Mécanisme d'échappement magnétique pour instruments d'horlogerie tels que pendulettes, réveils, etc. La présente invention a pour objet un mé canisme d'échappement magnétique pour ins truments d'horlogerie, tels que pendulettes, réveils, etc.
Les armatures vibrantes à commande par ressort par exemple, aptes à fonctionner clans n'importe quelle position, qui ont été utilisées jusqu'ici pour la commande des échappements magnétiques, présentent cet inconvénient qu'elles sont sujettes à se déranger sous l'ac tion de chocs ou de vibrations et à cesser ainsi de fonctionner convenablement. En outre, les armatures de ce genre sont sujettes à. une erreur de position par suite de l'effet de la pesanteur sur la masse oscillatoire.
Ces effets indésirables peuvent être réduits au minimum en augmentant la fréquence propre du sys tème oscillatoire, mais ils ne peuvent mal heureusement être réduits autant que cela serait nécessaire pour les applications ordi naires, sauf en recourant à un système oscil latoire ayant une fréquence propre tellement élevée que cela en devient incommode.
Le mécanisme d'échappement magnétique selon L'invention est caractérisé en ce que l'oscillateur de maintien de l'exactitude de la mesure du temps est constitué par au moins un organe magnétique porté par un ressort, l'oscillateur étant supporté approximative ment symétriquement par rapport à son centre de gravité. Le dessin annexé représente, à, titre d'exemple, une forme d'exécution et des va riantes du mécanisme d'échappement magné tique suivant l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective mon trant les organes essentiels d'un mécanisme d'échappement comportant un aimant oscil lant s'étendant de part et d'autre du support auquel est fixé le ressort.
Les fig. 2, 3 et 4 sont des vues semblables à la fig. 1 montrant trois variantes dans les- quelles l'aimant est placé d'un seul côté du support, l'équilibrage requis étant obtenu en disposant le ressort de manière qu'il s'étende de part et d'autre du support.
La fig. 5 est une vue semblable d'une autre variante utilisant un mode de vibration différent du système oscillatoire.
La fig. 6 est une vue en perspective d'une autre variante encore comportant un aimant destiné à exécuter un mouvement oscillant rectiligne selon un troisième mode de vibra tion qui est ici longitudinal.
Les organes correspondants sont désignés par les mêmes numéros de référence dans les diverses figures.
Le mécanisme représenté dans la fig. 1 comprend un aimant vibratoire 1 porté par un ressort 2 lui permettant de vibrer et cons tituant son support, et une roue d'échappe ment magnétique 3 fixée à un arbre rotatif 1 destiné à être entraîné par un mécanisme d'actionnement externe tel que le mouvement d'horlogerie d'une pendulette par exemple.
L'aimant permanent 1 présente une forme générale en<B>U</B> avec extrémités 5 rabat tues vers l'intérieur formant les faces po laires parallèles (de polarités magnétiques opposées) orientées l'une vers l'autre et sépa rées par un étroit intervalle dans lequel se trouve la roue 3, de sorte qu'un étroit entrefer est ménagé entre chacune des faces polaires de l'aimant 1 et le côté adjacent de la roue 3.
Le ressort 2 est constitué par une lame plane (de préférence en béryllium, cuivre ou en alliage de marque Chronovar ) et est fixé à l'aimant 1 à son extrémité la plus éloignée de ses parties terminales 5. Ce res sort 2 s'étend dans le plan de l'aimant 1 et est assujetti à un support fixe 6 en un point placé approximativement au milieu de l'ai mant 1. De cette faon, le ressort 2 est sup porté en Lin point qui se trouve à peu près au centre de gravité du système oscillant formé par la réunion de l'aimant 1 et du ressort 2.
L'aimant 1 est destiné à osciller autour d'un axe parallèle à l'arbre 4, de façon que les faces polaires 5 de cet aimant se rap prochent et s'éloignent de l'arbre 4 dans une direction parallèle au plan de la roue d'échappement 3.
Le mouvement oscillatoire de l'aimant 1 impose aux faces polaires formées par ses extrémités 5 orientées vers l'intérieur un tra jet relatif ondulé par rapport à la périphérie de la roue 3 pendant la rotation de celle-ci. Cette roue comprend une couronne dentée magnétique 7 à grande perméabilité, dont les dents sont désignées par 8. L'aimant 1 se trouve ainsi accouplé à la. roue 3 par les forces d'attraction magnétiques qui agissent en travers des entrefers séparant les extré mités internes 5 de l'aimant du pourtour 7 de.la roue 3.
