Mouvement d'horlogerie électrique. La présente invention est relative, en général, aux mouvements d'horlogerie élec triques et, notamment, à ceux du type dans lequel il n'y a pas de ressort moteur et dans lequel un électro-aimant est utilisé pour main tenir le balancier en oscillation, cet électro aimant étant excité par intermittence sous la commande du balancier. Les mouvements d7iorlogerie de ce type se prêtent par exem ple particulièrement à leur emploi dans les automobiles.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fi-. 1 est. une vue de l'arrière d'un mouvement d'horlogerie électrique.
La fig. 2 est une autre vue de l'arrière du mouvement d'horlogerie, à plus grande échelle, la platine arrière étant enlevée.
La fig. 3 est une vue de côté en regardant vers le balancier.
La fig. 4 est une autre vue de côté en re gardant de la gauche de la fig. 3.
La fig. 5 est une vue fragmentaire mon trant des détails du dispositif de contact du type magnétique servant à commander le cir cuit de l'électro-aimant moteur.
Les fig. 6, 7 et 8 sont des vues schémati ques montrant les parties essentielles du mé= canisme d'entraînement, dans différentes po sitions qu'elles occupent. pendant. l'oscillation du balancier. Le bâti comprend les platines avant 2, intermédiaire 3 et arrière 4 et trois piliers colonnettes 5, 6 et 7. La platine avant 2 pos sède une forme circulaire et les trois piliers sont fixés à cette platine par une opération de rivetage ou d'élargissement au poinçon, comme indiqué sur les fig. 3 et 4. Chaque pilier est. réduit en diamètre sur la moitié en viron de sa longueur, comme on le voit par les lignes pointillées, et les extrémités libres de ces portions réduites sont. filetées.
La forme de la platine intermédiaire 3 est visible sur les fig. 2, 3 et 4 qui montrent que, au voisinage des piliers 5 et 6, le contour de cette platine épouse la surface intérieure des pièces polaires 10 et. 11, à. l'exception des deux oreilles 8 et 9 qui traversent des fentes des- dites pièces polaires et sont percées pour recevoir les portions rétrécies des piliers. La platine 3 est aussi percée en un point corres pondant à l'emplacement du pilier 7.
Pour assembler le bâti, on force les deux pièces polaires sur les oreilles 8 et 9 de la platine 3 où elles sont retenues par l'emboîte ment à force. La platine 3 peut alors être pla cée contre les épaulements des piliers 5, 6 et 7, après quoi se montent des entretoises tubu laires 12 sur les piliers 6 et 7 et une pièce d'espacement plus courte 13 sur le pilier 5. Les ressorts 14 et 14', venus d'une seule pièce l'un avec l'autre, sont alors placés sur le pilier 5 au-dessus de la. pièce d'espacement 13, après quoi on monte une pièce d'espacement 15. On assujettit alors fermement les éléments de l'ensemble à l'aide d'écrous 16.
Bien entendu, d'autres pièces peuvent aussi être montées sur la platine 3 avant. le montage de cette platine dans le bâti, si on le désire.
La. platine arrière 4 est facilement déta chable. Cette platine est faite en feuille de matière isolante. Elle est percée de trous cor respondant aux emplacements des piliers 5, 6 et 7 et. est bloquée contre les écrous 16 à l'aide de trois écrous 17.
Le balancier comprend un anneau ou serge 18, en laiton, et une armature quadripolaire qui constitue aussi le support de l'anneau. Cette armature est une pièce découpée de mé tal en feuille de grande perméabilité magné tique, comme il sera expliqué par la suite plus en détail, et sa forme est visible sur les fig. 2, 3 et 4. Les quatre pôles sont indiqués en 19, 20, 21 et 22 et sont reliés à un moyeu central par des rayons 23 faisant corps avec lui. Les extrémités des pôles sont coudées à angle droit suivant des arcs de cercle ayant le même diamètre que la circonférence exté rieure de l'anneau 18, ce qui forme une en ceinte partielle pour cet. anneau qui est main tenu en position, par exemple par un em boîtement à force.
