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CENTRE ELECTRONIQUE HORLOGER S.A.
La présente invention concerne les montres électroniques dans lesquelles 1' organe moteur et la base de temps sont constitués par un seul et même résonnatur à deux branches travaillant en flexion, tel que L' invention consiste en des perfectionnements apportés à ces montres en we de réduire 1' encombrement résultant de 1' utilisation d'un circuit électrique d' entretien de l'oscillation.
Selon une caractéristique de l'invention, tous les éléments du circuit électrique, à l'exception de la batterie, sont logés à, l'intérieur des
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bobines motrices et captrices disposées entre les extrémités des deux branches du résonnateur,
Selon une autre caractéristique, lesdits éléments du circuit électrique sont logés dans un boîtier en matière plastique sur lequel sont enroulée* lesdites bobines captrice et motrice.
D' autres caractéristiques et avantages de 1' invention apparitront à la lecture de la description faite, à titre d' exemple non limitatif, en relation avec le dessin annexé dans lequel;
La figure 1 représente une vue en plan d'un mouvement d' horlogerie selon 1' invention;
La figure 2 représente une coupe selon II-II de la figure l-,
La figure 3 une coupe selon III-III de la figure 1;
La figure 4 une coupe partielle selon IV-IV de la figure 1' ,
La figure 5 le schéma du circuit électrique de cette montre:
Les figures 1 et 2 montrent une platine 1 sur laquelle est fixée au moyen de trois vis le pied 3a en forme de V d'un résonnateur 3 à fréquence vocale. Les parties oscillantes de ce résonnateur ont a peu près la forme d'un "w"Il et sont reliées au pied 3a par une jonction 3b.
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Les parties oscillantes sont formées essentiellement par deux bras oscillants 3b et 3d qui, sur la plus grande partie de leur longueur. lon- gent le bord la de la platine 1 constituant en même temps le bord du mou- vement, Comme on peut le voir dans la figure 2, un espace est prévu entre les bras 3c et3d, d'une part et la platine 1 d'autre part, afin que les branches puissent osciller librement.
A chacune des extrémités des branches 3c et 3d est soudée une tête ma- gnétique, désignée respectivement par 14 et 15. On peut voir dans la fi- gure 3, que la tête magnétique 14, en symétrie miroir avec la tête ma- gnétique 15, se compose d'une pièce en fer doux 4 dont la section a la forme d'un U et de pièces polaires 5a et 5b fixées aux branches 4a et 4b du fer en U 4, dont la forme est adaptée à la forme des bobines. Tandis que le résonnateur proprement dit 3 est constitué de préférence par un matériau possédant un faible coefficient thermo-élastique, tel que par exemple un alliage connu sous le nom d'Elinvar, de Nivarox, de Ni-Spahn-
C ou de thermelast, on utilise,au lieu d'un fer doux.pour l'exécution de la partie 4, un matériau tel que celui vendu sous le nom de Permendur.
Les pièces polaires 5a et 5b sont constituées par un matériau à champ coer- citif élevé tel qu'un alliage au platine-cobalt. Le champ magnétique dans l'entrefer situé entre les pièces polaires 5a et 5b est essentiellement homogène et les lignes de force sont perpendiculaires au plan de la pla- tine 1 et par conséquent au plan dans lequel le résonnateur 3 est disposé et dans lequel oscillent ses branches 3c et 3d.
Sur chacune des têtes magnétiques 14 et 15 est situé au moyen d'une vis 6
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un index fixé de telle sorte qu'il pu sse être tourné gras, son axe de rota- tion étant perpendiculaire au plan d'oscillation et son centre de gravité ne coïncidant pas avec son axe de rota Ion , de telle sorte que lorsque l'on tourne,cet index,son centre de gra@ @té et par conséquent,le centre de gravité de toute la branche oscillai te est déplacé et que la fréquence propre de cette branche est modifi e. Sur chacune des têtes magnétiques
14 et 15 est reportée une échelle 14 1 respectivement 15a sur laquelle on peut lire la modification de fréque ,ce en secondes par jour.
