<B>Installation d'entretien</B> électrique <B>du mouvement d'une pièce d'horlogerie</B> Il existe actuellement des installations d'en tretien du mouvement d'une pièce d'horlogerie, qui comportent un dispositif émetteur d'impul sions, commandé par une cellule photoélec trique et agissant sur un organe oscillant, dont le mouvement commande les temps d'exposi tion de ladite cellule à des rayons. Les instal lations de ce genre, réalisées jusqu'à ce jour, sont destinées à l'entretien du mouvement de pièces d'horlogerie, telles que des horloges ou pendules fixes, et la source de rayons est cons tituée par une source de rayons lumineux.
Cette source de rayons .doit être maintenue en perma nence en fonctionnement et, de plus, l'inten sité lumineuse émise par celle-ci doit être re lativement grande, car seule une petite partie du flux lumineux émis peut être utilisée pour l'exposition de la cellule photoélectrique. Or, ces cellules sont relativement peu sensibles, c'est-à-dire que les variations de leurs proprié tés électriques engendrées par les variations du flux lumineux capté par celles-ci sont relati vement faibles. Il s'ensuit que ces cellules doi vent nécessairement être reliées au dispositif émetteur d'impulsions par l'intermédiaire d'un amplificateur électronique.
Ces amplificateurs non seulement sont encombrants, mais encore nécessitent, pour leur fonctionnement, une source d'énergie électrique importante, de sorte que ce genre de dispositif d'entretien ne peut pas être envisagé pour l'entretien de pièces d'horlogerie portables (montre de poche, mon tre-bracelet, etc.).
La présente invention a pour objet une ins tallation d'entretien électrique du mouvement d'une pièce d'horlogerie, comportant un dis positif d'impulsions d'entretien, commandé par une cellule photoélectrique et agissant sur un organe oscillant, dont les déplacements com mandent les temps d'exposition de cette cellule à des rayons. Cette installation se distingue des installations d'entretien électriques connues par le fait qu'elle comporte un dispositif émetteur de rayons comprenant un matériau radioactif.
Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple quelques formes d'exécu tion de l'installation d'entretien, objet de l'in vention.
La fig. 1 est une vue en coupe d'une pre mière forme d'exécution de l'installation.
La fig. 2 en est une vue en plan, dans la quelle les liaisons électriques sont indiquées schématiquement.
La fig. 3 est un diagramme illustrant, en fonction du temps, les courants traversant l'en roulement d'excitation et les tensions aux bor nes du condensateur.
La fig. 4 est une vue en plan et à plus grande échelle du moteur à impulsions. La fig. 5 est une vue en coupe suivant la ligne V-V de la fig. 4.
La fig. 6 est une vue en coupe d'une se conde forme d'exécution @de l'installation.
La fig. 7 est une vue en plan de l'installa tion d'entraînement du premier mobile.
La fig. 8 est une vue en coupe d'une troi sième forme d'exécution de l'installation.
La fig. 9 illustre le schéma électrique de cette troisième forme d'exécution.
La fig. 10 est un diagramme indiquant, en fonction du temps, les courants traversant les deux enroulements d'excitation.
La fig. 11 est une vue en coupe, avec schéma électrique, d'une quatrième forme d'exécution.
La fig. 12 est un diagramme illustrant, en fonction du temps, les courants traversant l'en roulement primaire @du transformateur et l'en roulement d'excitation du moteur.
Les fig. 13 à 15 illustrent les schémas élec triques de trois autres formes d'exécution du dispositif, comportant un transistor.
Dans toutës les formes d'exécution illus trées dans le dessin annexé, l'organe réglant de la pièce d'horlogerie est constitué par un ba lancier 1, soumis à l'action d'un ressort spiral, mais il est bien évident que cet organe réglant pourrait, dans une variante d'exécution, être constitué par un pendule oscillant ou un ba lancier, oscillant sous l'action de la gravité, un pendule ou un balancier, soumis à l'action d'un ressort de torsion ou tout autre organe réglant connu et utilisé actuellement en horlogerie.
