<B>Appareil horaire.</B> La. fabrication des cellules photo-électri- ques est maintenant très aisée et leur applica tion généralisée dans beaucoup de domaines. Dans certaines de ces applications, on re cueille l'énergie liunineuse et on la transforme en courant électrique. Tel est le cas, par exem ple, d'un intégrateur de lumière constitué à l'aide d'une cellule photoélectrique alimen tant un moteur en liaison avec un rouage compteur.
C'est aussi le cas de certaines hor loges dans lesquelles l'énergie est fournie par une pile photoélectrique.
La substitution du remontage électrique au remontage manuel est un fait bien connu en horlogerie. Le ressort de l'horloge est., à cet effet, bandé par@un moteur alimenté, généra lement, par le secteur de distribution d'élec tricité. On peut très bien substituer le cou rant d'une pile photoélectrique à celui du secteur, mais, étant donné que l'énergie mise en jeu est très faible, certaines dispositions sont plus particulièrement avantageuses. La présente invention a pour objet un appareil horaire de cette nature.
Une pile photoélectrique ou un groupe- rrient de piles photoélectriques fournit une énergie très faible; il est donc utile que cette énergie soit utilisée au maximum. Ce sera le cas si le moteur a un bon rendement et si son seuil de démarrage correspond à de faibles üotensités de courant, donc à de faibles éclai rements.
Selon l'invention, on utilise un mo- teur ayant de faibles résistances passives, ca- ractérisé par un axe de pivotement du rotor disposé verticalement; la pointe inférieure du- dit .axe pivote de préférence dans une crà.pau- d.ine en matière dure telle que du saphir et, de la sorte, le démarrage du moteur peut se produire pour des intensités de courant infé rieures à 100 micro-ampères.
Il est avantageux d'utiliser le cadran de l'horloge comme pile photoélectrique; dans ce cas, la pile photoélectrique a donc la dimen sion du cadran et est percée d'un trou pour laisser passer les axes de l'aiguillage; elle re- ceit les inscriptions des minutes et des heures.
Comme l'énergie fournie est relativement -faible, il convient die la dépenser avec parci monie, c'est-à-dire qu'il convient de prévoir le mouvement d'horlogerie -de telle façon que son organe réglant en dissipe peu. Dans ce but, il est avantageux de prévoir un organe réglant dans lequel le système oscillant se dé place dans un plan horizontal, c'est-à-dire que l'axe du balancier est vertical, la fréquence do ce système oscillant étant faible, au plus égale à deux périodes secondes.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple et schématiquement, des formes d'exécution d'un appareil horaire conforme à l'invention.
La fig. 1 est une vue très schématique en coupe d'une première forme d'exécution dans laquelle les axes de l'échappement sont hori zontaux.
La fig. 2 montre de faon analogue une .horloge dans laquelle l'axe de l'échappement est vertical.
La. fig. 3 est une coupe analogie à celle des fig. 1 et 2, d'une horloge dans laquelle tous les axes du rouage du mouvement d'hor logerie sont verticaux à l'exception des axes de minuterie et dans laquelle le moteur est réalisée de manière particulière, pour être extra: plat.
La fig. 4 montre en plan l'aimant formant l'un des éléments du stator du moteur montré à la fig. 3.
La fig. 5 montre en coupe le rotor du mo teur de la fig. 3.
La fig. 6 montre schématiquement en perspective une disposition avantageuse pour l'extrémité d'attache du ressort dans le ba rillet.
La fig. 7 montre l'allure des courbes d'armage et de désarmage pour un ressort ainsi attaché et pour un ressort de type ordi naire.
Sur la fig. 1 est représenté un moteur à collecteur du type de ceux qui sont. utilisés dans les compteurs à. courant continu. Ce mo teur comporte un axe 1 vertical établi en alliage léger et terminé par une pointe ou par une bille qui repose dans une crapaudine 2 en saphir. L'axe 1 est solidaire d'un rotor formé par un bobinage 4 du type cadre et dépourvu de tout autre support que le pro duit isolant d'imprégnation.
La résistance ohmique de ce bobinage est choisie de faon telle qu'elle soit du même ordre de grandeur que la. résistance apparente de la cellule qui constitue la pile photoélectrique pour les éclairements faibles (de l'ordre de quelques centaines de Lux) dans le but -de retirer le maximum d'énergie de ladite cellule. Le bo binage 4, en forme de cloche, est inséré par sa tranche dans l'entrefer étroit d'un stator 3. Ce stator comporte un ou plusieurs aimants permanents et des noyaux faisant apparaître les pôles convenables.
L'axe 1 qui traverse dans une perforation la partie centrale du noyau magnétique fixe, est porteur d'un col lecteur 5 établi en métal précieux, ce collec teur étant en contact avec des balais 5a reliés par des conducteurs aux bornes de la. pile photoélectrique.
