Dispositif de synchronisation d'un balancier pendulaire
faisant partie d'un mouvement d'horlogerie
La présente invention a pour but d'assurer la synchronisation d'un balancier pendulaire commandant un mouvement d'horlogerie sur une fréquence déterminée proche de la fréquence propre du balancier entretenu par l'intermédiaire d'un échappement et, à titre d'exemple, de synchroniser ce balancier sur un sous-multiple de la fréquence d'un réseau de distribution de courant alternatif.
L'utilisation d'un mécanisme à échappement associé à un tel balancier permet au moyen de petites impulsions l'entretien des oscillations du balancier, ce qui constitue le procédé classique pour horloges à balancier pendulaire.
Or, la période d'un balancier pendulaire qui est fonction de la longueur de celui-ci peut être influencée par la dilatation thermique de la tige du balancier, par le durcissement d'huile de lubrification des mécanismes ou encore par un réglage plus ou moins correct de la hauteur de la masse de réglage sur la tige. Un mécanisme d'horlogerie ainsi constitué par un balancier pendulaire peut donc avancer ou retarder sous l'effet des causes d'erreur précitées.
D'autre part, on pourrait utiliser la fréquence du courant électrique qui est suivant les pays de 50 ou 60 périodes/seconde et si, à certains moments, cette fréquence varie, cette variation est toujours compensée de telle sorte que la fréquence moyenne au cours d'une durée suffisamment longue demeure égale à la valeur déterminée à l'avance. Cette fréquence pourra donc être utilisée pour faire tourner les aiguilles d'une horloge par l'intermédiaire d'un simple moteur synchrone mais, dans un tel cas, I'horloge s'arrêterait à chaque arrêt de courant.
La présente invention couvre un dispositif de synchronisation destiné à utiliser la fréquence de référence donnée par le réseau de distribution de courant alternatif ou toute autre fréquence dont la valeur moyenne est constante pour assurer la marche synchrone du balancier pendulaire et, par suite, éliminer des causes d'erreur précitées.
A cet effet, I'invention a pour objet un dispositif de synchronisation d'un balancier pendulaire à tige rigide, commandé par un échappement, et faisant partie d'un mouvement d'horlogerie, ce balancier étant synchronisé par des impulsions mécaniques produites par un mécanisme électromécanique à la fréquence propre du balancier. Des dispositifs de ce genre ont été proposés où les impulsions mécaniques, produites par exemple par un moteur synchrone, sont appliquées à l'extrémité supérieure de la tige flexible portant le balancier, tige qui est elle-même soutenue en un point de sa longueur par la suspension flexible du balancier de telle sorte que le balancier est asservi au moteur.
Au contraire, I'invention prévoit l'application de ces impulsions mécaniques à un support pivotant autour d'un axe fixe et auquel la tige rigide du balancier est reliée par un organe de suspension souple. Cette connexion avec le support pivotant de l'organe de suspension présente l'avantage certain de permettre une certaine indépendance au balancier qui n'est plus rigidement commandé par le mécanisme électromécanique lorsque le pendule oscille librement à la fréquence désirée. Ceci distingue le dispositif conforme à l'invention dont le balancier est entretenu par un échappement classique et est soumis à des impulsions mécaniques produites par un mécanisme électromécanique et appliquées au support pivotant sur lequel le balancier est articulé par un organe de suspension souple.
Autrement dit, ce pendule continue à osciller à sa fréquence propre même en cas d'arrêt du mécanisme électromécanique sous l'effet de son échappement, ce qui supprime toute synchronisation permanente et forcée et assure un retour au synchronisme dès que celui-ci est perturbé grâce à la résonance assurée par l'organe de suspension entre le mécanisme électromécanique et le balancier.
On décrira maintenant, à titre d'exemple nullement limitatif, une forme d'exécution d'un tel dispositif de synchronisation.
Sur le dessin, le balancier pendulaire comprend une tige rigide 1, une masse 2, et un organe de suspension souple constitué par une lame-ressort 3. L'extrémité de cette lame est fixée à un support 4 pivotant autour d'un axe 7, recevant des impulsions mécaniques produites par un mécanisme électromécanique. Ce mécanisme est constitué par un bras 8 fixé au support 4 et dont une extrémité est articulée à une extrémité d'une biellette 9 dont l'autre extrémité est articulée sur un disque 10 destiné à être entraîné en rotation par l'intermédiaire d'un réducteur représenté schématiquement par son carter 15 à partir de l'arbre 16 d'un moteur synchrone 11 dont la vitesse est proportionnelle à la fréquence du réseau.
Si le bras 8 était maintenu fixe, le support 4 serait lui-même fixe et le balancier 1,2,3 fonctionnerait entre la position 5 et la position 6 grâce à la flexibilité du ressort 3, I'entretien étant assuré à la manière habituelle par un échappement non représenté.
La démultiplication entre le moteur 11 et le disque 10 est telle que la rotation du moteur agissant par l'intermédiaire de la biellette 9 fait osciller le bras 8 et, par conséquent, le support 4 à une fréquence déterminée par celle du réseau. Cette fréquence est égale à la fréquence propre du balancier 1,2,3 dont le mouvement pendulaire est entretenu par-ltéchappement. Les oscillations du support 4 et celles du balancier sont donc synchrones, mais le balancier peut s'éloigner de ce synchronisme sous l'effet des causes légères d'erreur mentionnées ci-dessus.
Or, comme on l'a constaté, les oscillations du support 4 se transmettent au balancier par l'intermédiaire du ressort 3 de telle sorte que le balancier se synchronise avec son support en s'accrochant à l'oscillation de celui-ci tout comme un moteur synchrone s'accroche à la fréquence du courant d'alimentation.
Autrement dit, le balancier 2 est synchrone avec la période d'oscillation de son support 4 et par suite avec le mouvement de rotation du disque 10 dont le nombre de tours est un sous-multiple de la fréquence de référence, c'est-à-dire de celle du réseau.
En cas de panne de courant, le disque s'arrête, le bras 8 et le support 4 n'oscillent plus. A ce moment, le balancier oscille comme un balancier normal accroché à sa suspension. La marche n'est donc pas arrêtée et seule la synchronisation cesse d'être assurée.
Quand le courant est rétabli, le disque 10 tourne à nouveau, le support 4 se met à osciller et à assurer la synchronisation avec la fréquence de référence.
Il est à remarquer que cette oscillation du support 4 peut commencer même sans être en phase avec l'oscillation du balancier 1,2,3 car le ressort 3, après un certain nombre d'oscillations, met progressivement le mouvement du balancier en phase avec celui de son support et, à ce moment, le balancier est synchronisé sur l'oscillation du support 4 et demeure synchronisé.
En variante, on pourrait assurer la synchronisation nonpas sur la fréquence d'un réseau d'alimentation, mais sur une autre fréquence. Ainsi on pourrait recourir à la fréquence de base ou à un sous-multiple de la fréquence d'un quartz pour assurer la synchronisation du balancier pendulaire.