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Pièce d'horlogerie électrique Dans les pièces d'horlogerie électriques utilisant un résonateur mécanique à la fois comme base de temps et comme organe moteur, le résonateur est réalisé de préférence par deux masses égales disposées symétriquement aux extrémités respectives de deux branches reliées élastiquement à un support et oscillant en opposition de phase de manière à réaliser un système dyna- miquement équilibré, chacune des masses portant un transducteur électromagnétique pour l'entretien de l'oscillation.
Dans certaines réalisations, l'une des branches porte un aimant induisant une tension électrique dans une bobine captrice, tension qui est appliquée, après amplification dans un circuit transistorisé, à une bobine motrice entraînant un aimant situé sur l'autre branche.
On connaît également une autre solution consistant à monter sur les deux branches des transducteurs identiques agissant sur deux bobines communes représentant la bobine motrice et une troisième bobine enroulée sur une des deux autres bobines représentant la bobine captrice.
Il serait sans autre possible d'utiliser ces solutions dans des pendulettes, mais le prix de revient de celles-ci serait relativement élevé, comparé au prix des pendulettes de construction conventionnelle.
Il est clair cependant que l'encombrement n'étant plus qu'un problème secondaire, des éléments de plus grandes dimensions peuvent être utilisés, en particulier en ce qui concerne le fil des bobines, les condensateurs et les aimants, de sorte que le prix de revient du résonateur peut être maintenu relativement bas. Mais surtout, il serait préférable d'utiliser seulement un système de transducteur au lieu -de deux. Il est connu cependant qu'avec un système transducteur et une masse équivalente à la place du deuxième système tranducteur le rendement de puissance de tout le système baisse sensiblement.
On a déjà proposé une construction utilisant un vibrateur-étalon entretenu électriquement et un vibrateur-moteur couplé au vibrateur-étalon et entraîné par celui-ci, dans laquelle lés masses oscillantes des deux vibrateurs sont différentes. Le moment d'inertie ou la masse du vibrateur-étalon est choisi plus grand que celui du vibrateur-moteur et permet d'obtenir une amplitude supérieure du vibrateur-moteur.
Partant également du principe bien connu de la mécanique que les amplitudes des masses oscillantes sont inversement proportionnelles à ces masses, le titulaire constate que le rapport des puissances dissipées par deux masses est égal au rapport inverse de ces masses lorsque la fréquence d'oscillation de celles-ci est la même.
Cette relation, qui existe dans la construction citée plus haut est toutefois utilisée d'une façon différente dans la pièce d'horlogerie, objet de l'invention.
Cette pièce d'horlogerie électrique dont la base de temps et l'organe moteur sont constitués par un seul et même résonateur mécanique à deux branches ,travaillant en flexion et comprenant deux masses différentes oscillant en opposition de phase, dont l'oscillation est entretenue par des bobines fixes coopérant avec un aimant permanent constituant une partie de l'une des masses, est caractérisée par le fait que la masse coopérant avec les moyens d'entretien est plusieurs fois plus petite que l'autre masse.
Cette construction permet d'obtenir une amplitude relativement grande de l'aimant, tout en réduisant la puissance totale dissipée par le réso- nateur..
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente une vue en plan d'un résonateur asymétrique et d'une partie des rouages.
La fig. 2 représente deux variantes du support des masses oscillantes.
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Sur la platine 1 d'une pendulette est fixé un montant 2 servant de support pour le résonateur 3 fixé au support 2 par une branche médiane 3c au moyen d'une vis 4. Le résonateur est du type à deux branches, 3a et 3b, travaillant en flexion et oscillant en opposition de phase.
A l'extrémité de la branche 3a est fixé un transducteur 5 de masse mi, représenté partiellement en coupe, tandis qu'à l'extrémité de la branche 3b est fixé un contrepoids 6 de masse m2 supérieure à la masse ml. Le transducteur 5, de type connu, se compose d'un cylindre creux Sa, en matière magnétique non rémanente au centre duquel est fixé un aimant permanent Sb coopérant avec des enroulements 7 constituant deux bobines coaxiales superposées, l'une constituant la bobine captrice et l'autre la bobine motrice. Ces bobines sont fixées sur une plaque verticale isolante 8 et reliées à un circuit transistorisé non représenté.
Nous rappellerons brièvement le fonctionnement de ce transducteur : le noyau magnétique Sb, en se dépla- çant dans le centre de la bobine 7, induit dans la bobine captrice une tension qui, après amplification clans le circuit transistorisé est appliquée à la bobine motrice dont le champ magnétique entraîne le noyau Sb dans un mouvement synchrone à son oscillation propre.
Le contrepoids 6 porte un piton 9 sur lequel est fixé un cliquet d'entraînement 10 dont l'extrémité est constituée par une palette de rubis 10a entraînant le rochet 11 dont le pignon 11a engrène avec la roue de secondes 16, dont l'axe porte un pignon 16a engrenant à son tour avec la petite moyenne 17 dont le pignon 17a entraîne la grande moyenne 18 dont la chaussée porte l'aiguille des minutes.
La rotation arrière du rochet 11 est empêchée par un cliquet de blocage 12 analogue au cliquet 10 et fixé par son extrémité 12b sur un piton solidaire du pont de rouage 13 fixé par des vis 14 et 15 à la platine 1.
