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Dispositif chronométrique La présente invention a pour objet un dispositif chronométrique comprenant une pièce d'inertie montée pour tourner autour d'un axe et retenue élasti- quement dans une position donnée par une force approximativement proportionnelle au déplacement de la pièce à partir de cette position, les oscillations de la pièce d'inertie autour de la position donnée étant entretenues par des impulsions qui lui sont fournies par des moyens électromagnétiques. La pièce d'inertie peut être, par exemple, un pendule ou un balancier retenu par un spiral.
Un but de l'invention est de fournir un tel dispositif qui soit relativement simple.
Le dispositif faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend une pièce magnétique et une pièce conductrice coopérantes, l'une de ces pièces étant fixée rigidement à la pièce d'inertie ou formant partie intégrante de celle-ci et l'autre pièce étant maintenue dans une position fixe de manière que des impulsions de tension soient induites dans la pièce conductrice au cours des oscillations de la pièce d'inertie, et un générateur d'impulsions électriques connecté à la pièce conductrice et agencé pour faire passer à travers cette pièce des impulsions de courant en réponse auxdites impulsions de tension, mais de sens opposé à celui de ces dernières,
une action réciproque entre les pièces conductrice et magnétique pendant lesdites impulsions de courant produisant des impulsions sur la pièce d'inertie dans le sens voulu pour maintenir son oscillation.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution et une variante du dispositif selon l'invention. La fig. 1 est une vue schématique partielle de cette forme d'exécution.
La fig. 2 est le schéma d'un générateur d'impulsions électriques que comprend cette forme d'exécution. La fig. 3 est une vue schématique partielle de la variante.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 1, le dispositif chronométrique comprend un balancier 1 et son axe 2, de forme connue et montés pour tourner autour de l'axe géométrique de l'axe 2. On suppose ici que l'axe 2 est vertical. Cet axe porte un enroulement léger 3 -de forme générale rectangulaire, trois de ses côtés étant pratiquement coplanaires. Les brins du quatrième côté 4 sont divisés en deux sections égales, chacune ayant la forme d'un demi-cercle et formant ensemble un cercle disposé dans un plan perpendiculaire au plan des trois autres côtés de l'enroulement.
Le point milieu du côté de l'enroulement 3 opposé au côté circulaire est fixé rigidement à l'axe 2 immédiatement au-dessous du balancier 1, de manière que le côté circulaire soit au-dessous du point d'attache et centré sur l'axe géométrique de l'axe 2. Les deux autres côtés sont par conséquent verticaux et, lors de la rotation de l'axe 2, engendrent une surface cylindrique coaxiale à l'axe 2. L'ensemble du balancier est retenu élastiquement dans sa rotation par deux spiraux 5 et 6 agissant en sens opposés, fixés à une pièce isolante 7 sur l'axe 2 au-dessus du balancier 1.
Les spiraux sont connectés respectivement par des conducteurs 16 et 17 aux extrémités de l'enroulement 3 et leurs points d'ancrage fixes 8 et 9 sont correctement isolés.
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Un aimant permanent annulaire 10 est monté de manière que ses pôles soient placés symétriquement de chaque côté de la partie inférieure de l'axe 2. L'aimant comprend des faces polaires 11 et 12 concaves et cylindriques, coaxiales à l'axe 2. Une pièce 13 en fer doux, de forme générale cylindrique à pans coupés, d'une épaisseur notable, est montée dans l'espace compris entre les faces polaires 11 et 12, de manière à être coaxiale à l'axe 2 qui la traverse librement.
La pièce 13 présente des faces cylindriques 14 et 15. La disposition est telle que lorsque l'ensemble du balancier tourne, les côtés verticaux de l'enroulement 3 passent librement dans les entrefers compris entre la pièce 13 et les faces polaires 11 et 12 de l'aimant, coupant ainsi perpendiculairement le champ magnétique dans ces entrefers. Dans la position moyenne, les côtés verticaux sont placés à mi- distance dans lesdits entrefers. Le côté supérieur de l'enroulement 3 est placé au-dessus de la pièce 13 de fer doux et le côté inférieur entoure cette pièce 13 sans la toucher.