Le balancier est monté sur un axe 25 qui, â. l'une de ses extrémités, est pourvu d'un cous sinet à pierre monté dans une partie 26, cou dée vers le bas, de la platine 3 (fig. 2 et 4). A l'autre extrémité, l'axe 25 est pourvu d'un coussinet à pierre ainsi que d'un contre-pivot, tous deux supportés par l'équerre 27 de sup port du balancier, d'une manière connue. Le contre-pivot est nécessaire parce que la pen dule est destinée à être montée avec l'axe du balancier dans une position verticale. Le sup port 27 est pourvu d'une embase 28 qui est fixée à la platine 2 par une vis 29.
On remar quera que les coussinets de support de l'axe du balancier sont placés si près de la platine 2 que le pourtour du balancier fait légère ment saillie au-delà de la face de la platine 2, celle-ci présentant une ouverture (fig. 2) cor respondante. Le but de cette construction est de permettre d'observer le balancier oscillant de l'avant du mouvement et, bien entendu, le cadran sera pourvu d'une ouverture corres pondante.
Le ressort spiral habituel est indiqué en 30 et est fixé par l'une de ses extrémités à l'axe du balancier et par son autre extrémité à un piton 31 s'élevant. de l'embase 28 du sup port 27. Un mécanisme de réglage est. aussi prévu, ce mécanisme comprenant une ra quette solidaire d'un secteur denté 32, qui est montée pour tourner sur le support <B>-97,</B> d'une manière connue. Le secteur 32 engrène avec une roue dentée 33 qui est montée sur la face de dessous de la platine 4 et qu'on peut faire tourner à l'aide d'une aiguille 34 (fig. 1 et 3).
Ces pièces sont de la construction habi tuelle et il n'est pas nécessaire d'en donner une description détaillée, il suffira de remar quer que la rotation de l'aiguille 34 provoque la rotation de la roue dentée 33 et du secteur 32 et que ce dernier déplace les goupilles de raquette le long du spiral pour changer la longueur effective dudit spiral.
Sur l'axe du balancier (fi-. 2) sont mon tés un plateau de sûreté 35 et un doigt. 37, soli daire d'une bague 36, qui coopèrent, respecti vement, avec la roue de sûreté 38 et le levier 39. La roue de sûreté 38 est montée sur un axe 40 supporté, à l'une de ses extrémités, par le pilier 7. L'axe 40 tourillonne par son autre extrémité dans une pièce 41 qui fait. partie d'un support. comprenant une embase 42. Ce support est fixé à la platine 2 par une vis 43. L'axe 40 actionne le rouage à l'aide d'une vis sans fin 44 et d'une roue dentée qui engrène avec cette vis et qui est montée sur l'arbre 45.
Le reste du rouage est de la construction con nue et, pour la clarté du dessin, n'a pas été représenté.
Le levier 39 pivote sur -Lui goujon 47 fixé au support 41. Il est destiné à être déplacé angulairement autour de son pivot par le doigt 37 pendant l'oscillation du balancier, et il est ramené chaque fois à sa position nor male par un ressort 14' qui repose sur deux saillies 48 et 49 dudit levier. Le ressort 14' peut être d'iule seule pièce avec le ressort 14. A l'extrémité du levier 39 se trouve une -ou- pille 50 qui coopère avec les dents de la roue de sûreté 38, comme expliqué plus loin.
L'électro-aimant qui actionne le balancier comprend les deux pièces polaires 10 et 11 dont il a été question précédemment, qui se terminent par des pôles 55 et 56 et qui sont. reliées aux extrémités opposées du noyau 57. Le noyau 5 7 comporte un épaulement. à cha que extrémité, et les pièces polaires sont ser rées contre ces épaulements à l'aide d'écrous (fig. 2 et 4). L'enroulement de l'électro aimant est indiqué en 58.A cet électro-aimant est associé un condensateur 59. Les connexions électriques afférentes à ces organes seront décrites plus loin.
Le dispositif de contact servant à la com mande de l'électro-aimant est visible sur la fig. 5. Comme il a été précédemment expli qué, le ressort double 14, 14' est. bloqué entre les pièces d'espacement, 13 et 15 sur le pilier 5. Le ressort. 14 coopère avec un contact. fixe ou plot 63, qui est fixé à la platine 3 à l'aide d'une vis 65 et d'un écrou 69. Une cosse 64 (fig. 2) est montée juste au-dessus du contact 63, et ces pièces, de même que la vis 65, sont isolées de la platine 3 par des isolateurs 66, 67 et. 68. Il v a de soi, en outre, que les pièces 63 et 64 présentent des ouvertures assez gran des pour éviter le contact avec la vis 65.
