CH367443A - Oscillateur mécanique - Google Patents

Description

  Oscillateur     mécanique       La plupart des appareils chronométriques utilisent  un oscillateur comme base de temps. L'ensemble       balancier-spiral    en est un cas particulier, caractérisé  par une basse fréquence d'oscillation, d'où la possi  bilité d'un entretien par procédé purement mécani  que. La présence de pivots, source de frottements,  engendre toutefois des perturbations d'isochronisme  qui justifient, entre autres, le remplacement du     balan-          cier-spiral    par un oscillateur piézoélectrique ou un  diapason dans les appareils chronométriques de haute  précision.

   Dans l'état actuel de la technique, l'ap  plication d'un tel oscillateur à une montre-bracelet  ne peut être envisagée que si sa fréquence est assez  basse pour permettre l'attaque directe d'une roue  phonique (par roue phonique, on entend, dans le  présent brevet, le rotor d'un moteur     électrique    syn  chrone d'horlogerie, destiné à être     alimenté        par    une  fréquence audible). Il n'est guère possible de réaliser  de petits oscillateurs piézoélectriques à très basse fré  quence, et les diapasons     autorisant    de telles perfor  mances sont très sensibles aux     chocs    et d'une réa  lisation difficile.  



  La présente invention a pour objet un oscillateur  mécanique, comprenant une masse montée en porte  à faux et de manière à pouvoir osciller circulairement  autour d'un axe de symétrie. On a déjà proposé un  oscillateur de ce type,     dans    lequel un fléau, servant  de balancier et     portant    des masses réglables destinées  à ajuster la période, est fixé à l'une des extrémités  d'un     barreau    de torsion dont l'autre     extrémité    est  ajustée rigidement dans un support. La section du  barreau a la forme d'une croix, obtenue par un frai  sage longitudinal.<B>Ce</B> dispositif ne présente donc pas  de pivots et permet d'obtenir une fréquence de  l'ordre de 25 oscillations par seconde (50 alternan  ces).

   Il présente toutefois quelques graves défauts,  notamment les suivants : la longueur utile du barreau    de torsion, c'est-à-dire la longueur du fraisage, n'est  pas déterminée de façon exacte ; d'autre part, l'épais  seur des bras de la croix ne peut pas être     faite        cons-          tante,    et enfin, le dispositif ne peut pas être     réalisé     dans des dimensions permettant son usage     dans    une  montre-bracelet.  



       L'invention    vise à remédier aux     inconvénients     signalés ci-dessus. L'oscillateur mécanique qu'elle a  pour objet est caractérisé en ce que ladite masse est  montée sur son support au moyen d'au moins trois  ressorts de rappel en forme de rubans plats d'épais  seur constante, disposés dans des plans     différents    se  coupant suivant l'axe d'oscillation de la masse et  répartis     uniformément    autour de cet     axe,    cette dispo  sition permettant l'oscillation circulaire de la masse  oscillante tout en s'opposant à sa translation, et en  ce que lesdits ressorts de rappel sont encastrés, d'une  part, dans ladite masse et, d'autre part, dans ledit  support,

   de     sorte    que leur longueur utile est parfai  tement     délimitée.     



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  une forme d'exécution de l'objet de l'invention.  



  La     fig.    1 est une vue en perspective de cette  forme d'exécution.  



  La     fig.    2 en est une vue de dessus, à échelle légè  rement agrandie.  



  La     fig.    3 est une coupe suivant la     ligne        III-III    de  la     fig.    2.  



  La     fig.    4 est une élévation de l'oscillateur, par  tiellement en coupe et à échelle réduite.  



  Les     fig.    5 et 6 montrent deux exemples d'équili  brage dynamique de     l'ensemble        oscillant.     L'oscillateur représenté aux     fig.    1 à 4 comprend  une masse 1 montée en porte à faux sur un support  2,     constitué        par    exemple     par    la platine d'une montre,  et oscillant circulairement autour d'un axe de symé  trie.

   La masse 1 est montée sur le support 2 au      moyen de     trois    ressorts de rappel 3 en forme de       rubans    plats d'épaisseur constante, disposés dans des  plans différents se coupant suivant l'axe de rotation  de la masse 1 et     répartis    uniformément autour de  cet axe, c'est-à-dire faisant     entre    eux des angles de  1200. Les ressorts 3 ne s'étendent pas tout à fait jus  qu'à l'axe de     rotation,    comme montré     aux        fig.    1 et 2.