Envisageons maintenant le circuit électrique connecté à l'enroulement 3 par l'intermédiaire des spiraux 5 et 6. Une première borne de l'enroulement 3 est connectée à la borne négative 20 (fig. 2) d'une source de courant continu à faible tension. La seconde borne de l'enroulement 3 est connectée au collecteur d'un transistor 21 dont l'émetteur est connecté à la borne positive 22 de ladite source. La borne positive d'un redresseur 23 est connectée au collecteur du transistor, et la borne négative est connectée par un enroulement primaire d'un transformateur 24 à la borne négative 20 de la source. L'enroulement secondaire du transformateur 24 est connecté entre la base et l'émetteur du transistor 21.
Ce circuit fonctionne de la manière suivante Quand l'enroulement 3 oscille dans le champ magnétique, une tension alternative est induite dans cet enroulement, et quand la seconde borne est positive par rapport à la première, un courant s'écoule à travers le redresseur 23 et le primaire du transformateur. Le transformateur est connecté dans un sens tel que la tension induite dans le secondaire par suite de l'augmentation du courant primaire rend négative la base du transistor 21 par rapport à son émetteur.
Un courant commence à passer dans le circuit du collecteur, dont une partie s'écoule à travers l'enroulement 3 en opposition avec la tension induite, produisant une force qui agit sur l'enroulement et le balancier et tend à augmenter leur vitesse angulaire, et dont une autre partie s'écoule à travers le redresseur 23 et le primaire du transformateur. Le courant accru dans le primaire du transformateur induit une plus forte tension dans le secondaire, ce qui augmente le courant du collecteur du transistor. On voit que la réaction positive à travers le transformateur produit une augmentation rapide du courant du collecteur et par conséquent du courant à travers l'enroulement 3.
Ce processus est arrêté par la saturation du noyau du transformateur faisant tomber à zéro la tension secondaire induite du transformateur. Quand ceci se produit, le transistor revient immédiatement à son état de repos initial. Il est évident qu'une impulsion de courant ne sera déclenchée que lorsque l'enroulement 3 passe dans sa position de repos dans un sens particulier pour produire une impulsion de tension du sens correct. Le redresseur 23 élève l'impédance effective du circuit de l'enroulement pour réduire l'amortissement quand la tension induite est de sens opposé.
Les positions des points d'ancrage fixes 8 et 9 des spiraux 5 et 6 sont réglées par rapport à l'aimant permanent 10 de manière que le point milieu de l'impulsion de courant coïncide avec le passage du balancier et de l'enroulement dans leur position de repos.
Le circuit générateur d'impulsions tend à maintenir l'amplitude des oscillations à une valeur constante. Si l'amplitude augmente, la vitesse angulaire en tout point de l'oscillation augmente, ainsi que la grandeur de la tension induite dans l'enroulement. Cette tension s'oppose à l'impulsion de courant comme expliqué plus haut, et une augmentation de cette tension produit une diminution proportionnée de la grandeur de l'impulsion de courant, tendant ainsi à réduire l'amplitude. Une compensation similaire se produit si l'amplitude tombe au-dessous de sa valeur normale.
Une variation dans la tension d'alimentation, qui change la valeur maximum du courant à travers l'enroulement, est compensée par un changement du temps que prend le transformateur pour se saturer et par conséquent de la durée de l'impulsion.
Le dispositif est agencé pour que le balancier oscille d'un peu moins de 180o de chaque côté de sa position de repos. II est important d'empêcher l'amplitude de dépasser 1801, (par suite d'une influence extérieure), sinon plus d'une impulsion sera déclenchée pendant une oscillation complète. La compensation expliquée plus haut aide à rétablir l'amplitude à sa valeur normale, mais des arrêts mécaniques peuvent être utilisés également.