Le ressort. de contact 14 est disposé (fig. 5) de telle sorte qu'il tende à rompre le contact. avec le plot 63. Ce ressort est. actionné, pour fermer le contact., par une armature 62 fixée audit ressort et par un petit, aimant perma nent 60 monté sur l'arbre du balancier. L'ai mant 60 présente une ouverture dans laquelle est ajusté un manchon<B>61.</B> emboîté à force sur l'axe 25. Les pôles de l'aimant sont situés aux extrémités opposées dudit aimant, et celui-ci est. monté excentriquement. sur l'axe 25 de telle sorte que, pendant L'oscillation du ba lancier, l'un des pôles se rapproche beaucoup plus que l'autre pôle de l'armature 62.
Les distances sont proportionnées à la résistance mécanique du ressort, de telle sorte que l'ar mature ne peut être attirée que par le pôle qui vient le plus près d'elle. La fig. 5 montre l'armature 62 dans la position pour laquelle le contact entre le ressort. 14 et le plot 63 est fermé. Lorsque l'axe 25 et l'aimant 60 tournent dans l'un ou l'autre sens, l'armature est libérée et le contact s'ouvre. Une rotation de l'aimant de 180 n'effectue pas la ferme ture du contact parce que le pôle situé à l'ex trémité arrondie de l'aimant passe en regard de l'armature à une distance trop grande pour attirer cette dernière.
La position angulaire de l'aimant 60, par rapport à l'axe, est telle qu'une ligne passant centralement par les pôles dudit aimant bis- secte l'angle que font. entre eux les rayons 23 supportant les pôles 19 et 20 de l'armature du balancier. Cette relation est visible sur la fig. 3 qui montre aussi que lorsque le balan cier- est disposé symétriquement, par rapport aux pôles 55 et 56, avec le pôle 56à mi-dis tance entre les pôles 19 et. 22 de l'armature, le pôle actif de l'aimant. 60 est. aligné avec l'ar mature 62.
On décrira maintenant les connexions des circuits se rapportant à l'électro-aimant. Le condensateur 59 est pourvu de gros conduc teurs 70 et 71 (fig. 2). Le conducteur 70 est établi comme représenté, et son extrémité est soudée à la. cosse 64. Le conducteur 71 est recourbé autour du bord de la platine 3 et s'étend le long de la face de dessous de cette platine jusqu'à la vis 65, où l'extrémité dudit conducteur peut recevoir la forme d'une bou cle (fig. 5) et est fixée sous la. tête de la vis, une rondelle isolante 68 étant interposée entre le fil et la platine 3. Les extrémités de l'en roulement 58 sont amenées aux extrémités opposées de la bobine par des conducteurs 72 et 73 qui sont soudés respectivement aux conducteurs 70 et 71.
On voit, par conséquent, que le condensateur 59 et l'enroulement 58 sont. connectés en parallèle, c'est-à-dire que le condensateur est. monté en dérivation sur l'enroulement de l'aimant.
87 désigne une borne de connexion montée sur la platine 4 et pourvue d'une patte à res sort 88 située au-dessous de cette platine. Cette patte fait. pression contre l'extrémité de la vis 65, comme on le voit sur la fig. 3. En supposant que le mouvement soit utilisé dans une automobile, celui des pôles de la batterie d'accumulateurs qui est isolé sera connecté avec la borne de connexion 87. Après que la batterie a ainsi été connectée, le circuit complet de l'électro-aimant, à partir du pôle isolé de la batterie, est le suivant: borne de connexion 87, patte à ressort 88, vis 65, con ducteur 71, conducteur 73, enroulement 58, conducteur 72, conducteur 70, cosse 64, plot 63 et ressort 14 (l'armature 62 étant attirée) relié au bâti.
Ce bâti est connecté à. la masse de la voiture et le circuit est complété par le châssis de la voiture avec le pôle de la batte rie, mis à la masse. Il est clair que ce circuit sera fermé par intermittence, au cours de l'oscillation du balancier, à l'aide de l'aimant 60, de l'armature 62 et du ressort 14.
