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Procédé pour l'entretien d'une oscillation rotative mécanique et mouvement d'horlogerie pour la mise en aeuvre de ce procédé La présente invention. a pour objet un procédé pour l'entretien d'une oscillation rotative mécanique, par exemple du balancier d'une montre, au moyen d'énergie électrique, procédé dans lequel l'oscillation induit des impulsions de tension au moyen desquelles des impulsions de courant sont commandées dans un interrupteur électronique, de préférence un transistor,
ces impulsions de courant étant à leur tour appliquées pour entretenir l'oscillation rotative. Ce procédé est caractérisé en ce que, à chaque passage de l'oscillateur au moins approximativement par la position zéro, une impulsion de tension de commande est engendrée, impulsion qui engendre une impulsion de courant courte par rapport à une alternance de l'oscillation à chaque passage de l'oscillateur au moins approximativement par la position zéro,
des impulsions d'entraînement étant communiquées à l'oscillateur au moyen desdites impulsions de courant lors de chaque passage de l'oscillateur au moins approximativement par la position zéro.
L'invention se rapporte également à un mouvement d'horlogerie, notamment pour montres de poche ou montres-bracelets, dont le balancier est entraîné par une source électrique de courant continu selon le procédé susmentionné.
Ce mouvement d'horlogerie est caractérisé en ce que la bobine de commande et la bobine d'entraînement sont agencées de telle façon que des moyens magnétisables conjugués à ces bobines et reliés au balancier se trouvent dans une position symétrique par rapport aux bobines lors du passage du balancier au moins approximativement par la position zéro, position symétrique dans laquelle il ne se produit pas d'actions réciproques, c'est-à-dire pas de variations de champ magnétique et pas de forces,
entre les bobines et les moyens magnétisables, et en ce que l'impulsion de courant dans la bobine d'entraînement se produit chaque fois dans le voisinage immédiat de chaque passage des- dits moyens magnétisables par ladite position symétrique et communique au balancier pendant chaque période d'oscillation deux impulsions d'entraînement opposées et symétriques.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution du mouvement d'horlogerie selon l'invention. On n'a représenté au dessin que ce qui est nécessaire à la compréhension de l'invention. Les fig. 1 et 3 sont des vues en perspective des deux formes d'exécution.
Les fig. 2 et 4 représentent le schéma de montage des deux formes d'exécution.
Les fig. 5 et 6 représentent des schémas de montage de deux autres formes d'exécution.
Le mouvement d'horlogerie représenté à la fig. 1 comprend un organe oscillant mécanique, formé par un balancier 1 dont l'axe 2 pivote, d'une part, dans la platine 3 et, d'autre part, dans un pont (coq) 4 fixé à la platine par une vis 5. Un spiral 6, de type usuel, est attaché par son extrémité intérieure à une virole 7 maintenue sur l'axe 2, tandis que son extrémité extérieure est fixée au pont 4 par l'intermédiaire d'un piton 8.
La serge du balancier 1 porte une pièce 9 ferromagnétique; pour faire la pièce 9, on peut employer, par exemple, les ferroxcubes,, les ferrites frittées, etc. Un plateau 10, calé sur l'axe 2, porte un aimant 11. Dans le voisinage du balancier 1 sont disposées deux
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bobines 12, 13 à noyau ferromagnétique, de telle façon que, lorsque le balancier 1 oscille, la pièce 9 passe librement dans l'entrefer de la bobine 12, et que l'aimant 11 passe librement dans l'entrefer de la bobine 13. Les deux bobines 12 et 13 sont fixées par rapport à la platine 3.
Les bobines 12 et 13 et les pièces 9 et 11 sont disposées de telle façon que, lorsque le balancier est dans sa position de repos, la pièce ferromagnétique 9 soit entièrement engagée dans l'entrefer de la bobine 12 et que l'aimant 11 pénètre entièrement dans l'entrefer de la bobine 13. C'est cette position qui est représentée au dessin.
La pièce d'horlogerie comprend en outre une source de courant continu 14, qui peut être une pile ou un accumulateur rechargé par le courant d'une cellule photovoltaïque exposée périodiquement aux rayons d'une source lumineuse, ainsi qu'un interrupteur électronique 15, formé dans le cas montré au dessin par un transistor.
La bobine 13 est insérée dans le circuit de commande de l'organe électronique: dans le schéma de la fig. 2, le circuit émetteur-base du transistor 15. La bobine 12 et la source de courant continu 14 sont insérées dans le circuit commandé de l'organe électronique: dans le schéma, le circuit collecteur- base du transistor 15.
Le fonctionnement est le suivant Lorsqu'on écarte le balancier 1 de sa position d'équilibre puis le lâche, l'aimant 11 induit, par son passage dans l'entrefer de la bobine 13, une tension alternative dans cette bobine 13. Cette tension est appliquée entre l'émetteur et la base du transistor 15.
