression exercée par la surface frontale 10 du levier 15 sur le profil' du c#ur 12. le balancier 13 est toujours obligé de s'arrêter dans une position angulaire de + 180 degrés par rapport à sa position d'équilibre.
Cela revient à dire que lorsque la position du balancier est entre zéro et +- 360 degrés, le balancier s'arrête à environ + 180 de grés, et lorsque la position du balancier est entre zéro et -360 degrés, le balancier s'arrête à environ -180 de grés. Cependant, lorsque le balancier pénètre dans l'angle de retenue de l'ancre, le balancier s'arrête dans une posi tion d'environ 180 degrés dans la direction du mouve ment du balancier à cet instant.
Cependant, étant donné que le balancier oscille avec une inertie considérable contre le mouvement de freinage du levier 15, il! y a toujours une possibilité de glissement entre ces deux organes, le coeur avançant d'une manière excessive, et l'arrêt du balancier à la position angulaire voulue devenant ainsi impossible. La cheville 14 que porte le balancier représente une contre-mesure à cet inconvénient. car elle s'arrête contre la saillie latérale 15a du levier 15 et retient le coeur 12, ce qui permet de supprimer avec efficacité toute avance excessive du coeur 12 et par conséquent du balancier.
De ce fait, le balancier s'arrête dans la position requise.
Lorsque la roue à rochet 20 est entraînée encore d'un pas, la dent 21 glisse dans une des rainures sépa rant les unes des autres les colonnes 22a de la roue à colonnes 22, et le levier de démarrage 17 revient à sa position primitive représentée en traits pleins. En consé quence, le levier 15 revient lui aussi à sa position repré sentée en traits pleins où il est séparé de la came en coeur 12, après quoi le balancier 13 commence à oscil ler avec une vitesse initiale nulle de la position angulaire déphasée de 180 degrés dans laquelle il s'est arrêté pré- cédemment.
Comme indiqué plus haut. le balancier est obligé de s'arrêter par l'action du levier 15. Toutefois, étant donné que l'état dudit levier 15 pressant finalement contre la came en coeur et l'arrêtant ainsi que le balancier est tel qu'il exerce une pression perpendiculaire à l'axe du balancier 11, la force de pression devient une force de choc qui pourrait éventuellement endommager l'axe du balancier ou ses pivots.
Dans le but d'empêcher ce dom mage, on peut encore disposer des moyens grâce aux quels le mécanisme susmentionné d'arrêt du balancier permet d'arrêter ce dernier d'une manière sûre sans imposer à son axe des efforts .de chocs lors de l'arrêt brusque du balancier. Ces moyens peuvent être, par exemple, constitués par une butée 23 fixée à la platine et disposée de façon à se trouver sur le parcours d'un doigt 24 que présente l'extrémité du levier 15 susmen tionné, comme représenté ,dans la fig. 7.
A la fin de l'opération de blocage du balancier. le doigt 24 vient buter contre ladite butée 23 et la surface frontale 10 de l'extrémité dudit levier 15 qui est ainsi stoppé ne fait que toucher la partie de la came en c#ur 12 à bloquer et freine ainsi la force de rotation dudit c#ur 12. En consé quence, il est possible d'arrêter le balancier de façon sûre sans soumettre son axe ou ses pivots à des chocs nuisibles.
Pour faire démarrer le compteur, en pressant le pous soir on fait avancer d'un pas le rochet 20, ce qui fait pénétrer la dent 21 du premier levier 17 entre deux co lonnes adjacentes 22a de la roue à colonne 22. Le res sort 18 fait pivoter le premier levier 17 senestrorsum et le ressort 16 fait pivoter le second levier 15 dextrorsum;
les deux leviers sont en contact l'un avec; l'autre par la saillie latérale 15a du second levier 15, et la force du ressort 18 étant plus grande que celle du ressort 16, lors que la dent 21 du premier levier 17 pénètre entre les colonnes de la roue à colonnes 22, le premier levier 17 est ramené dans la position représentée en traits pleins et le second levier 15 est lui aussi ramené à la position re présentée en traits pleins ; de ce fait, la surface frontale 10 du second levier 15 s'éloigne du cour 12 et le balan cier 13 commence à osciller à une vitesse initiale nulle. à partir de la position correspondant à l'angle de l'ar rêt précédent décalé de 180e.
En ce qui concerne le fonctionnement du levier 15, il convient de préciser que lorsque la dent 21 du levier 17 touche la face latérale de la colonne de la roue 22, le levier 15 tourne dextrorsum autour de l'axe 9 sous l'action du ressort 16, et la surface frontale du levier 15 vient en prise avec la came en forme de c#ur 12, ce qui a pour effet de stopper le balancier 13.
Lorsque la sur face frontale 10 du levier 15 vient toucher le c#ur 12, le spiral est toujours soit à l'état détendu, soit à l'état armé ; ainsi, lorsque ladite surface frontale 10 du levier 15 quitte le c#ur 12 au moment de l'arrêt du balancier 13 pendant que le spiral est à l'état détendu, le balancier 13 recommence à osciller sous l'action de la force de contraction du spiral. En revanche, quand la surface frontale 10 du levier 15 quitte le c#ur 12 dans l'état armé du spiriil, le balancier recommence à osciller sous l'action de la force d'expansion du spiral.