Les dispositions de circuit décrites sont susceptibles de recevoir diverses modifica tions. Un circuit entièrement isolé peut être utilisé, si on le désire, et. peut être nécessaire dans certains cas. Pour isoler le circuit du bâti, on établit le ressort de contact 14 sépa rément du ressort 14' et on l'isole judicieuse ment à l'extrémité où il est serré entre les pièces d'espacement 13 et 1.5. Une borne ou une cosse analogue à la cosse 64 peut être montée près du ressort 14 pour permettre la fixation commode d'un conducteur.
La- construction du mouvement et de ses di verses parties ayant ainsi été décrite, on dé crira maintenant le fonctionnement.
Le spiral 30 est monté et réglé, par rap port au balancier, de façon que, lorsque la batterie est déconnectée, ce spiral tende à ra mener le balancier à la position dans laquelle il est. représenté sur la fig. 3. Dans cette posi tion, les pôles 55 et 56 de l'électro-aimant sont situés à iiii-distance entre les pôles adjacents de l'armature du balancier, et le pôle de tra vail de l'aimant 60 est en face de l'armature 62 dans la position de la fig. 5.
Le repérage du spiral n'est aucunement critique, car l'at traction entre l'aimant 60 et l'armature 62 fait, tourner le balancier dans la position dans laquelle il est représenté, pourvu que le repérage du spiral soit seulement approxima- tivement correct. En d'autre termes, l'aimaxit 60 entre en action s'il est amené à portée d'action de l'armature 62 par le spiral et maintient le circuit. de l'électro-aimant 58 fermé au ressort clé contact 14, ce qui pré sente un avantage marqué sur le type Habi tuel de dispositif de contact, dans lequel le spiral a pour rôle de maintenir à lui seul le contact fermé lorsque la. batterie est. décon nectée.
Lorsque la batterie est. connectée, le cou rant passe par le circuit précédemment décrit et l'électro-aimant 58 est excité. Le champ ma gnétique résultant, traverse l'armature, et les forces de rotation qui tendent à faire tourner le balancier dans des sens opposés ne sont pas exactement égales et le balancier commence à tourner dans un sens ou dans l'autre. Aussitôt que commence la rotation, le couple qui s'exerce sur le balancier augmente rapide ment, étant donné qu'une des paires des pôles de l'armature se rapproche des pôles de l'ai mant, alors que l'autre paire s'en éloigne. Ainsi, le balancier reçoit une impulsion angu laire sensible avant que l'aimant 60 ait tourné d'un angle suffisant pour libérer l'armature 62 et rompre le circuit.
La rotation du balan cier arme le spiral 30 et le sens de rotation s'inverse aussitôt après, avec ce résultat que le circuit de l'électro-aimant se ferme de nou veau lorsque l'aimant 60 arrive à portée d'ae- tion de l'armature 62. Le balancier reçoit ainsi une autre impulsion, mais en sens in verse. Cette action continue de la même ma nière et, dans un temps très court, le balan cier aura atteint son amplitude normale, une impulsion d'énergie étant reçue à chaque oscillation simple, ou battement, au moment. où le pôle de travail de l'aimant 60 passe en regard de l'armature 62.
L'oscillation du balancier entraîne le mou vement. d'horlogerie par l'intermédiaire du levier 39 et de la. roue de sûreté 38, cette der nière étant fixée à l'axe 40 portant, la vis sans fin 44 qui constitue le premier élément du rouage. La façon dont cette transmission s'effectue ressort des fig. 6, 7 et 8 qui repré sentent isolément les pièces essentielles à plus grande échelle. On supposera que l'axe 25 du balancier, le plateau de sûreté 35 et le doigt 37 d'un organe 36 tournent dans le sens de la flèche, vers la position dans laquelle ces pièces sont représentées sur la fig. 6.
