<Desc/Clms Page number 1>
Description L'invention concerne un nouveau système d'indication de l'heure pour une horloge analogique : les aiguilles sont remplacées par des objets circulant sur le cadran sans support moteur apparent ; leur déplacement est assuré magnéto- quement.
On connaît déjà des dispositifs indicateurs tels que des indicateurs de niveau dans des cuves contenant un liquide, où un flotteur annulaire contenant un aimant permanent circule le long d'un tube vertical immergé dans le liquide. Un plongeur magnétique coulisse dans le tube. Il est équilibré par un système de câble et contrepoids ; sa position est asservie à la position du flotteur, laquelle est transmise, par le câble d'équilibrage du plongeur, à un dispositif indicateur de la position du couple flotteur/plongeur.
On connaît aussi des jouets ou des mécanismes à vocation décorative présentant, par exemple, une figurine de danseuse posée sur une surface plane horizontale et entraînée dans un mouvement erratique par un dispositif magnétique évoluant sous la surface. Avec un tel dispositif, la course de l'objet circulant sur la surface de pose ne présente aucune précision : on recherche plutôt le caractère aléatoire de cette course. De plus, l'évolution de la figurine n'est plus possible lorsque la surface de pose est fortement oblique ou verticale, voire inversée.
La présente invention permet le remplacement des aiguilles indicatrices d'un instrument de mesure analogique, et plus particulièrement d'une horloge, par des objets circulant avec précision sur un cadran dont la position dans l'espace peut être quelconque.
Les avantages obtenus grâce à cette invention consistent en la possibilité de construire non seulement des horloges décoratives originales, parfaitement lisibles et fonctionnant dans toutes les positions, mais aussi des horloges publicitaires où les objets circulant sur le cadran pour l'indication de l'heure sont en relation directe avec le produit commercial à mettre en valeur (boules de lotto, ballons de football, tonneaux de bière, balles de tennis, petits véhicules à roue, ..). Le principe de l'invention peut aussi être appliqué à des appareils de mesure à lecture visuelle pour lesquels une séparation étanche doit exister entre le cadran d'affichage et l'équipage mobile de l'instrument.
L'invention est exposée ci-après en détail pour son application aux horloges.
Un cas particulier, de forme simple, décrit à l'aide de croquis [fig. 1] met en évidence les points essentiels de l'invention Une horloge construite selon l'invention présente sur sa face avant un cadran fixe [1] de forme et de présentation quelconque, plan ou gauche. Des objets
<Desc/Clms Page number 2>
indicateurs (heures, minutes, secondes) circulent sur le cadran à leur vitesse propre dans un espace superficiel qui leur est réservé.
Le cadran est fabriqué en matériaux) amagnétique (s) quelconque (s). Toutefois, il est souhaitable que sa face avant soit réfractaire à l'usure pour éviter la formation de traces sur les pistes suivies par les objets indicateurs. Il faut pour cela que la surface avant du cadran présente un indice de dureté supérieur à celui des objets indicateurs. On peut, par exemple, utiliser une surface d'aluminium anodisé sur laquelle circulent des objets indicateurs en acier, ou encore un cadran revêtu d'émail époxy associé à des objets mobiles magnétiques revêtus de polyéthylène.
Chaque objet indicateur est lié à un circuit magnétique dont it possède une des parties, l'autre étant portée par un dispositif d'entraînement situé au dos du cadran. Le flux magnétique du circuit est généré par un-ou plusieurs-aimant (s) situé (s) dans le dispositif d'entraînement ou/et dans l'objet indicateur.
Le déplacement adéquat de la portion de circuit magnétique situé dans le dispositif d'entraînement et la loi physique qui tend en permanence à réduire la réluctance des circuits magnétiques, assurent l'asservissement du déplacement de l'objet indicateur à celui de la portion du circuit magnétique portée par le dispositif d'entraînement. En vue de minimaliser la force de déplacement de l'objet indicateur, il est souhaitable qu'il puisse rouler sur la surface du cadran ; sur le croquis [fig. t], l'objet indicateur est réduit à une bille d'acier [2].
Des pièces polaires passives peuvent être ajoutées au circuit magnétique pour parfaire la forme du champ magnétique d'entraînement afin d'assurer une trajectoire correcte aux objets indicateurs.
Le dispositif d'entraînement situé au dos du cadran est constitué par des bras (heures, minutes, secondes) fixés aux canons de sortie d'un mouvement d'horlogerie [3]. A l'extrémité de chaque bras est fixé la portion d'entraînement du circuit magnétique de l'objet indicateur qui lui correspond. Sur le croquis [fig.
1], le dispositif d'entraînement se réduit à un aimant permanent [4].
