Mouvement, notamment mouvement d'horlogerie On connaît déjà (John H. Coleman, Radio isotopic high potentiel low current sources, Nucleonics, December 1953,, page 42; H.G.J. Moseley, Proc. Roy. Soc. London 1913, A 88, page 471) des moyens permettant de charger une électrode isolée par le vide ou par un corps isolant, au moyen de radiations u ou (1, émises par une couche d'un élément radioactif déposé sur cette électrode.
Les électrons des rayons (3, par exemple, quittant l'électrode pour pénétrer dans une armature entourant celle-ci, chargent cette armature négativement et lais sent derrière eux l'électrode chargée positive ment.
La présente invention a pour objet un mbu- vement, notamment un mouvement d'horloge rie, qui se caractérise par le fait qu'il comporte un moteur électrostatique constitué par un condensateur variable- dont l'armature mobile est déplaçable angulairement par rapport à l'armature fixe, par 1e fait qu'une partie au moins de la surface des armatures est revêtue d'une substance radioactive qui provoque une charge électrique progressive de ce condensa teur et par action électrostatique, un déplace ment de l'armature mobile par rapport à l'ar mature fixe et par le fait que des moyens sont prévus pour décharger automatiquement le condensateur lorsque l'armature mobile atteint une certaine position.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, deux formes d'exécution du mouvement, objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique de la première forme d'exécution, en coupe axiale, suivant 1,1 de la fig. 2.
La fig. 2 est une vue en plan avec arrache ment partiel correspondant à la fig. 1.
La fig. 3 est une vue schématique de la se conde forme d'exécution, en coupe axiale, selon 3,3 de la fig. 4.
La fig. 4 est une vue en plan, correspon dant à la fig. 3.
Selon les fig. 1 et 2, le mouvement com prend un moteur d'entraînement électrostati que constitué par un condensateur variable dont l'armature mobile est oscillante et consti tuée par deux pales 1, 2 en forme de secteurs de cercle, solidaires d'un manchon isolant 3 calé sur un arbre 4. L'armature fixe du con densateur est constituée par deux paires de pièces 5, 5a, 6, 6a. Les pièces d'une même paire se font face, tandis que les deux paires de pièces sont disposées symétriquement par rapport à l'axe 4.
Les pales 1 et 2 déplaçables angulairement peuvent pénétrer dans des fen tes 7, 8 formées entre les pièces 5, 5a respecti vement 6, 6a, de l'armature fixe. Dans la position représentée sur le dessin, la pièce 5 est au-dessus de la pale 1 et la pièce 5a est au-dessous de cette pale. En outre, la pièce 6 est au-dessus de la pale 2 et la pièce <I>6a</I> au-dessous de cette pale. Les pièces 5, 5a, 6, 6a présentent la forme de secteurs, de cou ronne coaxiaux espacés angulairement.
Les pales 1 et 2 sont recouvertes d'une mince couche d'un isotope radioactif tel que, par exemple, du Co 60, du C 14, du Sr 90, du Pu 238, etc.
Une goupille 9 solidaire de l'armature mo bile 1, 2 s'étend parallèlement à l'arbre 4. Cette goupille est engagée entre les cornes d'une fourchette 10 solidaire d'une ancre d'échappe ment 11 pivotée en 12, mais électriquement isolée de cette ancre par une pièce 13 formée d'un semi-conducteur à haute résistance élec trique. L'ancre 11 coopère avec une roue d'échappement 14 fixée sur un arbre 15 en traînant les rouages non représentés du mou vement, qui peut être un mouvement d'horlo gerie, par exemple.
Un ressort spiral 16 coopère avec l'arbre 4, comme si ce dernier était l'arbre d'un balan cier de mouvement d'horlogerie.
Le fonctionnement du mouvement décrit est le suivant Supposons l'armature mobile complète ment dégagée de l'armature fixe et chargée par suite de l'émission radioactive de particules chargées. Par action électrostatique, cette ar mature mobile est attirée vers l'armature fixe et s'en rapproche puis pénètre dans les fentes 7, 8. La capacité entre les deux armatures aug mente au fur et à mesure de la pénétration de l'armature mobile à l'intérieur de l'armature fixe de sorte que l'énergie électrique est transformée en énergie mécanique.
Lorsque l'armature mo bile est partiellement engagée dans l'armature fixe, la goupille 9 vient en contact avec l'une des cornes de la fourchette 10 et la charge électrique de l'armature mobile s'écoule par tiellement à travers la résistance 13. L'équi page mobile continue sa course, grâce à l'éner gie cinétique acquise, de sorte que les pales sortent des fentes 7, 8 et s'écartent de l'arma- ture fixe contre l'attraction électrostatique de celle-ci qui est d'une valeur moins grande qu'avant la décharge du condensateur. Il y a donc gain d'énergie mécanique au passage.