Au cours de la rota tion, l'entaille du plateau de sûreté 35 passe en regard de la dent 81 de la roue de sûreté 38 sans entrer en prise avec elle, car aucun couple n'est appliqué à la roue de sûreté. Lorsque les pièces atteignent la position de la fig. 6, le doigt 37 agit sur l'extrémité du levier 39 et fait pivoter le levier 39 dans le sens dextrogyre autour de son pivot 47 d'un angle suffisant pour permettre à ce doigt 37 d'échapper le levier. Le pivotement du levier s'effectue en surmontant la tension du ressort de rappel 14' et, aussitôt que le levier s'est dé gagé du doigt 37, il est ramené par ce ressort à sa position normale.
Le balancier et les pièces associées conti nuent à tourner dans le sens indiqué sur la fig. 6 jusqu'au moment où cette rotation est arrêtée par la tension du spiral. Le sens de rotation s'inverse alors et le plateau de sûreté 35 et le doigt 37 commencent à tourner dans le sens de la flèche de la fig. 7. Lorsque le doigt 37 atteint la position dans laquelle il est représenté sur la fig. 7, il entre en con tact avec l'extrémité du levier 39 et fait pi voter ce levier autour de son axe 47 pendant qu'il. passe en regard de ladite extrémité.
Dans la position normale du levier, la goupille 50 est située juste à l'extérieur du cercle dé terminé par les extrémités des dents de la roue 38, mais lorsque le levier pivote dans le sens lévogyre, la goupille intersecte ce cercle et entre en prise avec une dent 83, en com mençant ainsi à faire tourner la roue 38. Le plateau de sûreté 35 occupe sur l'axe 25 une position telle, par rapport au doigt 37, 36, que l'entaille dudit plateau arrive à la dent 82 juste au moment où le levier 39 commence à faire tourner la roue 38. La dent 82 est, par conséquent, contrainte à s'engager dans l'en taille du plateau de sûreté au cours de la rota tion qui suit de la roue 38.
Au moment où les pièces atteignent la po sition décrite en dernier lieu, le levier 39 est libéré par le doigt 37 et est instantanément ramené à sa position normale. Le plateau de sûreté 35 continue d'entraîner la roue 38 et termine cet entraînement sur la distance an gulaire d'une dent, la dent 84 passant sous la goupille 50. La position finale qu'occupent les pièces lorsque l'avance de la roue 38 est ter minée est représentée sur la fig. 8, où l'on voit que l'entaille du plateau de sûreté 35 vient de quitter la dent 82 de la roue 38. La roue 38 a avancé d'une distance angulaire corres pondant à une dent entière et est protégée con tre tout mouvement en excès par le contact de la dent 85 avec la périphérie du plateau de sûreté.
Les opérations qui viennent d'être décrites sont répétées et continuent de la même ma nière. Comme la roue de sûreté 38 est fixée à l'axe 40, chacun des mouvements angulaires de cette roue fait avancer le rouage. Il est clair, en outre, que ladite roue ne tourne que pendant un battement sur deux du balancier, à savoir lorsque le balancier et les pièces asso ciées se meuvent dans le sens dextrogyre des fig. 7 et 8, les mouvements du levier 39 qui ont lieu pendant les battements alternants, c'est-à-dire lorsque le balancier oseille dans le sens lévogyre, étant sans effet. Il s'ensuit que le rouage est toujours, entraîné dans le même sens par l'oscillation du balancier.
En supposant que le balancier et l'aimant 60 tournent dans le sens dextrogyre, en re gardant les fig. 3 et 5, l'aimant 60 est capable d'attirer l'armature 62 avant d'être arrivé exactement en regard de cette armature et, par conséquent, le circuit de l'électro-aimant est fermé par le ressort 14 peu de temps avant que l'aimant 60 ait atteint la position dans laquelle il est représenté sur la fig. 5, malgré le retard nécessaire pour le fonction nement de l'armature 62. Lorsque le circuit.
est fermé, par conséquent, les pôles 19 et 21 de l'armature, par l'entremise desquels l'im pulsion rotative suivante doit être fournie au balancier, sont plus éloignés des pôles 56 et 55 de l'électro-aimant que ne le sont les pôles 22 et 20 de l'armature; en fait, au moment où le circuit se ferme, il est possible que les pôles 22 et 20 ne soient pas entièrement sortis d'entre les pôles 56 et 55.
