Installation motrice pour l'entraînement d'un mouvement d'horlogerie La présente invention a pour objet une installation motrice pour l'entraînement d'un mouvement d'horlogerie. Il existe déjà des ins tallations de ce genre qui comportent généra lement un ressort à barillet remonté périodi quement par un électro-aimant et entraînant le premier mobile du mouvement d'horlogerie dont l'axe porte la roue d'échappement.
Ces installations ne donnent pas entière sa tisfaction car l'énergie électrique nécessaire à l'alimentation de l'électro-aimant est beaucoup plus grande que l'énergie effectivement néces saire à l'entraînement du mouvement d'horlo gerie. En outre, les champs magnétiques de dispersion ne permettent pas d'utiliser, pour les organes régulateurs du mouvement d'hor logerie, les matières premières les mieux appro priées, car celles-ci sont ferromagnétiques.
L'installation, objet de l'invention, tend à éliminer ces inconvénients par le fait qu'elle comporte un moteur électrostatique présen tant au moins une armature fixe et au moins une armature mobile solidaire d'un axe oscil lant soumis à une action élastique tendant à maintenir ladite armature mobile dans une position pour laquelle l'énergie électrique. po tentielle est approximativement maximum, une source d'énergie électrique à haute tension ali mentant le moteur électrostatique et un dispo sitif de décharge provoquant, lorsque l'arma ture mobile est dans une position pour laquelle l'énergie électrique potentielle est approxima tivement minimum, la décharge des armatures du moteur électrostatique.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple quelques formes d'exécu tion de l'installation selon l'invention. La fig. 1 est une vue perspective de l'ins tallation selon une première forme d'exécution. La fig. 2 est une vue partielle d'une variante d'exécution. Les fig. 3 et 4 illustrent les schémas élec triques et mécaniques de deux autres formes d'exécution. Selon la fig. 1, l'installation comporte a) Une source d'énergie électrique 1 cons tituée par un générateur atomique.
Ce généra teur comporte une électrode 2, constituée par un corps radioactif, tel que du strontium 90 par exemple, et une électrode 3, constituée par un écran métallique bombardé par le corps radioactif.
b) Un moteur électrostatique 4, constitué d'une part par une paire d'armatures fixes 5, reliées électriquement entre elles et, d'autre part, par une paire d'armatures mobiles 6 fixées rigidement sur un axe oscillant 7, tournant dans des paliers 8 (dont un seul est représenté) amé nagés dans un pont 9. Cet axe 7 est soumis à l'action d'un ressort spiral 10 qui tend à main tenir les armatures mobiles 6 dans une position neutre pour laquelle ces armatures mobiles sont à égales distances des deux armatures fixes 5. Cette position neutre, qui correspond à la po sition d'énergie électrique potentielle maximum, est une position d'équilibre électrique instable. Le moteur électrostatique représenté à la fig. 1 est en fait constitué par un électromètre à quadrants.
Dans l'exemple représenté, le mo teur électrostatique 4 comporte deux armatu res fixes, disposées symétriquement autour de l'axe 7 et chaque armature comporte deux électrodes reliées électriquement entre elles. Par contre, l'axe 7 porte deux armatures mo biles, disposées symétriquement par rapport à cet axe et comportant chacune une seule élec trode pouvant pénétrer entre les électrodes des armatures fixes. Il est évident qu'un tel mo teur peut comprendre un nombre quelconque d'armatures fixes et un nombre correspondant d'armatures mobiles et que le nombre des électrodes que comportent ces armatures peut être quelconque.
c) Un dispositif de décharge, constitué par une butée réglable 12 portée par l'une des ar matures fixes 5 et placée sur le chemin d'un doigt 13 solidaire de l'une des armatures mo biles 6.
d) Un moteur M à ressort, constitué par un ressort moteur 14 logé dans un boîtier ou barillet 15 et dont l'une des extrémités est rendue solidaire de ce boîtier, tandis que son autre extrémité est rendue solidaire d'une douille 16 tournant librement sur l'axe oscil lant 7. Cette douille 16 porte une roue à ro chet 17, actionnée par un cliquet 18 articulé en 19 sur un bras 20 porté par l'axe oscillant 7. Sur cette douille 16 est encore fixée une roue à crans 21 retenue contre l'action du ressort 14. par un cliquet 22 articulé en 23 sur une platine 25 et soumis à l'action d'un ressort de rappel 26. Le boîtier 15 porte une couronne dentée 27 entraînant le rouage du mouvement d'horlogerie dont seul le premier mobile 28 est représenté.