Pour permettre le transport de l'horloge et pour que celle-ci ne soit. pas détériorée par les vibrations, il y a avantage à prévoir une suspension élastique pour la crapaudine 2. Cette suspension peut. être constituée par un ressort 6 dont la tension est réglable. Pour le transport, il y a avantage également à pré voir un dispositif de verrouillage dudit rotor à l'aide d'un levier s'appliquant sous une par tie solide dudit. rotor.
Quel que soit le mode de montage envisagé pour ce dispositif de sécurité, qui peut comporter soit, un palier élastique, soit un palier de blocage ou les deux, l'effet des chocs et des vibrations doit êïre reporté en dehors de la pointe de pivo tement.
L'axe 1, à sa partie supérieure, pivote dans un palier 7 muni d'un contre-pivot<B>8.</B> Un pignon 9 solidaire de l'axe 1. transmet le mou vement du rotor à une roue de champ 10 ca lée sur le premier axe 1.1 du rouage démulti plicateur de remontage qui aboutit<B>à</B> l'axe du barillet habituel du mouvement d'horlogerie 12. Ce barillet transmet. le couple du ressort à son tour jusqu'à l'échappement qui, dans le cas de la fig. 1., est, un échappement<B>à</B> axe horizontal.
Le barillet comprend un dispositif connu différentiel à vis et écrou (non représenté) destiné à provoquer mécaniquement l'arrêt du moteur lorsque le ressort est, presque com plètement bandé. Ce dispositif actionne un levier 13 relié à. l'écrou mobile sur la tige filetée à l'arbre de barillet, ce levier 13 coin- portant une fourchette à. son extrémité libre, ladite fourchette venant s'appliquer sous un épaulement 14 de l'axe 1 pour soulever ce, dernier et l'appliquer avec frottement sous le contre-pivot. 8.
Un tel moteur, du fait de sa. faible inertie et de son dispositif de pivotage, fonctionne pour des intensités très faibles du courant électrique d'alimentation. Avec une telle dis- position, le seuil de démarrage est inférieur à cent micro-ampères et l'expérience montre qu'il est possible d'obtenir le démarrage pour moins de cinquante micro-ampères.
La pile photo-électrique alimentant les ba lais est constituée par le cadran 15 de l'hor loge, la surface sensible étant tournée vers 1-extérieur. La transmission du courant est assurée par des lamelles de contact en argent. Ces lamelles peuvent être combinées aux ins- criptions et chiffres portés par le cadran.
Le cadran est perforé en son centre pour laisser passer l'axe de centre et le ou les canons por teurs des aiguilles 16.
L'horloge montrée sur la fig. 1, comporte une seule roue de champ 10 puisque l'échap pement est à axe horizontal.
L'horloge montrée sur la fig. 2, est. pour vue d'un porte-échappement, 17 situé hori zontalement, c'est-à-dire que l'axe du balan cier est placé verticalement. Dans ce cas, ou tre la roue de champ 10a., le rouage d'horlo gerie comporte une seconde roue de champ 18 renvoyant le mouvement à l'échappement si tué dans le porte-échappement 17.
Une telle disposition permet d'avoir des amplitudes plus grandes, toutes choses égales par ailleurs, et, rend l'organe réglant insensible aux effets de la gravité.
Sur la fig. 3, est montrée une variante qui permet d'avoir l'axe de balancier vertical en n'utilisant qu'une seule roue de champ. A cet effet, l'axe du moteur et tous les axes du mouvement. d'horlogerie 19 sont verticaux et la minuterie 20 est commandée par un engre- ii.age à roue de champ 21.
Le moteur comporte un induit 4a sans fer, en forme de disque. Cet induit 4a comporte trois bobines 4b en forme de segments circu laires, décalées de 120 les unes des autres réalisées de manière que leurs conducteurs actifs, qui coupent les lignes de force du champ du stator,
soient les plus développés possible. Ces bobines sont reliées au collecteur 5b à trois lames sur lesquelles portent les ba lais 5c. Les bobines 4b sont enrobées dans une matière thermoplastique ou thermodurcissable isolante pour conférer au rotor le minimum d'encombrement et d'inertie, compatible avec une rigidité suffisante.
L'induit 4a est placé entre un aimant 3a en forme de disque plat aimanté diamétrale ment et un disque 3b à haute perméabilité magnétique. Il pourrait être placé entre deux aimants du .même type disposés avec leurs. pôles de noms contraires face à face.
Le rotor de ce moteur est monté sur pivots comme un axe de montre, ce qui lui permet de fonctionner dans toutes les positions. La dispo sition avec axe vertical est néanmoins 1a plus avantageuse.
A cet effet, les extrémités 1a de chaque axe appelées pivote tournent dans un rubis percé 2a. Le jeu axial est limité par un autre rubis 2b appelé contre-pivot. Ces iubis peuvent être montés avec un dispositif de protection contre les chocs d'un type connu.