Dans le transistor décrit à titre d'exemple, le courant du collecteur est fonction de la tension appliquée à ]!émetteur: le courant du collecteur est nul si la tension de l'émetteur est nulle ou positive par rapport à la base ; au contraire, le courant du collecteur est important si la tension de l'émetteur est négative par rapport à la base.
On voit immédiatement que si l'on applique entre l'émetteur et la base du transistor la tension alternative engendrée dans la bobine 13 par le passage de l'aimant 11, le courant collecteur-base sera nul lors de l'alternance positive et au contraire important lors de l'alternance négative. Le courant passant dans le circuit collecteur- base passe dans la bobine 12 et y produit un champ magnétique.
Le circuit électrique est établi de telle façon que la tension négative soit engendrée lorsque l'aimant 11 s'approche de la bobine 13. Pendant ce mouvement d'approche de l'aimant 11, le courant de collecteur dû à la tension négative de l'émetteur crée dans la bobine 12 un champ magnétique qui attire la pièce ferromagnétique 9 portée par le balancier I.
Comme l'aimant 11 et la pièce 9 entrent et sortent simultanément des entrefers de leurs bobines respectives, on voit que la tension induite par l'aimant 11 deviendra nulle au moment où le flux est maximum, puis deviendra positive lors de la diminution du flux, interrompant ainsi le courant du collec- teur et le champ magnétique agissant sur la pièce 9.
On calcule les différents éléments de cet ensemble de façon que l'impulsion donnée au balancier 1, par suite de l'attraction par la bobine 12 de la pièce 9 compense les pertes dues aux frottements et aux autres pertes éventuelles ainsi que l'énergie mécanique employée à faire avancer le rouage si l'avancement de ce rouage se fait mécaniquement. Si les éléments de cet ensemble sont bien calculés, les oscillations du balancier 1 sont entretenues.
Dans l'exemple choisi précédemment, la pièce 9 était ferromagnétique. On pourrait tout aussi bien la remplacer par un aimant, mais, dans ce cas, il faudrait modifier le circuit de façon que la bobine 13 donne une tension négative après le passage du maximum de flux et que la bobine 12 crée à ce moment un champ magnétique repoussant ledit aimant.
Selon une autre variante, on peut remplacer l'aimant 11 par une pièce ferromagnétique, mais, dans ce cas, l'armature de la bobine 13 devrait comprendre au moins un aimant permanent, de façon que le passage de la pièce ferromagnétique entre les pôles de l'armature de la bobine 13 engendre une variation du flux magnétique dans ladite bobine, cette variation engendrant à son tour une force électromotrice.
Le transistor a été choisi à dessein parce qu'il ne comporte pas de circuit de chauffage cathodique et que son emploi est particulièrement économique dans le cas envisagé. Cependant, tout autre organe électronique pourrait remplir le même rôle, à condition de tenir compte des tensions et sens des courants nécessaires au bon fonctionnement de ces autres. organes électroniques.
L'avancement du. rouage et des aiguilles de la pièce d'horlogerie décrite et représentée peut se faire mécaniquement par des moyens connus, par une ancre par exemple, mais l'entraînement le plus avantageux est obtenu en employant la tension alternative fournie par la bobine 13 ou les impulsions électriques fournies par le courant du collecteur pour alimenter un petit moteur électrique, soit synchrone, soit à impulsions, qui entraîne le rouage. Ce rouage (non représenté) est un rouage démultiplicateur normal, calculé d'après la cadence adoptée pour le balancier.
La pièce d'horlogerie représentée à la fig. 3 comprend les organes 1- 9 montrés, à la fig. 1.
La serge du balancier 1 porte un aimant permanent 9 constitué par une petite pièce aimantée. Les parties 10, 11 et 13 de la fig. 1 sont supprimées. Dans le voisinage du balancier 1 est disposé un seul noyau magnétisable, par exemple un noyau de fer doux 16, qui porte deux enroulements distincts 12 et 13 (fig. 4). Le noyau 16 est agencé de telle manière que, lorsque le balancier 1 oscille, l'aimant 9 passe librement dans l'entrefer du noyau 16, qui est fixe par rapport à la platine 3.
Le noyau 16 et l'aimant 9 sont disposés de telle façon que, lorsque le balancier 1 est dans sa position de repos, l'aimant 9 soit, par exemple, entièrement et symétriquement
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engagé dans l'entrefer du noyau 16. C'est cette position qui est représentée à la fig. 3.
La pièce d'horlogerie comprend en outre une source de courant continu 14 et un interrupteur électronique, formé dans le cas montré au dessin par un transistor 15.
La fig. 4 montre le schéma électrique de la pièce d'horlogerie représentée à la fig. 3. Le bobinage de commande 12 enroulé sur le noyau 16 est inséré dans le circuit de base du transistor 12. Le collecteur du transistor 15 est relié à une extrémité de l'enroulement 13 dont l'autre extrémité est reliée à l'une des bornes de la batterie 14.