La couronne dentée 27 est en prise avec un pignon 29 solidaire d'un axe 30 portant une roue d'échappement 31 et le premier mobile 28. Une ancre 32 oscillant suivant un axe 33 est munie de cornes 34 coopérant avec une cheville 35 portée par un plateau 36 solidaire d'un axe oscillant 37, portant un balancier (non représenté).
Le fonctionnement de l'installation motrice décrite est le suivant Le corps radioactif 2 émet des particules a chargées électriquement, qui sont recueillies par l'écran 3. En conséquence, la différence de potentiel entre les électrodes 2 et 3 du généra teur à haute tension 1 croît en fonction du temps. Ces électrodes 2 et 3 étant reliées élec triquement par des connexions 38 et 39 aux armatures fixes et mobiles du moteur électro statique 4, la différence de potentiel entre ces armatures croît également en fonction du temps. Les armatures mobiles 6 sont donc at tirées par les armatures fixes 5 et se déplacent angulairement suivant la flèche f contre l'ac tion du ressort spiral 10.
La position angu laire de l'axe oscillant 7, qui constitue avec ces armatures mobiles 6 un équipage mobile, est donc à chaque instant fonction de la dif férence de potentiel existant entre les arma tures fixes 5 et mobiles 6. Ce déplacement an gulaire se poursuit jusqu'à ce que le doigt 13, porté par l'une des armatures mobiles, bute sur la butée réglable 12. A ce moment, les ar matures fixes et mobiles sont court-circuitées et se déchargent instantanément, de sorte que la différence de potentiel entre ces armatures s'annule. La force électromotrice qui agissait sur les armatures mobiles 6 ayant disparu, le ressort spiral 10 entraîne l'axe oscillant 7 en sens inverse et le ramène de ce fait vers sa position initiale apériodiquement.
Le bras 20 solidaire de l'axe oscillant 7 est entraîné dans tous les déplacements de l'équi page mobile. En conséquence, lorsque l'axe 7 tourne dans le sens de la flèche f, le cliquet 18 saute de dent en dent le long de la den ture de la roue à rochet 17. Par contre, lorsque l'axe 7 tourne en sens contraire de la flèche f, le cliquet 18 entraîne la roue à rochet, la douille 16 et l'extrémité du ressort moteur 14, fixée sur cette douille. Il est évident que le ressort spiral doit être suffisamment fort pour remonter au moins partiellement le ressort mo teur 14. En fait, pendant le retour de l'équi page mobile à sa position initiale, l'énergie accumulée dans le ressort spiral 10 est trans férée dans le ressort moteur. L'équipage mobile exécute ainsi un mouvement oscillatoire.
En outre, la douille 16 entraîne dans son déplacement angulaire la roue à crans 21 qui est fixée rigidement sur elle. Selon le sens du déplacement, le cliquet de retenue 22 saute de cran en cran le long de la denture de cette roue à crans ou retient celle-ci pour maintenir le ressort moteur 14 bandé. Au cours de chaque oscillation de l'équipage mobile, le ressort mo teur 14 est remonté pendant une demi-oscilla- tion, et, pendant l'autre demi-oscillation, ce ressort est maintenu bandé par le cliquet de re tenue 22 en prise avec la roue à crans 21.
Le ressort moteur 14 étant bandé, celui-ci tend à faire tourner le boîtier 15 et donc la couronne dentée 27. Cette dernière entraîne le pignon 29, l'axe 30 et le premier mobile 28 du mouvement d'horlogerie. La vitesse de ro tation de ce dernier est réglée et maintenue constante par les organes régulateurs compre nant la roue d'échappement 31, l'ancre 32 et le plateau 36 associé au balancier.
Dans une variante d'exécution représentée à la fig. 2, le moteur comprend, d'une part, deux paires d'armatures fixes comportant cha cune une électrode 40 et 41 isolées électrique ment l'une par rapport à l'autre par des entre toises 42 et, d'autre part, une paire d'arma tures mobiles comprenant chacune une seule électrode 43 fixée sur l'arbre oscillant 7. Dans un tel moteur, les électrodes 40 et 41 sont re liées par des conducteurs<I>el</I> et e2 aux électro des du générateur à haute tension 1. Les qua tre armatures sont fixées rigidement sur une platine du mouvement d'horlogerie, mais sont isolées électriquement par rapport à cette pla tine par tous moyens connus.