Selon la forme d'exécution représentée par les fig. 1 et 2, le balancier 1 est muni d'un cache 3, comportant une ouverture 4 en forme d'arc de cercle, concentrique à l'axe d'oscillation du balancier. Le pivot 5 de ce balancier est pivoté entre deux paliers 6, solidaires de deux platines <I>7a</I> et<I>7b.</I> Un support 8 portant un corps radio actif 9, présentant la forme d'un disque, est fixé rigidement à la face inférieure de la platine 7a. Une cellule photoélectrique 10, sensible au rayonnement du corps radioactif 9, est fixée sur un support 11, solidaire de la platine 7b.
La longueur de la lumière 4 est égale à deux fois le diamètre du corps radioactif 9.
Le pivot 5 du balancier porte une pièce ferromagnétique 12, qui oscille entre les deux pièces polaires 13a et 13b d'un circuit magné tique 15 d'entretien. Un enroulement d'excita tion 16 induit des flux magnétiques simultané ment dans le circuit magnétique d'entretien 15 et dans un circuit magnétique d'entraînement 17. Ce circuit magnétique 17 comporte deux épanouissements polaires 18a et 18b, munis chacun de dentures et entre lesquels tourne un rotor denté 19.
Les extrémités de l'enroulement 16 sont re liées, d'une part, par un conducteur 20 à la cel lule photoélectrique 10 et, d'autre part, par un conducteur 21 à l'une des armatures d'un condensateur 22, dont la seconde armature est reliée par un conducteur 23 à la cellule photo électrique. Ce condensateur 22, qui constitue une source d'énergie électrique, est chargé par une pile 24 à travers une résistance 25.
Le circuit magnétique d'entrainement 17 constitue le stator d'un moteur à impulsions, illustré de manière plus détaillée par les fig. 4 et 5. Le rotor 19 comporte un aimant annu laire 26, muni de deux armatures<I>27a, 27b,</I> fixées sur ses deux faces frontales et munies chacune d'une denture 29a, 29b de même pas t. Ces deux armatures sont toutefois déca lées l'une par rapport à l'autre d'un demi-pas et sont fixées rigidement sur un pivot 37, porté par des paliers 38, solidaires des platines 7a et 7b.
Les épanouissements polaires 18a et 18b sont constitués chacun .par deux armatures ferromagnétiques 31a, 31b - 32a, 32b, fixées sur les faces latérales d'un aimant permanent 35, 36. Les armatures 31a, 31b et 32a, 32b sont munies chacune d'une denture 33a, 33b et <I>34a, 34b,</I> de même pas<I>t</I> que les dentures des armatures<I>27a</I> et<I>27b.</I>
Le fonctionnement de ce moteur à impul sions est le suivant L'aimant annulaire 26 étant aimanté suivant son axe, toutes les dents de l'armature 27a sont de même polarité, par exemple N et toutes les dents de l'armature 27b sont de polarité in verse S. Les aimants permanents 35, 36 sont aimantés dans le même sens et perpendiculai rement au pivot 37, de sorte que les dents des pièces polaires 31a et 31b sont de même pola rité par exemple S, tandis que les dents des pièces polaires 32a, 32b sont de polarité in verse N. Ainsi, les dents 33a, 34b attirent les dents du rotor 19, tandis que les dents 33b et 34a les repoussent. La position de repos, en l'absence de courant dans l'enroulement 16, est celle représentée à la fig. 4.
Lorsque l'enroulement 16 est alimenté par un courant électrique, il crée, dans le stator de ce moteur, un champ magnétique qui se super pose aux champs des aimants permanents 35 et 36. Ce champ superposé est -de valeur suf fisante pour inverser la polarité des dents 31a, 31b et 32a, 32b. Ainsi, chaque fois que l'en roulement 16 est alimenté, le rotor avance d'un demi-pas, puis, lors de la rupture du courant d'alimentation, le rotor avance d'un nouveau demi-pas. Un moteur à impulsions de ce type est décrit en détail dans une demande de brevet connexe, de sorte qu'il est inutile de le décrire plus en détail ici.
