Oscillateur mécanique pour montre électromécanique
On connaît diverses formes d'oscillateurs mécaniques utilisés comme bases de temps, dont l'oscillation est entretenue au moyen d'un transducteur électrique.
On a proposé diverses constructions, dans lesquelles les masses oscillantes sont constamment équilibrées dynamiquement, qui sont constituées soit par des diapasons ou des systèmes comprenant deux masses identiques oscillant en opposition de phase à chacune des extrémités d'un ressort de torsion. Le transducteur comprend généralement une bobine captrice et une bobine motrice, la première étant soumise à un champ variable par le déplacement d'un aimant solidaire de la masse oscillante, et la seconde appliquant la variation de champ amplifiée à un autre système magnétique.
Dans les différentes solutions proposées, plus spécialement celles comportant une bobine commune à deux circuits magnétiques, on n'a jamais pris garde au fait qu'il existe une interaction magnétique entre les aimants oscillants, interaction qui tend à perturber les qualités chronométriques de l'oscillateur.
La présente invention a pour objet un oscillateur mécanique pour montre électromécanique, comprenant au moins deux éléments homologues, oscillant en opposition de phase, chacun de ces deux éléments portant au moins un aimant dont le circuit magnétique se ferme à travers une armature présentant un entrefer, les entrefers de deux éléments homologues étant traversés par un flux magnétique de même sens et occupés par au moins une bobine commune, de manière que les tensions engendrées par l'oscillation des deux dits éléments homologues oscillant en opposition de phase s'additionnent dans ladite bobine commune, caractérisé par le fait que ladite bobine commune comprend une ouverture axiale, traversée librement par chacune desdites armatures de deux éléments homologues,
les deux dites armatures s'étendant de part et d'autre de chacun des aimants de manière à former un écran magnétique entre ces aimants.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention.
La fig. 1 en est une vue de profil, partiellement en coupe.
La fig. 2 est une vue en plan de la fig. 1, partiellement coupée selon ir-it.
La fig. 3 est une coupe selon III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est une vue de détail de la fig. 3.
L'oscillateur présente deux bras oscillants superposés
I et 2, fixés chacun à l'une des extrémités d'un dispositif de ressort 3 travaillant en torsion et fixé par les extrémités de quatre bras 3a, débordant latéralement des bras oscillants. Un tel dispositif à ressort est décrit dans le détail dans le brevet suisse No 452443.
Les extrémités voisines de chacun des bras 1 et 2 présentent respectivement une armature 4 et 5, constituée par un noyau semi-cylindrique 4a, respectivement
Sa, s'épanouissant à une extrémité pour former une plaque semi-circulaire 4b, respectivement 5b, de manière à constituer deux éléments homologues oscillant dans le même plan en opposition de phase. Un aimant 7 est placé à l'extrémité droite du bras 2, sur le circuit magnétique correspondant de l'armature 5.
Un autre aimant 8 est semblablement disposé à l'extrémité homologue du bras 1, les deux entrefers étant au même niveau de manière à recevoir une bobine commune 9, parallèle au plan d'oscillation, traversée librement par les armatures des deux circuits magnétiques de deux éléments homologues, comme le montre la fig. 3, le champ magnétique de ces deux aimants étant orienté dans le même sens de manière à ce que leurs effets s'ajoutent.
Les aimants 7 et 8 sont ainsi séparés magnétiquement par l'armature de chacun de leur circuit magnétique qui traverse la bobine. Celle-ci est fixée à un bâti non représenté par des supports 10. L'effet d'écran est complété par la forme des épanouissements des armatures qui dépassent largement l'aimant, celui-ci étant constitué par un secteur de couronne réduit à un angle de 12011 environ.
La fig. 4. agrandissement partiel de la fig. 3, donne une idée du tracé des lignes de champ magnétique dont
I I est un exemple.
I ln système identique d'aimants de circuit magnétique et de bobine commune se retrouve à chaque extrémité des deux bras I et 2.
Le passage des armatures à travers la bobine com munie est assez libre pour ne pas entraver l'oscillation.
Afin de limiter au maximum la hauteur totale de l'oscillateur on utilise pour les aimants un matériau à champ coercitif élevé, tel que des ferrites durs.