Le fonctionnement de ce moteur électro statique est à peu près semblable au fonction nement du moteur décrit plus haut. Ce moteur présente toutefois l'avantage que le ressort spi ral n'est pas mis sous tension. Par contre, l'im pulsion subie par l'équipage mobile à chaque demi-période est plus faible que dans le cas de la fig. 1. En effet, cette impulsion résulte seu lement de la variation de la capacité du con densateur formé par les électrodes 40 et 41, provoquée par la pénétration des électrodes de l'équipage mobile entre les électrodes des arma tures fixes qui constituent le stator du moteur.
Ainsi, par exemple, dans un moteur pré sentant a) deux armatures mobiles d'environ 20 à 30 mm. de rayon et présentant un angle au centre de 900, b) deux armatures fixes avec un écartement de 0,5 mm entre armatures fixes et mobile, c) une tension de 1500 volts, on obtient, dans le cas de la fig. 2, un couple de 0,2 g cm, et dans le cas de la fig. 1, un couple de 0,4 g cm.
Dans la forme d'exécution selon la fig. 3, l'installation comporte un générateur à haute tension 1, un moteur électrostatique 4 et un moteur à ressort M semblables à ceux décrits en référence à la fig. 1. Afin de faciliter la lec ture - de cette figure les organes déjà décrits sont désignés par -les mêmes chiffres de réfé rence.
Par contre, le dispositif de décharge est constitué ici par un tube à décharge S. Ainsi, lorsque la différence de potentiel entre les ar matures fixes et mobiles du moteur électro statique atteint une valeur donnée, un arc jail lit entre les électrodes s1 et<I>s2</I> de ce tube. Cet arc court-circuite les électrodes 2 et 3 du gé nérateur à haute tension 1 et la différence de potentiel s'annule. Les armatures du moteur sont donc déchargées.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution de l'installation est donc exacte ment semblable à celui de la première forme d'exécution décrite, sauf que dans ce cas, la décharge des armatures du moteur électro statique est provoquée par la différence de po tentiel atteignant une valeur déterminée, tan dis que dans l'autre cas, cette décharge est provoquée par le déplacement angulaire de l'équipage mobile atteignant une valeur dé terminée.
Dans les formes d'exécution décrites ci-des sus, les irrégularités qui pourraient se pro duire dans la durée des périodes d'oscillation successives de l'équipage mobile n'ont prati quement aucune influence sur la régularité de marche du mouvement d'horlogerie puisque la seule fonction du moteur électrostatique est de remonter le ressort à barillet, tandis que la marche du mouvement d'horlogerie est réglée par ses organes régulateurs.
La forme d'exécution selon la fig. 4 com porte un générateur à haute tension 1, un tube à décharge S et un moteur électrostatique 4 semblables à ceux décrits en référence à la fig. 3. Par contre, la roue à rochet 17 est solidaire d'une douille 44, sur laquelle sont fixés, d'une part, un pignon 45, entraînant le mouvement d'horlogerie et, d'autre part, la roue à crans 21 retenue en position angulaire par le cliquet de retenue 22. Dans cette forme d'exécution, le moteur électrostatique doit être réglé de manière à battre de manière absolument régulière la se conde ou le cinquième de seconde par exemple.
Le mouvement d'horlogerie est alors entraîné de manière saccadée une fois au cours de cha que oscillation complète du moteur électro statique. Dans cette dernière forme d'exécution, le moteur électrostatique entraîne directement le mouvement d'horlogerie et constitue donc simultânément l'organe régulateur de ce mou vement d'horlogerie.
De multiples variantes d'exécution peuvent être prévues. Ainsi, par exemple, le généra teur à haute tension pourrait être constitué par un générateur électronique à tubes ou à transistors délivrant une tension continue du type utilisé par exemple pour l'alimentation des tubes Geiger portatifs et qui comportent un oscillateur à tubes ou à transistors alimenté par une pile à basse tension de l'ordre de 1,5 V. La tension sinusoïdale obtenue est élevée au moyen d'un transformateur spécial, mais de type connu. La tension de sortie est redressée au moyen d'un redresseur sec. Le coefficient d'amplification peut être de l'ordre de 1,5 V à 1000 V.