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Pièce d'horlogerie à commande électro-magnétique.
La présente invention a pour objet une pièce d'horlogerie (horloge, montre, réveil, etc. ) dont la commande est électro - magnétique, et peut par conséquent être réalisée à partir d'une source de courant très faible.
Un des buts de l'invention est de créer une pièce d'horlo - gerie dont le mouvement soit exactement chronométrique, même sous des variations importantes du courant d'alimentation, et qui n'ait qu'une consommation très faible, pratiquement nulle, de sorte qu'un élément générateur extrêmement faible puisse l'alimenter pendant plusieurs années.
Un autre but de l'invention est de créer une telle pièce d'horlogerie dont le fonctionnement soit absolument indépendant des influences extérieures et de la position occupée par la pièce d'horlogerie ; celle-ci pourra donc être portée au bras, être soumise aux chocs ou trépidation , sans se dérégler .
Un autre but encore est de créer une telle pièce d'horloge-
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rie qui soit extrêmement simple comme construction et montage, et dont le prix de revient soit très notablement inférieur aux pièces d'horlogerie électriques ou électro-mécaniques connues a cejour.
Essentiellement, une pièce d'horlogerie conforme à l'in - vention comporte un disque en alliage métallique parfaitement homogène, possédant plusieurs pôles d'intensité magnétique différente. Ce disque, qui constitue balancier, est porté par un axe métallique, isolé à ses deux bouts par des rubis d'hor - logerie. Il est monté dans un champ magnétique formé par deux bobines enroulées en sens opposés. Une des bornes du circuit d'enroulement est reliée à la masse, et l'autre à une borne de l'élement générateur de courant. L'autre borne de cet élé - ment est reliée à l'axe du disque.
Cet axe porte un doigt contacteur susceptible de venir en contact avec une face d'un bras pivotant relié à la masse. Quand le contact se produit, le courant est lancé dans les bobines ; il en résulte une attraction du disque qui reçoit une impulsion dans un sens déterminé, impulsion dont l'amplitude varie avec la force de l'élément générateur, mais est toujours d'une durée invariable, le courant étant instantanément coupé par suite de l'effacement du bras relié à la masse. Pendant cette impulsion, l'axe du disque a tendu un petit ressort spirale qui, en se détendant, relance le disque en sens inverse. La masse du disque et la tension du ressort spirale (tension réglable) sont calculées de façon qu'un mouvement complet de pivotement du disque,dans les deux sens, dure une seconde.
En revenant sous l'action du ressort, le doigt contacteur touche l'autre face du bras pivo - tant, lequel est équilibré dans les deux sens par ressorts.
Cette face étant isolée, le circuit électrique reste fermé, maisle dit bras, en pivotant sous l'action du doigt, provoque, par intermédiaire, l'avancement d'une dent d'une roue dentée, @ laquelle transmet par vis 'sans fin et intermédiaires à l'axe de
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l'aiguille des minutes. Le disque revient ensuite par inertie, @ provoque la fermeture du circuit, d'où nouvelle impulsion, et ainsi de suite.
Au dessin annexé il est représenté, à titre d'exemple, une réalisation schématique d'une pièce d'horlogerie conforme à l'invention. A ce dessin : Fig.1 est une vue en élévation de la pièce d'horlogerie.
Fig. 2 est une vue en plan de celle-ci, les ponts étant supposés enlevés.
Fig.3 est le détail, à plus grande échelle, et en plan, du bras basculant et du doigt contacteur.
1, désigne un axe métallique, s'étendant sur toute la hau - teur de la pièce d'horlogerie, et dont les extrémités en pointe sont reçues dans deux rubis 2 portés par les ponts supérieur 3 et inférieur 4. L'ajustage des pointes de l'axe 1 est aussi précis que possible de façon à réduire le frottement. Sur cet axe 1 est calé le disque 8 en alliage métallique parfaitement homogène et possédant des pôles d'intensité magnétique diffé - rente. Ce disque, qui forme, avec son axe 1, pendule dans toutes les positions de l'axe, est logé dans le champ magnétique formé par les deux bobines 6 et 7, formées par le même fil mais sous enroulement en sens opposés.