Le fonctionnement de l'installation décrite est le suivant La position d'équilibre du balancier 1 est celle représentée par la fig. 1.
Lorsque le balancier est déplacé angulaire- ment hors de sa position d'équilibre stable d'un angle suffisant, le cache 3 intercepte le rayon nement du corps radioactif 9, de sorte que la cellule photoélectrique 10 ne capte aucun rayon capable de modifier ses propriétés élec triques. Dans ces conditions, cette cellule ne laisse passer pratiquement aucun courant. Si maintenant on lâche le balancier 1 le ressort spiral (non représenté) lui imprime un mouve ment oscillatoire et lorsque la lumière 4 dé couvre la cellule photoélectrique, celle-ci est frappée par les rayons a ou (3 provenant de la désintégration radioactive de la matière et émis par le corps radioactif 9.
Cette cellule photo électrique devient alors, sous l'action de ces rayons, bonne conductrice du courant électri que, de sorte que le condensateur 22 se dé charge à travers l'enroulement 16. Un flux magnétique parcourt le circuit d'entretien 15, de sorte que, d'une part, la pièce 12 reçoit une impulsion qui entretient le mouvement du ba lancier et, d'autre part, le rotor 19 avance d'un demi-pas t lors de l'alimentation de l'enroule ment 16, puis d'un nouveau demi-pas t lors de la rupture du .courant d'alimentation. Le pi vot 37 de ce rotor porte le premier mobile 39 du mouvement d'horlogerie.
La valeur de la résistance 25 est choisie de manière que la tension aux bornes du con densateur 22 atteigne la tension de la pile 24 dans un temps inférieur à la durée d'une demi- oscillation du balancier.
Dans ces conditions, la tension aux bornes de ce condensateur, en fonction du temps, est donnée par la courbe a de la fig. 3. Pendant un temps b, le condensateur se charge, puis sa tension reste constante jusqu'à ce que la lumière 4 découvre la cellule 10. Dès cet ins tant, le condensateur 22 se décharge et sa ten sion tombe pratiquement à zéro pendant le temps c. Pendant la durée de la décharge du condensateur, un courant d traverse l'enroule ment 16.
Ce courant est suffisant, d'une part, pour imprimer au balancier 1, à chaque demi- période de son mouvement oscillatoire, une im pulsion suffisante pour entretenir son mouve ment et, d'autre part, pour provoquer l'avance ment d'un pas du rotor 19 qui entraîne le mou vement d'horlogerie.
De ce qui précède, on peut aisément se rendre compte que l'installation décrite peut être prévue de dimensions très réduites. En effet, le corps radioactif constitue une source de rayons fonctionnant en permanence et qui est pratiquement inépuisable.
Dans le "cas où on utiliserait des corps radio actifs, dont la demi-période serait relativement courte par exemple de 10 ans seulement, on dimensionne alors la cellule photoélectrique 10, de manière à obtenir, au début, une satura tion de la cellule photoélectrique sous l'in fluence des rayons captés, de manière que, lors qu'après 10 ans, l'intensité du rayonnement émis par le corps radioactif aura diminué de 50 %,
la variation de résistance de la cellule photoélectrique ait encore la même valeur, c'est-à-dire suffisante pour obtenir un courant d'excitation d'une intensité suffisante à l'entre tien du mouvement d'horlogerie.
Il est évident que la pile 24 peut être cons tituée par toute pile connue, telle qu'une pile voltaïque, ou accumulateur électrique, dont la recharge pourrait être assurée par exemple par une ou plusieurs cellules photovoltaïques, ou encore par un générateur radioactif compor- tant un corps radioactif, constituant l'un des pôles et un écran métallique, interceptant les radiations émises par ce corps radioactif et constituant le second pôle de la source de courant.