L'établissement du champ magnétique est toutefois retardé en raison de l'inductance de l'enroulement de l'électro-aimant, ainsi qu'en raison de l'effet de court-circuit momentané du condensateur 59, qui se charge lorsque le circuit se ferme, de sorte que, au moment où une quantité appréciable de flux magnétique commence à. traverser l'armature, celle-ci a atteint approxi mativement la position de la fig. 3. Lorsque l'armature avance à. partir de cette position, les pôles 19 et 21 se rapprochent et commen cent à s'engager entre les pôles 56 et 55 de l'électro-aimant, de sorte que l'excitation de ce dernier applique un couple ou force de rotation énergique au balancier.
L'aimant 60 libère l'armature 62 et ouvre le circuit à un moment où les pôles 19 et 20 se sont engagés approximativement à mi-che min, par exemple entre les pôles 56 et 55 de l'aimant. Cette mise en liberté est quelque peu retardée à cause de l'accroissement de l'attraction qui se produit entre l'aimant. et l'armature, lorsque cette dernière occupe la position de travail. Lorsque le circuit. se rompt, l'inductance de la bobine de l'électro aimant tend à maintenir le passage du cou rant, ce à quoi contribue la décharge du con densateur, et il en résulte que l'excitation de l'électro-aimant est prolongée pendant un temps appréciable, pendant lequel cet organe continue à exercer un couple moteur sur le balancier.
On voit par ce qui précède qu'un couple moteur effectif est appliqué au balancier en dépit de la disposition complètement symétri que de l'aimant 60, des pôles de l'armature du balancier et des pôles de l'électro-aimant, alors qu'on aurait pu supposer à première vue que des forces de rotation sensiblement égales et opposées seraient appliquées au ba lancier. Le fait que tel n'est pas le cas est dû aux divers facteurs dont il vient d'être ques tion.
Bien que le circuit de l'électro-aimant puisse être fermé avant le point mort (posi tion dans laquelle les pièces sont représentées sur la fig. 3), l'ouverture du circuit est retar dée d'un temps supérieur à la période équi valente, c'est-à-dire qu'elle s'effectue au-delà du point mort à une distance angulaire dudit point mort qui est beaucoup plus grande que l'angle d'avance. Lorsque le circuit se ferme, l'établissement du champ magnétique est re tardé, et lorsque le circuit est coupé, l'affai blissement du champ est aussi retardé pour les raisons expliquées.
Tous ces facteurs pro voquent l'établissement d'un champ ma gnétique effectif et le maintien de ce champ pendant un intervalle de temps qui coïncide sensiblement avec l'intervalle de temps pendant lequel les pôles 19 et. 21 se meuvent pour venir à l'alignement des pôles inducteurs, à partir de la position dans la quelle ces pièces ont. été représentées sur la fig. 3, intervalle pendant lequel l'attraction exercée par les pôles inducteurs sur les pôles 19 et 21 de l'armature prédomine d'une ma nière croissante sur l'attraction qu'ils exer cent sur les pôles 22 et 20 de ladite armature.
Ainsi, le balancier reçoit une forte impulsion rotative dans le sens dans lequel il est. supposé se mouvoir, c'est-à-dire dans le sens dextro- gyre.
Lorsque le sens de rotation du balancier s'inverse, les actions sont. les mêmes que celles décrites ci-dessus. en détail. Les divers fac teurs dont il a été question ont pour effet de retarder l'établissement et la suppression du champ par rapport au mouvement du ba lancier, mais comme celui-ci tourne dans le sens opposé, le champ inducteur est effectif à un instant où les pôles 22 et 20 de l'arma ture occupent une position de travail par rap port aux pôles inducteurs. Il s'ensuit que le balancier reçoit une impulsion rotative dans le sens lévogyre.
Le condensateur 59 joue un rôle impor tant dans les opérations qui viennent d'être décrites. Outre le rôle qu'il empêche la for mation d'étincelles aux contacts à la rupture du circuit, il reçoit de l'énergie de la batte rie, lorsque le circuit se feigne, et fournit cette énergie à l'électro-aimant., lorsque le cir cuit s'ouvre, en assurant. ainsi une excitation plus puissante de l'électro-aimant que celle qui pourrait autrement être obtenue pendant le court instant pendant lequel le circuit est. fermé. Le condensateur sera, de préférence, du type électrolytique, afin d'assurer une ca pacité assez élevée dans les limites des dimen sions qui sont imposées par les dimensions des autres parties du mouvement.