L'attraction magnétique est suf fisamment puissante pour régler la rotation de la roue malgré le couple qui lui est ap pliqué par l'intermédiaire de l'arbre 4, de sorte que la roue est obligée de tourner à une vitesse qui est déterminée par la fréquence de résonance du système oscillatoire formé par l'aimant 1 et le ressort \?.
Les oscillations de l'aimant. sont entre tenues par la roue 3. Pour permettre à l'ai mant d'osciller librement à. une amplitude déterminée par l'énergie qui entretient sa vi bration, le pourtour 7 de la roue 3 est muni de dents et rayons magnétiques 8 et 9 dis posées de façon que les faees polaires de l'ai mant puissent se déplacer le long d'une des dents 8 ou des rayons 9.
Il est évident que l'axe autour duquel oscille l'aimant 1. est rapproché du support fixe 6 et placé de son côté opposé aux extré mités polaires 5 de l'aimant.
La longueur du ressort 2 est choisie de telle sorte que le support. fixe 6 se trouve approximativement au centre de gravité du système oscillatoire- ou soit quelque peu dé placé vers les extrémités 5 de l'aimant, afin que l'axe par rapport auquel il oscille passe par son centre de gravité. Il n'est. pas néces saire de régler de façon extrêmement précise la position du support par rapport au centre de gravité. En effet, le système n'est pas sensible à de petites différences entre la posi tion du support 6 et sa position théorique ment parfaite par rapport au centre de gra vité ou à l'axe de vibration du système oscil latoire.
L'effet de cette disposition est d'équi librer à peu près complètement l'ensemble formé par l'aimant et le ressort par rapport à un axe perpendiculaire au plan dans lequel l'aimant peut être déplacé par suite d'une flexion du ressort 2. Grâce à cet équilibrage, l'échappement est beaucoup moins sensible aux effets fâcheux des chocs et des vibrations que cela ne serait le cas si le système oscilla toire n'était pas équilibré par rapport. à. son support.. Le montage équilibré de l'aimant ré duit, en outre, au minimum tout défaut du système oscillatoire au point de vue de l'exae- titude de la marche de la. pendulette ou ins trument d'horlogerie analogue par suite de l'effet de la pesanteur sur ce système.
Dans la fig. 2 est. représentée une variante selon laquelle le système oseillatoire com- prend deux armatures affectant la forme de tiges o11 barres ferromagnétiques assujetties aux longs bras d'un ressort. 2 ayant la forme générale d'un E assujetti à un support. fixe 6 au moyen de sa branche médiane 2a. Dans cette construction, les armatures 1 sont. pla cées entièrement. d'un seul côté du support 6, mais le ressort 2 s'étend sur ses deux côtés.
lie système oscillatoire formé des armatures 1 et du ressort 2 est équilibré sensiblement de la, même façon que celui décrit dans la fig. 1, le poids des armatures 1 et de la partie du res sort 2 qui se trouve d'tin côté du support 6 étant approximativement équilibré par le poids de la partie du ressort 2 qui se trouve du côté opposé du support 6.
Dans, cette construction, les armatures 1. ne sont pas aimantées de faon permanente; elles sont constituées par une matière magné tique à grande perméabilité (par exemple en alliage de marque Mumetal ) et. sont magné tisées au moyen d'un aimant permanent fixe 10 pourvu de faces polaires 11 et 12 placées près des extrémités externes des armatures 1 mais sans toutefois les toucher.
La roue d'échappement 3 coopère avec les faces po laires des extrémités internes des armatures 1 de la même façon que la. roue 3 décrite à pro pos de la fig. 1 coopère avec les faces po laires de l'aimam représenté dans cette figure.
Dans la fig. 3 est représentée une autre variante comportant un aimant permanent 1 constitué par une barre supportée par un res sort 2 ayant la forme générale d'un<B>T</B> et pourvu à l'extrémité de la traverse du T de prolongements 3a s'étendant parallèlement à la tige 3b. L'aimant 1 est fixé à l'extrémité libre de la tige 3b, et le ressort est supporté par les extrémités des prolongements 3a assu jetties à deux supports fixes 6 placés sur un axe X passant. approximativement par le centre de gravité du système oscillatoire formé par la réunion de l'aimant 1 et du res sort 2.