Un dispositif adéquat doit éviter le blocage de l'horloge par collage de la portion d'entraînement du circuit magnétique sur le dos du cadran (collage dû à la souplesse du bras et à la force magnétique développée par le principe de réduction de réluctance du circuit magnétique) ; ce dispositif, de forme quelconque, doit reprendre la force magnétique tout en opposant une force minimale au déplacement circonférentiel de la portion d'entraînement du circuit magné-
EMI2.1
tique. Sur le croquis [fig. 1-], t'extrémité de l'aiguille est pourvue d'un petit axe radial [5] portant, avec une friction très faible, une roulette [6] appliquée sur le dos du cadran.
Elle assure un petit entrefer constant [fig. 2 repère 7] qui évite le collage tout en garantissant une force suffisante pour le maintient et la conduite de l'objet indicateur sur la face avant du cadran.
<Desc/Clms Page number 3>
Le poids porté par l'extrémité de chaque bras est constitué par l'ensemble du circuit magnétique-portion d'entraînement et objet indicateur-et par la roulette. Ce poids, non négligeable, doit être équilibré en pourvoyant le bras d'une queue d'équilibrage adéquate [71 afin de réduire, au couple de frottement inévitable, le couple moteur fourni par le mouvement d'horlogerie. De plus, hormis le cas d'un cadran disposé horizontalement, le caractère élastique de la force magnétique et le poids de l'objet indicateur imposent à celui-ci une trajectoire excentrée vers le bas par rapport à celle du dispositif d'entraînement qui lui correspond [10]. Cet écart doit être pris en compte pour le positionnement du dispositif moteur à l'arrière du cadran.
Lorsque le cadran est gauche, chaque bras est construit de telle sorte que l'extrémité d'entraînement de l'objet indicateur soit toujours appliquée sur le dos du cadran par l'intermédiaire de la roulette, tout en assurant un équilibrage correct pour soulager le couple moteur du bras. Ceci est obtenu, par exemple, par un bras souple du côté du circuit magnétique d'entraînement, ou par une articulation judicieusement placée, telle qu'un cardan au niveau du canon d'entraînement du mouvement d'horlogerie moteur.
Le dispositif moteur de l'horloge peut être tout-à-fait quelconque. Toutefois le dispositif moteur doit, comme pour toutes les horloges à aiguilles, entraîner les bras par des canons concentriques à un axe normal au plan moyen d'évolution des objets indicateurs. La disposition des canons doit être telle que l'on trouve successivement, en partant du dos du cadran, le bras des heures, le bras des minutes et, le plus éloigné du dos du cadran, le bras de secondes. Si l'on utilise un mouvement d'horlogerie standard, le choix le plus rationnel doit alors se porter vers un mouvement à rotation inversée (anti-horlogique) appliqué au revers du cadran [8] : les canons d'entraînement pointent alors dans la direction opposée au cadran. Les bras sont fixés sur les canons moteurs par les procédés standards de fixation des aiguilles.
Lorsqu'un mouvement d'horlogerie standard à rotation inversée est choisi pour animer une horloge à affichage par objets circulant sur le cadran, le dos du mouvement d'horlogerie est masqué par le dos du cadran auquel il est appliqué.
Ceci empêche l'accès aux commandes de réglage du mécanisme et à. la source d'énergie (communément une pile) généralement accessible sur la face dorsale du mouvement d'horlogerie. Cette disposition de l'appareil moteur impose sa fixation amovible pour permettre l'accès aux éléments cités ci-dessus [9].
<Desc / Clms Page number 1>
Description The invention relates to a new time indication system for an analog clock: the hands are replaced by objects circulating on the dial without apparent motor support; their movement is ensured magnetically.
Indicating devices are already known such as level indicators in tanks containing a liquid, where an annular float containing a permanent magnet circulates along a vertical tube immersed in the liquid. A magnetic plunger slides in the tube. It is balanced by a cable and counterweight system; its position is controlled by the position of the float, which is transmitted by the balance cable of the plunger to a device indicating the position of the float / plunger couple.
Also known are toys or mechanisms for decorative purposes, for example, a dancer figurine placed on a flat horizontal surface and driven in an erratic movement by a magnetic device moving under the surface. With such a device, the course of the object circulating on the laying surface has no precision: we are rather looking for the randomness of this course. In addition, the evolution of the figurine is no longer possible when the installation surface is strongly oblique or vertical, or even inverted.
The present invention allows the replacement of the indicator needles of an analog measuring instrument, and more particularly of a clock, by objects circulating with precision on a dial whose position in space can be arbitrary.