Lorsque le mouvement décrit. est utilisé sur une automobile, son alimentation est su jette à des variations de tension, qui, ordinai rement, auraient un effet. considérable sur l'allure du mouvement. Bien que la tension normale soit d'environ six volts, cette tension peut s'abaisser à une valeur aussi faible que quatre volts, ou même moins, à la mise en marche de la. voiture, et s'élever à sept volts et demi, par exemple, pendant la charge de la batterie. Ces tensions variables tendent à influer sur la vitesse de marche du mouve ment en modifiant l'amplitude des oscillations du balancier. Cette influence des variations de tension sur l'amplitude du balancier ressort du fait que, avec une charge donnée, la puis sance fournie varie avec le carré de la tension.
Ainsi, dans le cas d'une montre d'automobile, si la tension s'élève de quatre à huit volts, c'est-à-dire au double, l'énergie fournie est. quadruplée, à moins que quelque dispositif ne soit prévu pour empêcher cet. accroissement. d'énergie.
En vue des meilleurs résultats en ce qui concerne l'exactitude de la marelle du mouve ment, il est désirable que le balancier possède une amplitude de 1,375 tours environ. Cette amplitude peut être considérée comme la va leur approximativement la plus favorable, bien qu'une variation d'un quart de tour envi ron au-dessus ou au-dessous soit. admissible sans que ceci influe d'une manière appréciable sur l'allure de la. marche. L'inventeur a décou vert. que si on établit judicieusement. le cir cuit magnétique, l'énergie fournie au balan cier peut être maintenue suffisamment. cons tante pour maintenir ce balancier en l'état d'oscillation entre les limites de l'échelle admissible, avec une tension variant de qua tre volts (ou un peu moins) à plus de sept volts et demi.
Voici comment ce résultat est obtenu L'amplitude du balancier est. fonction de l'énergie qui lui est. fournie par l'armature et de l'élasticité du spiral. L'énergie que l'ar mature peut fournir dépend de la quantité de flux qui peut la traverser lorsque l'électro aimant est. excité, et celle-ci dépend à son tour de la section transversale du chemin magné- tique à travers l'armature. Les pôles de l'ar mature auront de préférence une certaine lar geur minimum, dans la direction circonféren- tielle du balancier, afin d'assurer une distri bution judicieuse de l'attraction magnétique pendant le mouvement du balancier.
Par suite, la. section transversale du circuit ma gnétique au droit des pôles est nécessaire ment plus ou moins déterminée, mais cette section peut varier entre d'assez larges limites en des points compris entre les pôles. Par con séquent, en première approximation, la sec tion transversale des rayons tels que 23 (fig. 3), reliant les pôles, est proportionnée, par rapport à la force du spiral. de telle sorte que, lorsque ces rayons ont été sensiblement saturés, l'énergie fournie est. suffisante pour produire des oscillations de l'amplitude dési rée.
L'électro-aimant est alors calculé de fa çon que, sous une tension d'excitation mini mum, par exemple quatre volts ou un peu moins, il produise le flux clé saturation néces saire pour l'armature.
Il est bien entendu que les valeurs des fac teurs en cours de discussion peuvent varier considérablement, pourvu que les proportions correctes soient sensiblement maintenues. L'élasticité du spiral et l'énergie fournie par l'armature à l'état de saturation (déterminé par la section transversale du circuit magné tique entre les pôles) doivent être dans un rapport tel qu'on obtienne l'amplitude cor recte, et il importe que l'électro-aimant soit capable de fournir le flux de saturation né cessaire sous la tension de travail minimum. Il importe que l'énergie de l'électro-aimant sous cette tension minimum n'excède pas grandement ce besoin.
La condition relative au rapport entre l'élasticité du spiral et le flux de saturation dans l'armature, rendra généralement nécessaire l'emploi de rayons 23 de largeur de beaucoup inférieure à la largeur la plus favorable des pôles, comme représenté sur les dessins, en particulier sur la fig. 3 où l'on voit que les rayons 23 ont une largeur égale au tiers environ de la largeur des pôles tels que 19.