L'aimant let la partie du ressort \3 à laquelle il est assujetti sont sensiblement équilibrés par la partie du ressort 2 qui s'étend sur le côté des supports 6 le plus éloigné de l'aimant 1. Dans cette construction l'aimant 1 coopère avec deux roues .d'échappement 3 fixées à un arbre commun 4 et alignées axialement de telle sorte que chacune dies ex trémités de l'aimant 1 en forme de barre coopère avec le pourtour 7 et avec les dents ou ailettes 8 et. 9 d'une des roues 3. Il est prévu évidemment un étroit entrefer entre chaque extrémité de l'aimant 1 et la roue ad jacente 3.
Dans la fig. -1 est représentée une autre variante, selon laquelle l'aimant 1 est sup porté par un ressort 2 ayant la forme géné rale d'un T fixé par des branches 3a à deux supports fixes 6 placés sur un axe X passant approximativement par le centre de gravité du système oscillatoire formé par l'aimant 1. et le ressort 2. Dans cette construction, l'aimant. 1 est constitué par une barre dont une extré mité coopère avec une roue d'échappement 3 montée sur un arbre 4 dont l'axe géométrique est perpendiculaire à l'axe X et. au plais du ressort 2.
La roue d'échappement 3 a la forme générale d'un tambour dont 1e man teau est muni d'un anneau magnétique 7 et de dents ou nervures longitudinales 8 et 9 également magnétiques. L'aimant 1. oscille ap proximativement autour de l'axe X (comme indiqué par les flèches et la surface de la roue d'échappement 3 est incurvée dans le sens de sa longueur, de façon à correspondre à la trajectoire incurvée du pôle libre de l'aimant 1. Un étroit entrefer est ménagé, bien entendu, entre la roue 3 et la face po laire adjacente de l'aimant. 1.
Dans la fig. 5 est représentée une autre variante, qui comprend un aimant. oscillant 1. assujetti à la. tige 3b d'un ressort. ayant la forme générale d'un<B>w</B> et pourvu de branches 3a par lesquelles il est assujetti à deux sup ports fixes 6 placés sur un axe X passant approximativement par le centre de gravité du système formé par l'aimant 1 et le res sort. 2. Dans cette construction, l'aimant 1 est, disposé de façon à osciller angulairement autour de l'axe de la branche 3b du ressort, cette tige formant ressort de torsion.
L'aimant 1 est un aimant permanent. ayant la forme générale d'un demi-cercle et pourvu d'extré mités polaires 5 dirigées vers l'intérieur et coopérant avec une roue d'échappement :3 montée entre les pôles 5 sur un arbre 4 dont l'axe géométrique est perpendiculaire au plan du ressort 2 ainsi qu'à l'axe d'oscillation de l'aimant 1 et de la branche 3b. La roue d'échappement 3 est constituée ici par un disque magnétique à grande perméabilité (par exemple en alliage de marque Mume- tal ) pourvu d'ondulations disposées de fa çon que le bord du disque forme un trajet ondulé 7 qui coopère avec les faces polaires 5 de l'aimant. Le disque est conformé de ma nière que ce trajet ondulé 7 comprenne un nombre impair d'ondulations.
Ceci est, en effet, nécessaire pour permettre aux faces po laires diamétralement opposées de l'aimant 1 de fonctionner à l'unisson.
Dans cette construction, il faut que la vi bration de l'aimant ait une amplitude qui corresponde approximativement à l'ampli tude du trajet ondulé 7; il est donc nécessaire de régler en conséquence la valeur du couple qui est appliqué à l'arbre 4. Les pôles de l'ai mant peuvent aussi avoir une plus grande épaisseur (dans le sens des oscillations) pour donner la tolérance qui est nécessaire pour permettre les variations d'amplitude de la vi bration.