The advantages obtained thanks to this invention consist in the possibility of building not only original decorative clocks, perfectly readable and operating in all positions, but also advertising clocks where the objects circulating on the dial for the indication of the time are in direct relation to the commercial product to be highlighted (lotto balls, footballs, beer barrels, tennis balls, small wheeled vehicles, etc.). The principle of the invention can also be applied to measuring instruments with visual reading for which a sealed separation must exist between the display dial and the moving part of the instrument.
The invention is set out below in detail for its application to clocks.
A particular case, of simple form, described using sketches [fig. 1] highlights the essential points of the invention A clock constructed according to the invention has on its front face a fixed dial [1] of any shape and presentation, plan or left. Items
<Desc / Clms Page number 2>
indicators (hours, minutes, seconds) circulate on the dial at their own speed in a surface space reserved for them.
The dial is made of any non-magnetic material (s). However, it is desirable that its front face be resistant to wear to avoid the formation of traces on the tracks followed by the indicator objects. This requires that the front surface of the dial has a higher hardness index than that of the indicator objects. One can, for example, use an anodized aluminum surface on which steel indicating objects circulate, or even a dial coated with epoxy enamel associated with magnetic moving objects coated with polyethylene.
Each indicator object is linked to a magnetic circuit of which it has one part, the other being carried by a drive device located on the back of the dial. The magnetic flux of the circuit is generated by one or more magnets located in the drive device and / or in the indicator object.
The adequate displacement of the portion of the magnetic circuit located in the drive device and the physical law which constantly tends to reduce the reluctance of the magnetic circuits, ensure the movement of the indicator object to that of the portion of the circuit magnetic carried by the drive device. In order to minimize the displacement force of the indicator object, it is desirable that it can roll over the surface of the dial; on the sketch [fig. t], the indicator object is reduced to a steel ball [2].
Passive pole pieces can be added to the magnetic circuit to perfect the shape of the magnetic drive field to ensure correct trajectory for indicating objects.
The drive device located on the back of the dial consists of arms (hours, minutes, seconds) fixed to the output barrels of a clockwork movement [3]. At the end of each arm is fixed the drive portion of the magnetic circuit of the indicator object which corresponds to it. On the sketch [fig.
1], the drive device is reduced to a permanent magnet [4].
A suitable device must avoid blocking the clock by bonding the drive portion of the magnetic circuit to the back of the dial (bonding due to the flexibility of the arm and the magnetic force developed by the principle of reduction in reluctance of the circuit magnetic); this device, of any shape, must take up the magnetic force while opposing a minimum force to the circumferential movement of the drive portion of the magnetic circuit
EMI2.1
tick. On the sketch [fig. 1-], the end of the needle is provided with a small radial axis [5] carrying, with very low friction, a roller [6] applied to the back of the dial.
It ensures a small constant air gap [fig. 2 item 7] which prevents sticking while ensuring sufficient force to maintain and guide the indicator object on the front face of the dial.
<Desc / Clms Page number 3>
The weight carried by the end of each arm consists of the entire magnetic circuit - drive portion and indicator object - and by the wheel. This not insignificant weight must be balanced by providing the arm with an adequate balancing tail [71 in order to reduce, to the inevitable friction torque, the engine torque supplied by the clockwork movement. In addition, apart from the case of a horizontally arranged dial, the elastic nature of the magnetic force and the weight of the indicator object impose an eccentric trajectory downward relative to that of the driving device which matches [10]. This difference must be taken into account for the positioning of the motor device at the rear of the dial.
When the dial is left, each arm is constructed in such a way that the driving end of the indicator object is always applied to the back of the dial by means of the wheel, while ensuring correct balancing to relieve the arm motor torque. This is obtained, for example, by a flexible arm on the side of the magnetic drive circuit, or by a judiciously placed articulation, such as a universal joint at the level of the drive barrel of the clockwork movement.
The clock motor can be entirely arbitrary. However, the motor device must, as with all needle clocks, drive the arms by cannons concentric with an axis normal to the mean plane of evolution of the indicator objects. The arrangement of the barrels must be such that one finds successively, starting from the back of the dial, the arm of the hours, the arm of the minutes and, most distant from the back of the dial, the arm of seconds. If a standard clockwork movement is used, the most rational choice should then be towards a reverse rotation movement (anti-clockwise) applied to the reverse of the dial [8]: the drive barrels then point in the direction opposite to the dial. The arms are fixed to the motor guns by standard needle fixing methods.
When a standard clockwise movement with reverse rotation is chosen to animate a clock with display by objects circulating on the dial, the back of the clockwork movement is masked by the back of the dial to which it is applied.
This prevents access to the mechanism adjustment controls and to. the energy source (commonly a battery) generally accessible on the dorsal side of the clock movement. This arrangement of the motor device imposes its removable fixing to allow access to the elements mentioned above [9].