Au cours de ce déplacement angulaire de l'arma ture mobile, le spiral 16 se bande en fonction de l'amplitude de ce déplacement et provoque à un moment donné l'arrêt de l'équipage os cillant, puis son retour. Ainsi commence une nouvelle demi-période d'oscillation pendant la quelle l'armature mobile se recharge par émis sion radioactive de particules électriques char gées, puis le même processus recommence à chaque demi-oscillation.
Les déplacements an gulaires de la fourchette 10 commandés par la goupille 9 actionnent l'ancre 11 qui provoque l'avancement pas à pas de la roue d'échappe ment 14, comme il est bien connu. Ainsi, l'ar mature mobile oscille périodiquement, grâce au fait qu'elle se charge et se décharge périodi quement, et qu'elle travaille à l'instar d'un ba lancier de montre comme organe réglant du mouvement, mais constitue, en outre, la partie mobile du moteur d'entretien du mouvement, puisque ce mouvement ne comporte pas de ressort-moteur ni de source extérieure d'électri cité, l'énergie d'entretien du mouvement étant fournie par l'émission radioactive de la matière déposée sur l'armature mobile.
La puissance développée par un mouve ment tel que décrit est environ égale à P cv J Ueff où J est le courant d'électrons émis par les pales et UPtp la tension moyenne à laquelle les pales se chargent. La tension moyenne est donnée par la formule approximative
EMI0002.0031
où R est la résistance 13, C, respectivement Ct, la capacité des pales quand elles sont hors de l'armature fixe ou dans l'armature fixe respec tivement. k est la fraction de période pendant laquelle la goupille 9 est en contact avec l'une des cornes de la fourchette 10.
On a donc avantage à prévoir R aussi grand que possible, en évitant toutefois que la tension puisse dépasser la valeur permise par l'isolation.
Voici un exemple numérique Pour une radiation (3 de 20 millicuries et Ueff = 2000 volts, on obtient P = 0,24 microwatt, et pour et
EMI0003.0005
on a R =<B>8.1010
EMI0003.0006
</B> ohm.
Dans l'exemple décrit, l'armature mobile effectue un mouvement angulaire oscillant. Dans la seconde forme d'exécution, l'arma ture mobile effectue un mouvement de rotation de sens constant. Le spiral 16 est supprimé et les parties identiques à celles de la première forme d'exécution sont désignées par les mê mes chiffres de référence.
Dans cette seconde forme d'exécution, la décharge électrique des pales 1 et 2 a lieu lors que celles-ci atteignent la position représentée grâce à l'effet de pointe. Les moyens de dé charge comprennent deux plots 17, 18 fixés chacun à la base de l'une. des pales, dans le plan commun de symétrie de chaque pale. Ces plots sont d'une hauteur telle qu'ils passent.à faible distance en regard d'une pointe 19, por tée par une vis de réglage 20, par l'intermé diaire d'une pièce 21 en matière semi-conduc trice à haute résistance électrique.
Chacun des plots 17, 18 passe en regard de la pointe 19 lorsque la pale correspondante atteint la posi tion occupée par la pale 2 dans la fig. 4, c'est- à-dire lorsque cette pale est entièrement enga gée dans la fente 8.
Le fonctionnement de cette seconde forme d'exécution est le suivant Partant d'une position pour laquelle l'ar mature mobile est située hors de l'armature fixe, et chargée électriquement par suite de l'émission radioactive de la matière disposée sur elle, l'équipage mobile attiré électrostati- quement tourne en se rapprochant de l'arma ture fixe. Lorsque l'un des plots 17, 18 passe en regard de la pointe 19, cette pointe libère des électrons, par le phénomène bien connu de l'émission froide, et décharge partiellement ces pales. Par inertie, l'équipage mobile pour suit son mouvement, les pales quittent l'arma ture fixe et se rechargent progressivement par suite de l'émission radioactive.
Lorsque ces pales dépassent une position angulaire perpen diculaire à celle représentée au dessin (fig. 4), elles sont à nouveau suffisamment chargées pour être attifées par l'armature fixe, de sorte que l'armature mobile continue sa rotation dans le même sens et qu'un nouveau cycle d'opéra tions tel que décrit recommence. Le fonction nement est donc tout à fait analogue à celui décrit en référence à la première forme d'exé cution et les équations de fonctionnement sont les mêmes.
Il est avantageux de placer le mouvement décrit dans le vide. Lorsque le mouvement est placé dans un gaz, ce qui est moins avantageux pour son fonctionnement, que le vide, il est bon de recouvrir la couche de substance radio active d'une pellicule isolante, par exemple d'un vernis très mince laissant passer le rayon nement (1. On laissera - dénudée une partie de l'armature fixe aussi petite que possible, pour le besoin du contact de décharge.
De ce qui précède, on peut aisément se rendre compte que le mouvement décrit peut comprendre un organe réglant constituant si multanément un moteur d'entraînement ou d'entretien du mouvement, mais qu'il _peut aussi comprendre un ressort-moteur actionnant le mouvement muni de ses organes réglants, et dont le remontage est effectué d'une manière permanente par le moteur électrostatique décrit.