Une borne du circuit d'enroulement est reliée à la masse par le fil 8 , et l'autre, par le fil 9,, a une borne d'un élément 10 générateur du courant, par exemple une petite pile sèche. L'autre borne de cet élément 10 est re - liée par 11 à 1'axe 1, soit directement, soit par l'intermédiai- re du ressort spirale ,12., dont un bout est fixé à l'axe 1 et l'autre est fixé à un point fixe 13.
Sur l'axe 1 est fixé un doigt contacteur 14 qui, lors du mouvement pulsatoire de l'axe, vient frapper un bras 15 métal - lique porté par le pivot 16. Ce pivot est maintenu entre les deux ponts 4 et 17 et fait par conséquent partie de la masse.
Une face du bras 15 est garnie d'une plaque 18 non conductrice,
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et ce bras est équilibré, d'une part, par le ressort spirale 19 monté sur son axe, et d'autre part, par le ressort en lame 20 dont la détente est limitée par la butée 21:
Le doigt contacteur 14 étant mis en contact avec la face conductrice du bras 15, le circuit électrique est fermé et le courant est lancé dans les bobines 6-7. Le disque 5 est attiré et est ainsi mis en rotation dans le sens A de la fig.2 ; le contact entre 14 et 15 est immédiatement coupé, l'amplitude de l'oscillation du disque 5. dépendant essentiellement de la puissance de la pile 10.
Pendant cette oscillation du disque, le ressort 12 se tend et, dès que le disque est arrivé à fin de course, ce ressort, en se détendant, donne au disque une impulsion en sens opposé. Le bras 15, ramené en position d'é - quilibre par son ressort 19, est heurté, sur sa face non conduc- trice 18, par le doigt 14 ; le courant reste donc coupé , et le bras 15 pivote, puisrevient à sa position d'équilibre. Le disque 5, à fin d'oscillation, revient ensuite par inertie pendulaire, et ramène ainsi le doigt 14 sur la face conductrice du bras d'où nouvelle fermeture du circuit et nouvelle im- pulsion.
Le disque avec son axe, formant pendule, la position de l'axe reste sans influence sur le fonctionnement ; de même,les variations de courant dans le circuit sont sans influence, la durée d'une oscillation pendulaire ne variant pas. Une telle pièce d'horlogerie se différencie donc avantageusement des sys- tèmes connus, pour lesquels les variations de courant sont nui-- sibles, et où l'on doit prendre des précautions spéciales pour maintenir la pièce d'horlogerie dans un plan de niveau. D'autre part, le ressort spirale de rappel 12 n'est soumis à aucun ef - fort particulier qui puisse amener un déréglage ou un bris de pièces, et pratiquement, la pièce d'horlogerie est inusable.
En outre, l'énergie nécessitée pour le pivotement du disque 5 est extrêmement faible; puisqu'elle doit servir uniquement à
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vaincre le frottement de l'axe 1 (pratiquement nul) et une fai- ble partie de la résistance du ressort 12. Cette énergie est tellement faible qu'une pile de faible dimension peut toujours servir tant qu'elle provoque' un mouvement - si faible soit-il - de l'aiguille du voltmètre. On pourra même, pour de petites pièces d'horlogerie, par exemple des montres, constituer une source d'énergie suffisante pour plusieurs années par l'accou - plement de deux petites rondelles de cuivre séparées par une rondelle de magnésium.