La cellule photoélectrique doit évidemment être sensible aux rayons a ou (3 émis par le corps radioactif. Parmi les cellules de ce genre connues et utilisées actuellement, celles au sul fure de cadmium ;par exemple peuvent, grâce à leur très grande sensibilité à ces rayons, être prévues de très petit diamètre (moins de 5 mm. par exemple) tout en permettant d'alimenter directement l'enroulement 16 par le condensa teur 22, chargé à l'aide d'une source d'énergie électrique de faible tension (par exemple de quelques volts).
Il est clair que la capacité du condensateur doit être calculée de manière que l'énergie électrique, emmagasinée pendant les temps durant lesquels la cellule ne capte aucun rayon, soit suffisante pour alimenter l'enroule ment 16 et permettre l'entretien du mouve ment du balancier, d'une part, et l'entraînement du mouvement d'horlogerie, d'autre part.
Le corps radioactif est, de préférence, un corps présentant une très longue demi-période, par exemple plusieurs dizaines d'années, de ma nière que la réduction de l'intensité de son rayonnement, au cours du temps, soit prati quement négligeable. De bons résultats ont été obtenus avec le Strontium 90 et le Polonium, mais il va sans dire que d'autres matières ra dioactives peuvent également être utilisées.
Selon la forme d'exécution représentée par les fig. 6 et 7, le corps radioactif 9 est fixé sur la surface périphérique 42 du balancier 1 et la cellule photoélectrique 10 est disposée en regard de cette surface périphérique. Le corps radioactif 9 et la cellule 10 présentent le même diamètre. Sur le côté du balancier 1 op posé au corps radioactif 9, la surface périphé rique 42 est munie d'un petit aimant perma nent 43, aimanté longitudinalement. En regard de cette surface périphérique 42 sont disposées les pièces polaires 44a, 44b, du circuit magné tique 15 de maintien du mouvement oscillatoire du balancier.
Ce circuit magnétique comporte un noyau 45, muni de l'enroulement d'excita tion 16 et les deux pièces polaires<I>44a, 44b</I> sont fixées sur les faces frontales du noyau 45. Cet enroulement est alimenté, à travers la cel= lule photoélectrique 10, par la pile 24. Une bague de déphasage 40 placée sur le noyau 45 permet de retarder l'impulsion magnétique par rapport au passage du balancier par sa position d'équilibre stable.
Le pivot 5 du balancier porte un plateau 47, muni d'une cheville 48, engagée dans la fourchette 50 d'une ancre 51, pivotée en 49. Cette dernière coopère avec une roue dentée 52, dont les dents sont en forme de dents de loup. Le pivot 53 de cette roue dentée porte le premier mobile 39 du mouvement d'horlo gerie. La roue dentée 52 constitue, avec l'an cre 51, non pas un dispositif d'échappement, mais un dispositif moteur, les levées 54a et 54b de cette ancre actionnée par la cheville 48, agissent sur les faces dorsales des dents de la roue 52 pour entraîner cette dernière dans un mouvement rotatif saccadé. Ce genre de dis positif moteur étant bien connu et utilisé depuis de très nombreuses années en horlogerie, il est inutile de le décrire plus en détail ici.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est le suivant En position de repos, c'est-à-dire d'équili bre mécanique stable, le balancier 1 est dans la position représentée au dessin, le corps radio actif 9 est en regard de la cellule photoélectri que 10, tandis que les pièces polaires 44a, 44b sont en regard des extrémités de l'aimant per manent 43.
Lorsque le balancier 1 oscille, le corps ra dioactif 9 passe en regard de la cellule 10 au cours de chaque demi-période de son mouve ment oscillatoire. En conséquence, lors de cha que passage du balancier par sa position d'équi- bre stable, la cellule 10 est-irradiée et sa résis tance électrique est abaissée temporairement, de sorte qu'un courant traverse l'enroulement 16. Ce courant est toutefois retardé par rap port au passage du balancier par sa position d'équilibre, grâce à la bague de déphasage 40. En conséquence, un flux magnétique est induit dans le circuit magnétique d'entretien 15, après le passage du balancier par sa position d'équi libre stable.