    La disposition décrite des     ressorts    3 par     rapport    à  l'axe d'oscillation est telle qu'elle engendre un faible  coefficient de rappel à la torsion autour de l'axe,  mais un coefficient de rappel très élevé à la     flexion     par     rapport    à l'axe.  



  Les ressorts 3 sont     fixés    à leur extrémité supé  rieure par des secteurs 4 en acier de haute résistance,  sertis ou chassés dans une monture     métallique    cons  tituant la     masse    1. En donnant à ces secteurs 4 et  à la monture 1 une forme appropriée, il est possible  d'assurer le serrage des extrémités des     ressorts    3 de  manière à     délimiter    parfaitement la longueur utile  de ces ressorts 3. On voit en effet aux     fig.    2 et 3  que la monture 1 présente deux chanfreins 5, tandis  que les secteurs 4 présentent sur leurs bords radiaux,  vers le milieu de leur épaisseur, des rainures 6.

   De  ce fait, la pression exercée par la monture 1 sur la       partie    médiane     des    secteurs 4 se     répartit    au-dessus  et au-dessous des rainures 6 et assure un     encastre-          ment    solide des ressorts 3 au moins en deux     points     à leur extrémité supérieure. Un dispositif     d'encas-          trage    identique est prévu à l'autre     extrémité    des res  sorts 3, la monture 1     étant    ici remplacée par le sup  port 2 présentant les chanfreins 7     (fig.    1).

   On pour  rait d'ailleurs, selon une variante non représentée,  prévoir une monture identique à la monture 1 et la  chasser dans un emplacement que présenterait le       support    2.  



  Le nombre des ressorts pourrait être     différent    de  trois. On pourrait en particulier prévoir     quatre    res  sorts constitués par deux rubans présentant chacun  une fente médiane s'étendant sur presque toute la  hauteur, cette fente étant     ouverte    vers le     hâut    pour  l'un des     rubans    et vers le bas pour l'autre, ces deux  rubans étant emboîtés l'un dans l'autre de façon à  former une croix. Cette solution est donc équiva  lente à une construction     comportant    quatre ressorts       indépendants.     



  L'entretien peut, en principe, être obtenu     par     l'un des dispositifs classiques connus ; un dispositif       électromagnétique,        par    exemple, est     particulièrement     bien adapté à cette forme d'exécution, du fait qu'il  permet la     réalisation    d'une tête oscillante de très  petites dimensions et bénéficiant des avantages que  lui confère une symétrie de révolution.

   La     masse          oscillante    1     portera    à cet     effet    un aimant multipo  laire 8     (fig.    4), en forme de cylindre ou de disque,       tandis    qu'un bobinage fixe (non représenté), placé en  regard des pôles de l'aimant 8, assurera la     liaison          électromagnétique    permettant l'entretien des oscilla  tions.  



  L'ajustage de la fréquence peut être obtenu au  moyen d'un petit anneau ferromagnétique 9, parfai-         tement    concentrique à l'axe d'oscillation, rendu soli  daire de la masse 1 par sa seule interaction avec  l'aimant multipolaire 8, c'est-à-dire par attraction  magnétique. A la     fig.    4,     l'anneau    9 est représenté,  contrairement à la réalité, à une certaine distance du  corps 1, 8, pour faire voir qu'on peut facilement le  retirer pour modifier son épaisseur ou son diamètre,  de façon à faire varier le moment d'inertie de l'en  semble des pièces 1, 4, 8, 9 et à régler ainsi la fré  quence. Les retouches nécessaires pour cet ajustage  de fréquence, le plus souvent très faibles, peuvent  être obtenues par exemple par meulage de la surface  de l'anneau 9.

   On peut aussi prévoir un jeu d'an  neaux 9 dont les dimensions varient peu d'un an  neau à l'autre ; dans ce cas, il suffit     d'échanger    un  anneau contre un autre, jusqu'à obtention de la       fréquence    désirée, l'anneau choisi pouvant encore, si  nécessaire, être un peu retouché par meulage.  



  L'équilibrage dynamique de l'ensemble     oscillant,     en vue d'un amortissement aussi faible que possible  de l'oscillation, peut être obtenu en plaçant côte à  côte, sur la même platine 2, deux oscillateurs du type  décrit, fonctionnant avec un déphasage de l'angle     :,c          (fig.    5).     Il    est encore possible de placer ces deux  oscillateurs en opposition sur un même axe géomé  trique, de     part    et d'autre de la platine commune 2       (fig.    6).  