Le bras 15, qui reçoit un mouvement faible de pivotement, est de préférence utilisé pour la commande des rouages. Dans l'exemple, il porte une lame de ressort 21, repliée en V, et dont 7.'écartement maximum des branches est limité par un étrier 22 porté par le bras 15. Ce ressort 21 se termine, à son bras libre, par un bec engagé dans la denture d'une roue 23 qui att a- que une vis sans fin 24 en prise avec l'engrenage 25. Ce dernier est calé sur l'arbre 26 transmettant, par tous intermédiaires voulus, tels que 27, aux axes des aiguilles. Toute autre trans - mission pourrait être choisie entre l'engrenage 23 et les dits axes des aiguilles, ou même entre le bras 15 et ces axes. La roue 23 est freinée par le ressort 28, afin d'empêcher les vibrations sous l'effet d'impulsions trop fortes dues à un cou - rant trop grand.
La masse du pendule formé par le disque 5 et l'axe 1 ne changeant pas, la durée des oscillations pendulaires sera tou - jours la même et cette masse sera calculée pour donner des am plitudes d'une durée exacte de une seconde ; ceci sera facilité en prévoyant un organe de réglage de la tension du ressort 12, ce qui permettra également un réglage précis après un certain temps, pour remédier une usure éventuelle des rouages et par conséquent à un changement de la résistance offerte au mouvement pendulaire.
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Electromagnetically controlled timepiece.
The present invention relates to a timepiece (clock, watch, alarm clock, etc.) the control of which is electromagnetic, and can therefore be produced from a very low current source.
One of the aims of the invention is to create a timepiece whose movement is exactly chronometric, even under large variations in the supply current, and which has very low consumption, practically zero, so that an extremely weak generator element can power it for several years.
Another object of the invention is to create such a timepiece whose operation is absolutely independent of external influences and of the position occupied by the timepiece; it can therefore be worn on the arm, be subjected to shocks or trepidation, without becoming disturbed.
Yet another purpose is to create such a clock piece-
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rie which is extremely simple in terms of construction and assembly, and the cost price of which is very notably lower than electric or electro-mechanical timepieces known to date.
Essentially, a timepiece according to the invention comprises a perfectly homogeneous metal alloy disc, having several poles of different magnetic intensity. This disc, which constitutes the balance, is carried by a metal axle, isolated at both ends by clockwork rubies. It is mounted in a magnetic field formed by two coils wound in opposite directions. One of the terminals of the winding circuit is connected to ground, and the other to a terminal of the current generating element. The other terminal of this element is connected to the axis of the disc.
This axis carries a contact finger capable of coming into contact with one face of a pivoting arm connected to ground. When contact occurs, current is started in the coils; this results in an attraction of the disc which receives an impulse in a determined direction, an impulse the amplitude of which varies with the force of the generating element, but is always of an invariable duration, the current being instantaneously cut off as a result of the erasing of the arm connected to the mass. During this impulse, the axis of the disc has stretched a small spiral spring which, by relaxing, starts the disc in the opposite direction. The mass of the disc and the tension of the coil spring (adjustable tension) are calculated so that a complete pivoting movement of the disc, in both directions, lasts one second.
Returning under the action of the spring, the contact finger touches the other side of the pivot arm, which is balanced in both directions by springs.
This face being isolated, the electrical circuit remains closed, but the said arm, by pivoting under the action of the finger, causes, through the intermediary, the advancement of a tooth of a toothed wheel, @ which transmits by screw 'endless and intermediate to the axis of
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the minute hand. The disc then returns by inertia, @ causes the circuit to close, hence a new impulse, and so on.
In the accompanying drawing there is shown, by way of example, a schematic embodiment of a timepiece according to the invention. In this drawing: Fig.1 is an elevational view of the timepiece.
Fig. 2 is a plan view thereof, the bridges being assumed to be removed.
Fig.3 is the detail, on a larger scale, and in plan, of the rocking arm and the contact finger.