Comme représenté au dessin, les polarités des pièces polaires sont de même signe que les polarités des extrémités de l'ai mant 43 leur faisant face, de sorte que l'ai mant 43 est repoussé dans le sens de son dé placement et le balancier reçoit ainsi une im pulsion d'entretien et d'entraînement au cours de chaque demi-période de son mouvement oscillatoire.
Comme décrit ci-dessus, la cheville 48 en traîne, par l'intermédiaire de l'ancre 51, la roue dentée 52 dans un mouvement de rotation saccadé. Cette roue dentée est solidaire du pre mier mobile 39 du mouvement d'horlogerie.
Selon la forme d'exécution représentée par les fig. 8 et 9, l'installation comprend un dis positif d'entretien du mouvement oscillatoire du balancier et un dispositif d'entraînement du premier mobile du mouvement d'horlogerie. Le dispositif d'entraînement est semblable à celui décrit en référence aux fig. 1 à 3, tandis que le dispositif d'entretien est semblable au dis positif d'entretien décrit en référence aux fig. 6 et 7. Dans toutes ces figures, les mêmes chif fres de référence désignent les mêmes organes et éléments. Le balancier 1 porte un corps ra dioactif 9 et la cellule photoélectrique 10 est fixée à l'une des platines du mouvement d'hor logerie.
Le circuit magnétique d'entretien 15 est muni d'un enroulement d'excitation 16a, tandis que le circuit magnétique d'entraînement 17 est muni d'un enroulement d'excitation 16b. Les deux enroulements sont branchés en série et le condensateur 41 est branché en parallèle sur l'enroulement 16a.
Le diagramme de la fig. 10 illustre les im- pulsions de courants<I>da,</I> retardées par rapport au passage du balancier par sa position stable s, parcourant l'enroulement 16a et les impulsions dL, traversant l'enroulement 16b du moteur à impulsions. Le fonctionnement de cette forme d'exécution se déduit sans autres de l'examen des figures et en tenant compte des indications données plus haut en référence aux fig. 1 à 3 et 6et7.
La fig. 11 illustre une forme d'exécution très semblable à celle décrite en référence aux fig. 8 et 9 ; toutefois l'enroulement 16a du dis positif d'entretien est alimenté par l'intermé diaire d'un transformateur 55.
Dans ce cas, comme représenté par les diagrammes de la fig. 12, les impulsions de courant d, qui traversent l'enroulement du pri maire du transformateur 55 et l'enroulement d'excitation 16b du moteur d'impulsions, in duisent chacune, dans l'enroulement secondaire de ce transformateur, deux impulsions de cou rant<I>el, e2</I> successives et de sens opposés. En conséquence, le circuit magnétique d'entretien 15 est parcouru par deux flux magnétiques suc cessifs et de sens contraires, l'un, provoquant une attraction de l'aimant permanent 43, étant engendré avant le passage du balancier par la position d'équilibre stable s et l'autre, engen dré après le passage du balancier par cette position d'équilibre, provoquant une répulsion de l'aimant permanent 43.
Il n'est donc pas né cessaire, dans ce cas, de retarder le flux ma gnétique, engendré dans le circuit d'entretien 15 par rapport au passage du balancier par sa position d'équilibre stable, puisque le flux ma gnétique, dans ce circuit, s'inverse à l'instant précis du passage de ce balancier par sa posi tion d'équilibre stable.
Les fig. 13 à 15 du dessin illustrent trois formes d'exécution de l'installation, dans les quelles la cellule photoélectrique est reliée aux enroulements d'excitation des dispositifs d'en tretien et d'entraînement, par l'intermédiaire d'un transistor de jonction 56. La base f de ce dernier est reliée à la cellule photoélec trique 10.