Le rapport de transformation et le coefficient de couplage du transformateur formé par les enroulements 12 et 13 et par le noyau 16 sont choisis de telle manière que le montage représenté travaille à la façon d'un oscillateur de blocage. Le potentiel de repos de la base par rapport au potentiel de l'émetteur est cependant choisi de telle manière que l'oscillateur de blocage ne se mette pas en marche de lui- même et ne reste pas non plus en fonction sans une impulsion d'amorçage extérieure.
Cependant, si l'on écarte le balancier 1 de sa position de repos montrée à la fig. 3, puis le lâche, une tension est induite dans l'enroulement 12 lorsque l'aimant 9 se rapproche pour la première fois du noyau 16, cette tension ayant un sens tel que le transistor 15 devient conducteur. Le sens d'enroulement du bobinage 13 est choisi de telle manière que par suite de l'accroissement de courant se produisant dans ce bobinage, le flux magnétique dans le noyau 16 augmente dans le même sens que lors de l'approche précédente de l'aimant 9 par rapport audit noyau, de sorte que, par suite de l'augmentation du flux magnétique dans le bobinage 12,
une tension encore plus élevée est induite dans le même sens, cette tension produisant à son tour une augmentation de courant dans le circuit du collecteur, c'est-à-dire dans le bobinage 13. De la manière usuelle pour des oscillateurs, de blocage, cette augmentation de courant dans le circuit du collecteur continue jusqu'à la saturation du courant dans le transistor, de sorte que la tension induite dans le bobinage 12 et par suite aussi l'impulsion de courant dans le bobinage 13 tombent à zéro.
En résumé, l'oscillateur de blocage effectue une oscillation de relaxation unique apériodique à chaque impulsion de commande engendrée dans le bobinage 12 par le passage de l'aimant 9.
En dimensionnant de façon appropriée les bobinages 12 et 13 ainsi que le potentiel de repos de la base, l'application de l'impulsion de courant au transistor 15 et au bobinage 13 est retardée par rapport à l'impulsion de commande, de telle manière que cette impulsion de courant et l'aimantation ainsi produite du noyau 16 n'ont lieu que lorsque l'aimant 9 fixé au balancier 1 a déjà atteint au moins approximativement sa position de repos. Après avoir dépassé cette position moyenne, l'aimant 9 est maintenant repoussé loin du' noyau 16 par le flux magnétique régnant dans le noyau 16 et dans l'entrefer de ce dernier,
ce flux ayant maintenant seulement sa valeur accrue, et reçoit ainsi une impulsion d'entraînement qui suffit à l'entretien des oscillations du balancier 1. Lors du prochain passage de l'aimant 9, le même processus, se répète, de sorte que l'aimant 9 reçoit une impulsion d'entraînement après chaque passage à travers l'entrefer du noyau 16.
Le cas échéant, le circuit pourrait présenter un seul enroulement qui, par l'intermédiaire d'un circuit électrique approprié, livrerait les impulsions de commande et recevrait les impulsions d'entraînement.
Un premier montage de ce type est représenté sur la fig. 5. L'enroulement 17 unique est branché entre la batterie et la terre par l'intermédiaire du transistor 18 qui joue le rôle de l'interrupteur électronique. La tension de commande induite dans l'enroulement 17 est transmise par la capacité 19 à la base d'un second transistor 20 qui fournit le déphasage nécessaire de 180o pour débloquer, par l'intermédiaire de la connexion collecteur du transistor 20 base transistor 18, l'interrupteur 18. Celui-ci libère alors l'impulsion de courant d'entraînement dans l'enroulement 17.
Le même fonctionnement peut être obtenu par un seul transistor en utilisant un montage qui ne provoque pas un déphasage de 1800, par exemple en appliquant la tension de commande à la base d'un transistor et en récoltant l'impulsion de courant d'entraînement dans l'émetteur selon le montage de la fig. 6. L'enroulement 17 est de nouveau placé entre la batterie et la terre par l'intermédiaire du transistor 18. Deux capacités 21 et 22 en série relient l'émetteur à la base. Le point milieu des capacités est relié à la terre par la diode 23. Une résistance 24 relie la base à la batterie. Le fonctionnement est le suivant La tension de commande induite positive apparaît à l'émetteur du transistor 18.
La diode 23 empêche la base du transistor de devenir positive, ce qui provoque la conduction du transistor 18. En plus, la diode 23 a chargé le point milieu des capacités 21 et 22 négativement. Ces charges négatives vont assurer la conduction du transistor pendant la durée de l'impulsion de courant d'entraînement. L'impulsion d'entraînement cesse au moment où la pièce magnétisable se trouve disposée symétriquement dans l'entrefer de l'enroulement.