1, designates a metal axis, extending over the entire height of the timepiece, and the pointed ends of which are received in two rubies 2 carried by the upper 3 and lower 4 bridges. of axis 1 is as precise as possible so as to reduce friction. On this axis 1 is wedged the disc 8 of perfectly homogeneous metal alloy and having poles of different magnetic intensity. This disc, which forms, with its axis 1, a pendulum in all the positions of the axis, is housed in the magnetic field formed by the two coils 6 and 7, formed by the same wire but under winding in opposite directions.
One terminal of the winding circuit is connected to ground through wire 8, and the other, through wire 9, to a terminal of a current generating element 10, for example a small dry cell battery. The other terminal of this element 10 is connected by 11 to the axis 1, either directly or by the intermediary of the spiral spring, 12., One end of which is fixed to the axis 1 and the other is fixed at a fixed point 13.
On the axis 1 is fixed a contact finger 14 which, during the pulsating movement of the axis, strikes a metal arm 15 carried by the pivot 16. This pivot is held between the two bridges 4 and 17 and made by therefore part of the mass.
One side of the arm 15 is lined with a non-conductive plate 18,
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and this arm is balanced, on the one hand, by the spiral spring 19 mounted on its axis, and on the other hand, by the leaf spring 20, the relaxation of which is limited by the stop 21:
The contact finger 14 being brought into contact with the conductive face of the arm 15, the electrical circuit is closed and the current is started in the coils 6-7. The disc 5 is attracted and is thus rotated in the direction A of FIG. 2; the contact between 14 and 15 is immediately cut off, the amplitude of the oscillation of the disc 5 depending essentially on the power of the battery 10.
During this oscillation of the disc, the spring 12 stretches and, as soon as the disc has reached the end of its travel, this spring, by relaxing, gives the disc an impulse in the opposite direction. The arm 15, returned to the equilibrium position by its spring 19, is struck, on its non-conducting face 18, by the finger 14; the current therefore remains cut, and the arm 15 pivots, then returns to its equilibrium position. The disc 5, at the end of oscillation, then returns by pendular inertia, and thus brings the finger 14 back to the conductive face of the arm, whence new closure of the circuit and new impulse.
The disc with its axis, forming a pendulum, the position of the axis remains without influence on the operation; likewise, the current variations in the circuit have no influence, the duration of a pendular oscillation not varying. Such a timepiece therefore differs advantageously from known systems, for which the current variations are harmful, and where special precautions must be taken to keep the timepiece in a level plane. . On the other hand, the spiral return spring 12 is not subjected to any particular force which could lead to maladjustment or breakage of parts, and the timepiece is practically indestructible.
In addition, the energy required for the pivoting of the disc 5 is extremely low; since it must be used only for
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overcome the friction of axis 1 (practically zero) and a small part of the resistance of spring 12. This energy is so low that a small battery can still be used as long as it causes movement - if weak though - from the needle of the voltmeter. It is even possible, for small timepieces, for example watches, to constitute a sufficient source of energy for several years by coupling two small copper washers separated by a magnesium washer.
The arm 15, which receives a weak pivoting movement, is preferably used for controlling the cogs. In the example, it carries a leaf spring 21, folded in a V, and of which the maximum separation of the branches is limited by a stirrup 22 carried by the arm 15. This spring 21 ends, at its free arm, by a nose engaged in the teeth of a wheel 23 which attends a worm 24 engaged with the gear 25. The latter is wedged on the shaft 26 transmitting, by any desired intermediary, such as 27, to the needle axes. Any other transmission could be chosen between gear 23 and said needle axes, or even between arm 15 and these axes. The wheel 23 is braked by the spring 28, in order to prevent vibrations under the effect of too strong pulses due to too much current.
The mass of the pendulum formed by the disc 5 and the axis 1 not changing, the duration of the pendular oscillations will always be the same and this mass will be calculated to give amplitudes of an exact duration of one second; this will be facilitated by providing a member for adjusting the tension of the spring 12, which will also allow precise adjustment after a certain time, to remedy any wear of the cogs and consequently a change in the resistance offered to the pendulum movement.