Dans la forme d'exécution représentée par la fig. 13, le collecteur g de ce transistor est relié, par l'intermédiaire de l'enroulement pri maire du transformateur 55 et de l'enroulement d'excitation l6b, à la source d'énergie électri que 24 et à la cellule 10. Par contre, l'émetteur h de ce transistor est relié au second pôle de la source 24 et une résistance de stabilisation 57 est branchée entre l'émetteur<I>h</I> et la base f.
Le fonctionnement de cette forme d'exécu tion se déduit aisément de l'examen de la fig. 13. En effet, lorsque, par suite de son expo sition aux radiations émises par le corps radio actif 9, la cellule 10 émet une impulsion élec trique de tension, celle-ci polarise la base f à une tension plus élevée que la tension de blo cage du transistor. En conséquence, la source 24 alimente, à travers l'émetteur h et le collec teur g, l'enroulement primaire du transforma teur 55 et l'enroulement d'excitation l6b du dispositif d'entrainement.
Dans la forme d'exécution selon la fig. 14, le collecteur g est relié à la source 24, par l'in termédiaire des deux enroulements d'excitation 16a et 16b, branchés en série. Ici encore, lors que la cellule 10 émet une impulsion de tension, elle provoque une polarisation -de la base f du transistor à une tension suffisamment élevée pour provoquer le déblocage de ce transistor et permettre ainsi l'alimentation des enroulements d'excitation pendant le court laps de temps pen dant lequel la cellule 10 est exposée aux rayons émis par le corps radioactif. Le courant d'exci tation parcourant l'enroulement 16a est toute fois retardé par le condensateur 41.
Selon la fig. 15, l'enroulement d'excitation 16a du moteur à impulsions est utilisé comme résistance de stabilisation. Le fonctionnement est toutefois semblable à celui des installations décrites en référence aux fig. 13 et 14. En effet, lorsque, par suite de son exposition à des rayons, la cellule 10 émet une impulsion de tension, la tension de la base f atteint une va leur suffisante pour débloquer ce transistor.
Dès lors, les enroulements 16a et l6b sont ali mentés par la source 24 pendant le laps de temps pendant lequel la tension, engendrée dans la cellule 10 par les rayons la frappant, est suffisante pour maintenir la base f à un poten tiel supérieur au potentiel de blocage. Le flux magnétique engendré dans le circuit magnétique d'entretien 15 est retardé par la bague de dé phasage 40.
Dans les deux dernières fig. 14 et 15, le corps radioactif 9 n'est pas représenté pour plus de clarté des schémas électriques. En fait, ce corps est supposé être porté par le balan cier 1, comme représenté par la fig. 13, la cel lule 10 étant, en réalité, disposée sous ce balan cier.
Dans une variante, la cellule photoélectri que pourrait être exposée aux rayons lumineux d'une pastille en matière radiolumineuse irra diée par le corps radioactif. Dans ce cas, le corps radioactif et la pastille radiolumineuse peuvent être solidaires d'une partie fixe, et dis posés en regard de la lumière 4 du balancier, la cellule photoélectrique étant disposée sur le côté opposé du cache 3 porté par le ba lancier et fixée rigidement sur une partie fixe. Cette forme d'exécution est donc très sembla ble à celle décrite en référence aux fig. 1 à 3.
Dans une autre variante, le corps radioactif et la pastille radiolumineuse pourraient être portés par le balancier, tandis que la cellule photo électrique serait fixée rigidement sur une partie fixe. Cette variante est donc -très semblable aux formes d'exécution décrites en référence aux fïg. 6, 7 - 8, 9 ou 11.
De ce qui précède et de l'examen du des sin annexé, on peut aisément se rendre compte que l'installation décrite est réalisable sous un volume d'encombrement très réduit, de sorte que celle-ci peut être utilisée pour l'entretien du mouvement d'horlogerie d'une montre-bra celet par exemple.