Une autre méthode d'empêcher la production de plus d'une impulsion par oscillation complète consiste à disposer un condensateur et une résistance en parallèle dans la connexion entre la borne négative du redresseur 23 et le primaire du transformateur 24. Le condensateur se charge quand une impulsion se produit et empêche le déclenchement d'une nouvelle impulsion tant qu'il n'a pas été déchargé à travers la résistance. La constante de temps du condensateur et de la résistance est choisie de manière qu'après la charge, les autres impulsions soient bloquées pendant une période qui est de peu inférieure à la durée d'une oscillation complète. Avec un tel arrangement, l'amplitude normale peut excéder 1800.
Les impulsions de courant du collecteur peuvent être utilisées dans chaque cas où un signal horaire est nécessaire. En particulier, un enroulement électromagnétique peut être monté en série avec la source
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de courant continu pour actionner un mécanisme entraînant les aiguilles d'une horloge ou d'une montre. L'ensemble du balancier peut être utilisé pour entraîner directement les aiguilles d'une horloge ou d'une montre. Dans ce cas, l'axe 2 comprend un plateau et une cheville qui s'engagent avec la fourche d'une ancre. Cette dernière s'engage alternativement avec les dents de deux roues d'échappement en engrènement qui entraînent un train d'engrenages principal.
Un tel échappement est décrit d'ans le brevet britannique No 227499. D'une autre manière, le train pirncipal peut être entraîné par l'ensemble du balancier au moyen d'une connexion à engrenages réversible, comme décrit dans le brevet britannique No 300992.
La variante représentée à la fig. 3 montre une construction modifiée de l'ensemble du balancier et du circuit magnétique relativement à celle représentée à la fig. 1. Un balancier 31 et son axe 30, de forme connue, sont montés pour tourner autour de l'axe géométrique de l'axe 30. Un enroulement rectangulaire 32 est fixé au balancier 31 sur un côté près de sa périphérie, l'enroulement (quand il est en position de repos) étant disposé dans un plan parallèle à l'axe 30. Un court aimant 33 en forme de barre est fixé entre les bras d'une pièce de fer doux 34 en U, de manière à former un entrefer 35 entre l'un des pôles de l'aimant et le bras adjacent de la pièce 34.
Cet assemblage magnétique est disposé dans un plan radial par rapport à l'axe 30, et l'enroulement 32 peut passer librement dans l'entrefer 35. On voit que le bras de la pièce 34 adjacent à l'entrefer est placé entre l'axe 30 et la surface décrite par l'enroulement 32 quand il se déplace. Le balancier est retenu par deux spiraux non représentés agissant en sens opposés, similaires à ceux représentés à la fig. 1. L'enroulement 32 est connecté par les spiraux au circuit représenté à la fig. 2. Les ancrages des spiraux sont réglés de manière que lorsque le balancier est dans sa position de repos, l'enroulement 32 soit disposé symétriquement dans l'en- trefer 35.
Le fonctionnement de cette variante est le suivant : Quand l'enroulement passe à travers l'entrefer, une tension positive et une tension négative sont induites successivement. L'ordre des impulsions est indépendant du sens du mouvement de l'enroulement. Comme le circuit représenté à la fig. 2 est sensible seulement aux impulsions d'une polarité déterminée, une impulsion d'entraînement est produite pendant chaque passage de l'enroulement à travers l'entrefer. Cette construction a l'avantage que le balancier peut osciller approximativement de 3300 de chaque côté de sa position de repos. Par ailleurs, le fonctionnement de la variante est similaire à celui de la forme d'exécution décrite plus haut.
Dans une autre variante, un enroulement rectangulaire est fixé au balancier de manière que leurs plans soient parallèles. L'ensemble magnétique est disposé de manière que l'enroulement passe à travers l'entrefer avec son plan perpendiculaire à la direction du champ magnétique. Il est évident que cette variante fonctionne de la même manière que les constructions décrites précédemment.