Le rochet est pivoté à l'extrémité d'une bascule 19 tourillonée sur la portée d'une vis 20, dont l'autre extrémité, 19a, s'appuie sous l'effet d'un ressort 21 contre une tige de mise à l'heure 22, composée de deux segments 22a et 22b de diamètres différents reliés par une surface conique 22c, permettant de débrayer le rochet 11 lorsqu'on pousse la tige de mise à l'heure 22.
Des oscillations intempestives du contrepoids 6 d'amplitude exagérée sont empêchées par deux goupilles 23 et 24 fixées dans la platine de part et d'autre de la branche 3 b du résonateur.
Le résonateur, de dimensions relativement grandes, est destiné à travailler à basse fréquence, par exemple 50 Hz, la. roue 11 étant alors munie de trois cents dents, et le cliquet 10 faisant avancer la roue 11 d'une dent à chaque oscillation du contrepoids 6. Une seule démul- tiplication suffit ainsi pour entraîner l'aiguille des secondes.
Les deux masses oscillantes ml et m2, constituées d'un côté par la branche 3a et le transducteur 5 et, de l'autre côté, pair la branche 3b, et le contrepoids 6, doivent avoir la même fréquence propre, notons que si la branche de fixation 3c était absolument rigide, la. masse du support serait infinie.
Ceci est une condition nécessaire pour que la fréquence d'oscillation du résonateur soit stable et qu'il n'y ait pas de vibrations transmises au bâti. D'autre part, au repos, les centres de gravité des deux masses sont situés sur une droite tangente aux deux trajectoires d'oscillation de ces centres de gravité.
Il est bien connu de la mécanique que lorsque le résonateur oseille librement, les amplitudes Al et A2 de ces masses mi et m2 sont inversement proportionnelles à ces masses. On aura donc la relation suivante
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Les puissances dissipées par les branches du résonateur se calculent en fonction du facteur de qualité Q du résonateur, de la masse m, de l'amplitude A et de la pulsation co
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Le rapport des deux puissances est
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On constate donc que la puissance dissipée par :
l'os- cillation de la masse m2 est .
EMI2.87
plus .petite que la puissance dissipée .par l'oscillation de la masse ml.
On choisira de préférence le rapport au moins égal à 5. Le rapport le plus favorable est déterminé essentiellement par les facteurs suivants : dimensions du transducteur qui ne doit pas être trop petit pour être bon marché, espace disponible pour le contrepoids, résistance de la branche portant le contrepoids.
Il est ainsi possible de réduire la puissance totale dissipée par le résonateur à une valeur très peu supérieure à celle dissipée par la branche portant le transducteur, tout en conservant une amplitude suffisante de la branche 3a pour que le transducteur fonctionne d'une façon satisfaisante, tout en nécessitant une puissance d'entretien relativement faible.
Par conséquent, la consommation d'énergie de la batterie pourra être maintenue relativement basse.
Il. est clair que le cliquet d'entraînement 10 peut être également fixé sur le bras 3a portant le transducteur. Ceci devient nécessaire si l'amplitude des oscillations du contrepoids 6 est trop faible, nécessitant l'emploi d'un rochet de diamètre beaucoup plus petit et dont l'exécution est par conséquent plus difficile.
Dans la fig. 2, on a représenté deux variantes d'exécution du membre flexible du résonateur 2. Ces membres élastiques sont réalisés à partir d'une bande de métal relativement mince, de préférence un métal thermo- compensateur, dans laquelle on découpe par étampage la forme désirée, telle que représentée aux fig. 2a et 2b.
On obtient ainsi d'un coup la ou les branches médianes 3c, pourvues de trous 3d pour être fixées au support 2, l'extrémité 3e pour la fixation du transducteur, l'extrémité 3f à laquelle vient se fixer le contrepoids 6 et, dans le cas où le cliquet d'entraînement est fixé à la branche 3a, une pattelette 3g destinée à cette fixation.
La lame découpée en matière thermocompen- satrice telle que le Nivarox, le Ni-Span-C, l'Elinvar ou une autre matière analogue est ensuite pliée de manière à obtenir la forme représentée dans la fig. 1 et traitée thermiquement pour lui donner le coefficient de température minimal. Le contrepoids et le transducteur peu-
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vent être soit soudés soit rivetés, soit vissés ou collés sur la lame élastique, un échauffement des extrémités des branches qui modifie les caractéristiques thermocompen- satrices du métal,
n'ayant aucune influence sur ces extrémités qui ne sont pas fléchies.
Il est par contre nécessaire que l'effet thermocom- pensateur ne soit pas modifié dans la partie 3c, ainsi que dans les parties inférieures fléchies des branches 3a et 3b.
Il est clair que la lame est découpée de telle manière que les deux branches du résonateur, avec leurs masses correspondantes aient la même fréquence propre.
On constatera, d'autre part, que toutes les fixations effectuées sur la lame flexible ont lieu à des endroits de celle-ci où les tensions sont minimes, voire nulles.. Le résonateur ainsi réalisé permet une fabrication en série extrêmement bon marché.
Il est clair que de nombreuses variantes d'exécution sont possibles, sans sortir du cadre de l'invention.
La fixation de la branche 3c peut par exemple se faire horizontalement, au lieu de verticalement, comme représenté en fig. 1. Dans une réalisation meilleur mar- ché encore, le transducteur 5 peut être constitué uniquement de son noyau magnétique cylindrique 5b.