Dans la variante représentée à la fig. 6, l'aimant permanent 1, à forme d'U, est sem blable à celui qui est représenté dans la fig.1 et comporte des extrémités 5 dirigées vers l'intérieur et formant les pôles se faisant face cil travers d'un intervalle dans lequel passe une roue à échappement 3 semblable à celle qui est décrite à propos de la fig. 1. Dans cette construction, l'aimant 1 est supporté au moyen d'un ressort 2 dans un plan passant par l'axe de la roue d'échappement 3 et de tacon qu'il oseille de fac.on rectiligne comme le montre la flèche double de la fig. 6.
Le res sort 2 peut être établi de manière à posséder une plus grande flexibilité dans le sens de sa longueur, afin de donner plus de facilité à ce mode d'oscillation. Le support 6 auquel est assujetti le ressort 2 se trouve approximative- ment au centre de gravité du système oscil latoire formé par l'aimant. 1 et le ressort 2. Il en résulte que l'aimant est sensiblement équilibré par rapport à son support et est par conséquent relativement insensible aux forces dues à la pesanteur et aux chocs.
Par comparaison avec le balancier de type classique, l'aimant oscillant utilisé suivant l'invention présente l'avantage de ne pas comporter de pivots et par conséquent de ne pas subir de ce chef un frottement, c'est-à-dire une usure.
La disposition assurant l'équilibrage de l'aimant permet d'employer un système oscil latoire doté d'une fréquence naturelle compa rativement élevée (par exemple de l'ordre de 50 périodes au moins par seconde) sans don ner au mécanisme une sensibilité exagérée aux chocs et sans introduire de cause d'erreur de position grave. Comme le comprendront les techniciens de l'horlogerie, le risque d'er reur de position et. le degré de sensibilité du mécanisme vis-à-vis des chocs dépendent de la fréquence à laquelle le système oseillatoire est appelé à fonctionner. Un système à fré quence relativement élevée est, par essence, plus résistant aux chocs et moins sujet à une erreur de position.
En équilibrant l'ensemble comme le prévoit l'invention, on augmente donc considérablement la résistance aux chocs tout en réduisant le risque d'une erreur de position par comparaison avec ce qui est le cas pour un ensemble non équilibré capable de fonctionner à la même fréquence.
Il convient, s'il s'agit d'un instrument d'horlogerie portatif tel qu'une pendulette destinée à. donner l'alarme ou à un réveille- matin, d'adapter l'aimant de facon qu'il. vibre à une fréquence correspondant à la fré quence du courant électrique fourni par un réseau d'alimentation publie (par exemple 50 périodes par seconde), car ceci facilite le réglage stroboscopique du système oscilla toire en permettant une simple inspection de l'aimant à l'aide d'une lampe alimentée par le réseau.
Toute méthode convenable peut. être em ployée pour régler la fréquence naturelle du système oscillatoire en vue de régler la pendu lette, le réveille-matin ou plus généralement l'instrument d'horlogerie ainsi équipé. C'est ainsi, par exemple, qu'on peut régler la fré quence en chargeant l'aimant 1 ou bien en modifiant la longueur effective du ressort 2. Dans la fig. 1 est représenté à cet égard un dispositif de réglage simple constitué par un disque de blocage excentré 12a commandé par un bras de levier 13 par l'intermédiaire d'un manchon 12b. Le ressort 2 est étroitement serré entre un épaulement prévu sur la vis 1-1 et le support fixe 6.
Le disque 12a est. soumis à la charge d'un ressort grâce à une rondelle fendue 15 de type Thackery contre le res sort 2. En faisant tourner le disque excentré 12a au moyen du levier 13, on peut modifier la longueur utile du ressort 2 en vue de régler la. fréquence naturelle du système oscil latoire.
On remarquera que le ressort 2 utilisé dans les diverses constructions décrites ici possède une rigidité inhérente dans un seul plan et. est, disposé de telle sorte que cette rigidité inhérente s'oppose au mouvement de l'aimant ou armature 1 par rapprochement ou éloignement de la roue d'échappement, c'est-à-dire maintient L'entrefer ou les entre- fers entre l'aimant et la roue d'échappement.
A moins que l'aimant n'ait une épaisseur négligeable (comme c'est le cas par exemple dans la construction représentée en fig. 1),<B>il</B> doit être divisé en deux moitiés à l'endroit où il se raccorde au ressort, de façon que ce der nier se trouve dans L'épaisseur de l'aimant. A titre de variante, le ressort pourrait être ployé ou rabattu en vue du même résultat.