  L'avantage fondamental de l'oscillateur décrit  est de permettre la réalisation d'oscillateurs très pe  tits sans augmenter excessivement la fréquence, du  fait que les ressorts 3 peuvent être obtenus avec  grande précision par les procédés classiques et que  leur dispositif     d'encastrage    délimite parfaitement leur  longueur utile. De     tels    oscillateurs peuvent dès lors  être utilisés dans des montres et en particulier dans  des montres-bracelets.  



  On sait, d'autre part, que les oscillateurs à diapa  son sont sensibles à leur position     dans    le champ de  la pesanteur, le poids des branches oscillantes s'ajou  tant ou se retranchant aux forces élastiques de rap  pel, suivant la position. En raison de cette dépen  dance, la fréquence des diapasons pour montres élec  troniques doit être choisie relativement élevée. Un  avantage important de l'oscillateur décrit     est    de ne  pas être sensiblement influencé par la     pesanteur,    ce  qui permet de réduire considérablement la     fréquence     de fonctionnement, d'où une simplification de la  transmission du mouvement aux aiguilles.

Claims (1)

1. REVENDICATION I Oscillateur mécanique, comprenant une masse montée en porte à faux et de manière à pouvoir osciller circulairement autour d'un axe de symétrie, caractérisé en ce que ladite masse (1) est montée sur son support (2) au moyen d'au moins trois ressorts de rappel (3) en forme de rubans plats d'épaisseur constante, disposés dans des plans différents se cou pant suivant l'axe d'oscillation de la masse et répar tis uniformément autour de cet axe, cette disposition permettant l'oscillation circulaire de la masse oscil- Tante tout en s'opposant à sa translation, et en ce que lesdits ressorts de rappel sont encastrés, d'une part,

   dans ladite masse et, d'autre part, dans ledit support, de sorte que leur longueur utile est parfai tement délimitée. SOUS-REVENDICATIONS 1. Oscillateur selon la revendication I, caracté risé en ce que la masse est montée sur son support au moyen de trois ressorts de rappel faisant entre eux des angles de 120o. 2.

   Oscillateur selon la revendication I, caractérisé en ce que la masse est montée sur son support au moyen de deux rubans de rappel présentant chacun une fente médiane s'étendant sur presque toute la hauteur, cette fente étant ouverte vers le haut pour l'un des rubans et vers le bas pour l'autre, ces deux rubans étant emboités l'un dans l'autre de façon à former une croix et à constituer ainsi quatre ressorts. 3. Oscillateur selon la revendication I, caractérisé en ce que les ressorts sont fixés à chacune de leurs extrémités par des secteurs (4) en matière de haute résistance, maintenus dans une monture (1, 2). 4.

   Oscillateur selon la sous-revendication 3, ca ractérisé en ce que chaque monture (1, 2) présente deux chanfreins (5, 7), tandis que les secteurs (A.) présentent des rainures (6) sur leurs bords radiaux, vers le milieu de leur épaisseur, de sorte que la pres sion exercée par la monture sur la partie médiane des secteurs se répartit au-dessus et au-dessous des- dites rainures et assure un encastrement solide des ressorts au moins en deux points à chaque extrémité. 5.

   Oscillateur selon la revendication I, caracté risé en ce que la masse oscillante porte un aimant multipolaire (8) destiné à coopérer avec un bobinage fixe, placé en regard des pôles dudit aimant, de façon à assurer une liaison électromagnétique permet tant l'entretien des oscillations. 6. Oscillateur selon la sous-revendication 5, ca ractérisé par un anneau ferromagnétique (9) concen trique à l'axe d'oscillation, rendu solidaire de ladite masse par sa seule interaction avec ledit aimant mul tipolaire (8), ledit anneau ayant pour effet de modi fier le moment d'inertie de l'ensemble oscillant et permettant, par suite, d'ajuster la fréquence de l'os cillateur.

   REVENDICATION II Utilisation simultanée de deux oscillateurs selon la revendication I, caractérisée par le fait que les deux oscillateurs sont solidaires d'un même support, une telle disposition permettant, par un déphasage de ic, d'assurer un équilibre dynamique de l'ensemble oscillant et, par suite, une haute stabilité de la fré quence d'oscillation. SOUS-REVENDICATIONS 7. Utilisation selon la revendication II, caracté risée en ce que les deux oscillateurs sont placés côte à côte sur ledit support. 8.

   Utilisation selon la revendication II, caracté risée en ce que les deux oscillateurs sont coaxiaux et sont situés de part et d'autre dudit support.