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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
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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-
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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.
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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].