La variation de l'amplitude du balancier sous l'influence des variations de tension sera grandement diminuée si l'on applique les principes ci-dessus, mais elle ne résout pas entièrement le problème à cause des considéra tions qui suivent. Lorsque la tension s'accroît, le flux traversant les pôles de l'armature n'est pas strictement limité à la quantité de flux qui peut passer dans les rayons. Ce flux comprend le flux de fuite entre les pôles, qui est suffisamment grand pour que le flux total s'accroisse beaucoup plus vite que la courbe de magnétisation des rayons seuls. Il est, par conséquent, désirable de limiter autant que possible la quantité de flux qui peut être four nie aux pôles de l'armature par les pièces polaires de l'électro-aimant.
Ce résultat peut être obtenu d'une manière satisfaisante par réduction de la section transversale des pièces polaires 10 et 11 sur une partie de leur lon gueur. On pourrait réduire la section trans versale desdites pièces sur toute leur lon gueur, mais il est désirable que les pôles 55 et 56 aient approximativement. la même lar geur que ceux de l'armature, outre que ces pièces doivent être de construction robuste entre les pôles et les points situés au-delà. des piliers 5 et 6 pour des raisons mécaniques évidentes. La réduction de section transversale est donc limitée aux parties des pièces polaires qui sont situées entre les piliers et le noyau de l'électro-aimant, comme représenté sur la fig. 4 dans le cas de la pièce polaire 10.
Comme il ressort du dessin, la partie de la pièce polaire 10 qui va de la partie verti cale fixée au noyau à la partie présentant une fente pour recevoir l'oreille 8 est grandement réduite en largeur et constitue un étrangle ment qui tend à limiter la quantité de flux pouvant être fournie au pôle 55. Une petite quantité de flux de fuite contournera cette section réduite aux hautes tensions, mais la dite section réduite est, néanmoins très effi cace et l'ensemble de cette disposition donne des résultats très satisfaisants.
Si l'on tient compte du flux de fuite, il importe que les pièces polaires 10 et 11 soient dimensionnées de telle sorte que les parties desdites pièces dont la section transversale a été réduite ne laissent pas passer une quantité de flux aussi grande que les rayons de l'armature, ce qui exige généralement que la. section transversale des pièces polaires dans les parties de section réduite soit plus petite que celle des rayons de l'armature.
La section transversale requise dépend toutefois de plusieurs facteurs, tels que la. forme de l'électro-aimant et. la matière dont sont, faites les pièces polaires, et l'on peut le déterminer par tâtonnement dans l'esprit des principes expliqués. Le choix des matières magnétiques qui conviennent pour l'armature du balancier et pour les pièces polaires est important en vue des meilleurs résultats.
Pour l'armature du balancier, les alliages de fer ou nickel sont désirables, car ces matières ont une perméabilité élevée sous de faibles densi tés de flux et ont des courbes de magnétisation qui sont très plates au-dessus du coude, con trairement aux courbes de magnétisation d'autres matières magnétiques qui accusent un accroissement plus graduel du flux sur une large échelle de forces de magnétisation croissantes. On fait. travailler l'armature juste au-dessus du coude de la courbe, c'est-à-dire dans la partie sensiblement plate, entre les limites des tensions qui interviennent dans la pratique.
Les alliages de fer et de nickel mentionnés ci-dessus conviennent aussi pour les pièces polaires et le noyau de l'électro-aimant, mais on peut aussi utiliser avec de bons résultats une matière moins conteuse. Le fer doux con vient pour l'inducteur, mais, dans le cas de l'armature qui exige une raideur et une rigi dité considérables, les alliages de fer et de nickel sont plus appropriés.
Comme il a été mentionné précédemment, une exactitude excellente est obtenue dans une horloge de ce type à l'aide de la. construc tion d'armature et d'inducteur décrite. Les courbes de magnétisation de l'armature qui ont été établies dans des conditions d'essai accusent une caractéristique à partie supé rieure plate, entre les limites de tension de quatre à huit volts, qui est de beaucoup meil leure, en ce qui concerne la faible variation de flux entre les limites de la tension de tra vail, que celle qu'accuse la courbe de magnéti sation de toute matière connue.