La plus grande partie de la bobine commune étant située dans les entrefers, celle-ci est bien utilisée, ce qui conduit à un rendement élevé.
La quasi-suppression de l'interaction des éléments homologues grâce au blindage magnétique obtenu par cette disposition particulière est une condition fondamentale pour les performances chronométriques de l'oscillateur.
Cette disposition peut être adaptéc à d'autres types d'oscillateurs. On pourrait, par exemple, fixer les éléments homologues aux branches d'un diapason.
Mechanical oscillator for electromechanical watch
Various forms of mechanical oscillators are known which are used as time bases, the oscillation of which is maintained by means of an electric transducer.
Various constructions have been proposed, in which the oscillating masses are constantly dynamically balanced, which are constituted either by tuning forks or systems comprising two identical masses oscillating in phase opposition at each end of a torsion spring. The transducer generally comprises a sensing coil and a driving coil, the first being subjected to a variable field by the displacement of a magnet integral with the oscillating mass, and the second applying the amplified field variation to another magnetic system.
In the various solutions proposed, more especially those comprising a coil common to two magnetic circuits, no attention has ever been paid to the fact that there is a magnetic interaction between the oscillating magnets, an interaction which tends to disturb the chronometric qualities of the oscillator.
The present invention relates to a mechanical oscillator for an electromechanical watch, comprising at least two homologous elements, oscillating in phase opposition, each of these two elements carrying at least one magnet, the magnetic circuit of which closes through an armature having an air gap, the air gaps of two homologous elements being crossed by a magnetic flux of the same direction and occupied by at least one common coil, so that the voltages generated by the oscillation of the two said homologous elements oscillating in phase opposition are added in said coil common, characterized by the fact that said common coil comprises an axial opening, freely traversed by each of said armatures of two corresponding elements,
the two said armatures extending on either side of each of the magnets so as to form a magnetic screen between these magnets.
The accompanying drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the present invention.
Fig. 1 is a side view, partially in section.
Fig. 2 is a plan view of FIG. 1, partially cut according to ir-it.
Fig. 3 is a section along III-III of FIG. 1.
Fig. 4 is a detail view of FIG. 3.
The oscillator has two superimposed oscillating arms
I and 2, each fixed to one of the ends of a spring device 3 working in torsion and fixed by the ends of four arms 3a, projecting laterally from the oscillating arms. Such a spring device is described in detail in Swiss Patent No. 452443.
The adjacent ends of each of the arms 1 and 2 respectively have a frame 4 and 5, consisting of a semi-cylindrical core 4a, respectively
Sa, spreading out at one end to form a semicircular plate 4b, respectively 5b, so as to constitute two homologous elements oscillating in the same plane in phase opposition. A magnet 7 is placed at the right end of arm 2, on the corresponding magnetic circuit of armature 5.
Another magnet 8 is similarly disposed at the homologous end of the arm 1, the two air gaps being at the same level so as to receive a common coil 9, parallel to the oscillation plane, freely traversed by the armatures of the two magnetic circuits of two homologous elements, as shown in fig. 3, the magnetic field of these two magnets being oriented in the same direction so that their effects are added.
The magnets 7 and 8 are thus separated magnetically by the armature of each of their magnetic circuit which passes through the coil. This is fixed to a frame not shown by supports 10. The screen effect is completed by the shape of the openings of the reinforcements which largely exceed the magnet, the latter being formed by a ring sector reduced to a angle of approximately 12011.
Fig. 4. partial enlargement of fig. 3, gives an idea of the layout of the magnetic field lines whose
I I is an example.
I ln identical system of magnets of magnetic circuit and common coil is found at each end of the two arms I and 2.
The passage of the reinforcements through the common coil is free enough not to impede the oscillation.
In order to limit the total height of the oscillator as much as possible, a material with a high coercive field, such as hard ferrites, is used for the magnets.
Since most of the common coil is located in the air gaps, it is well used, which leads to high efficiency.
The virtual elimination of the interaction of the homologous elements thanks to the magnetic shielding obtained by this particular arrangement is a fundamental condition for the chronometric performances of the oscillator.
This arrangement can be adapted to other types of oscillators. One could, for example, fix the homologous elements to the branches of a tuning fork.