Un dispositif de blocage 13 immobilise le rotor par appui sur une portée 14 lorsque le ressort est remonté à fond.
Cette construction de moteur permet la constitution d'appareils horaires autonomes de faible encombrement.
Dans tous les cas, l'énergie moyenne four nie par le moteur pendant une assez grande période de temps devra être plus élevée que l'énergie dépensée par les organes réglants et les frottements au travers des engrenages et du barillet. On voit, de cette faon, que la réserve de marche peut être choisie à volonté pour un même moteur.
Si l'on désire une très grande réserve de marche, l'engrenage démultiplicateur entre le moteur et le ressort doit être prévu avec un très grand rapport et l'engrenage multiplicateur entre le barillet et l'échappement est également à grand rap port de multiplication. Inversement, si l'on se contente d'une faible réserve de marche, les mêmes rapports pourront être faibles.
En général, il y a avantage à choisir une réserve de marche assez élevée pour tenir compte des périodes obscures et assurer le bon fonction nement de la pendule, même après une pé iiode prolongée d'obscurcissement (cas d'un local fermé pendant une période de vacances).
Pour avoir une grande sécurité de fonc tionnement, il est utile que l'énergie dissipée par l'échappement et le balancier soit très nettement inférieure à l'énergie fournie par le moteur. On peut réaliser un dispositif ré pondant à cette condition en choisissant une fréquence plus basse que celle qui est utilisée dans les montres et, par exemple, de deux pé riodes par seconde ou moins.
Il est particulièrement avantageux d'uti liser un balancier suspendu à fil de torsion Et à faible fréquence. Bien que ce dispositif soit mécaniquement compliqué, il présente, Par contre, l'avantage de ne nécessiter que très peu d'énergie, en particulier par absence de pivotage et de ne nécessiter aucune lubri fication.
II y a également intérêt à prévoir sur une telle horloge tin dispositif de blocage d'échap pement mis en action pendant les périodes de transport ou de stockage. De cette façon, la. grande réserve de marche, facilement, obte nue par des moyens simples en usine, petit être presque intégralement conservée jusqu'au moment de la mise en fonctionnement réel.
Pour éviter toute transmission mécanique à faible rendement dans le démultiplicateur de remontage, on est conduit à adopter pour ce dernier des engrenages .droits. Il est indis- pensable de prévoir un mécanisme de retenue qui assure le maintien du remontage.
Ce iné- eanisme de retenue est constitué par une roue à rochet et par un cliquet, pour avoir un eli- quet très sensible et facile à manceuvrer, il est avantageux de prévoir la roue à rochet sur l'un des premiers éléments du démultiplica teur et, par exemple, une roue à rochet 22 sur l'axe 7.1 d'entrée du démultiplicateur. Cette roue 22 est associée à un cliquet <B>23</B> établi, par exemple :sous la; forme d'une la melle élastique.
Comme dans tons les mouvements d'hor logerie à remontage automatique, il est inté ressant d'obtenir des couples maximum d'ar- mage et de désarmage aussi rapprochés que possible. On y parvient en prévoyant un mon tage particulier de la bride .d'attache du res- sort dans le barillet. A cet effet, l'extrémité 24 du ressort .de réserve n'est pas détrempée et la bride 25 à biseau 26 d'accrochage est.
fixée sur la lame de ressort par un rivet. 27 dans le cas où la bride n'est. pas soudable ou par un point de soudure dans le cas contraire. La. distance de ce rivet ou point de soudure à l'extrémité libre du ressort est, au moins égale à la longueur de la bride. Cette dispo sition fournit des variations de couple en fonction du nombre de tours d'armage dont l'allure est représentée sur les courbes de la frg. 7.
Le couple d'armage varie selon la courbe A tracée sur un diagramme dont l'axe OX est gradué -en nombre de tours et l'axe OY en valeur des couplés.
La courbe de désarmage fournie par un tel dispositif est la courbe D régulière approximativement paral lèle à la courbe A et ne présentant. pas d'on dulations sensibles. L'ordonnée du point a re présentant le couple maximum d'arniage est très voisine de l'ordonnée du point<I>cl</I> repré sentatif du couple de désarmage. De cette fa çon,
l'irrégularité dans le couple fourni par le ressort ne dépasse pas la différence clés ordonnées des points a et d. Avec tin ressort ordinaire, au contraire, le point dl est situé beaucoup plus bas et l'irrégularité de fone- tionnement en remontage automatique est sou vent considérable. De phis, la.
courbe Dl re présentant les variations de couples d'un res- sort ordinaire accroché par le5@ :dispositions classiques pendant le désarmage offre de grosses ondulations également source d'irré gularités marquées.
La régularité obtenue par le dispositif de bride ci-dessus décrit est due au fait que l'extrémité non détrempée 24 du ressort. s'appuie sur la paroi du barillet, em pêche le basculement de la bride et pallie aux excentricités prises par le ressort pendant la période de désarmage.