Les index 7 sont formés de préférence par une languette de métal taillée en pointe, coincée sous la tête de la vis 6 co: respondante. Afin que le résonnateur ne soit pas endommagé lors de ch cs ou de secousses éventuels, un limi- tateur d'amplitude 47 est fixé dan la platine 1 à proximité de chacune des têtes magnétiques afin de limiter 'amplitude de l'oscillation des têtes magnétiques dans la direction opp )sée à la platine et en direction du bord de celle-ci.
La figure 5 montre le schéma du circuit électrique d'entretien de l'oscilla- tion. Celui-ci comprend la bobine captrice 9, la bobine excitatrice 10, le condensateur 11, la résistance 12, le transistor 13 et la batterie 8. La base
13b du transistor 13 est reliée d'une part,à travers la résistance 12,,avec le collecteur 13c et d'autre part,à travers le condensateur 11, et la bobine cap- trice 9.,avec l'émetteur 13a, relié de son côté à travers la bobine excita- trice 6 et la batterie 8 avec le collecteur 13c.
La Saison électrique entre la bobine excitatrice 10 et le pôle négatif 8a de la batterie est effectuée par la platine 1 du mouvement. 1 est clair que c'est soit le pôle positif ou le pôle négatif de la batterie qui est relié à la platine selon le type de tran-
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sistor utilisé.
Comme on peut le voir dans les figures 2 et 3, les deux bobines 9 et 10 sont des bobines plates de forme élliptique,qui sont montées amovible- ment sur une nervure 16a d'un boîtier 16 en matière plastique. Dans ce boitier de forme elliptique sont également disposés le condensateur 11, la résistance 12 et le transistor 13, tandis que les deux bobines 9 et 10 sont dimensionnées de telle façon qu'elles coupent toutes les lignes de force du champ magnétique apparaissant dans l'entrefer des deux têtes magnétiques 14 et 15. La batterie 8 repose par. son pôle négatif 8a sur la platine 1; ellc pst logée dans une creusure cylindrique 1b de la plati- ne 1, et maintenue dans cette position par un ressort 17 fixé d'autre part par une vis 18 isolée éléctiquement de la platine 1.
Entre le ressort 17 et le couvercle de la batterie 8, formant en même temps son pôle positif
8b, est pincé un conducteur électrique 19 reliant ce pôle positif à la vis
20, visséedans la douille métallique 20a et reliéed'une part à la résistan" ce 12 et d'autre part au collecteur 13c du transistor 13. Dans la figure 1 on peut voir le conducteur 21 qui relie le condensateur 11 à la bobine cap- trice 9, ainsi que le conducteur 22 qui relie l'émetteur 13a du transistor
13 au point de jonction des bobines 9 et 10.
Le circuit fonctionne de la manière suivante : Lorsque l'un des bras du résonnateur 3 se déplace sous l'effet d'un mouvement occasionnel, une tension est alorsinduite dans la bobine captrice 9, ce qui a pour effet de provoquer un courant dans la bobine excitatrice 10, provoquant un champ magnétique qui entraîne les têtes magnétiques 14 et 15 dans la direction du déplacement initial. Aussi- tôt que l'amplitude déterminée par l'élasticité du résonnateur 3 est at-
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teinte, les branches oscillent dans le sens inverse. Après quelques mou- vements de va-et-vient l'oscillation se stabilise et les branches 3c et 3d oscillent à une fréquence constante et avec une amplitude constante, de telle manière que les têtes magnétiques 14 et 15 se rapprochent et s'éloi- gnent l'une de l'autre périodiquement.
L'ajustage de la fréquence désirée peut être obtenu lors de la fabrication en enlevant un peu de matière à un endroit quelconque des branches oscillantes: les segments en forme d'arc
3e et 3f des branches 3c et 3d peuvent être par exemple amincies au moyen d'une fraise,
La transformation du mouvement de translation des branches en un mouve- ment de rotation se fait au moyen d'un cliquet fixé sur l'une des branches, ici la branche 3d, le cliquet entraînant une roue à rochet 23. Les dents de la roue à rochet 23 sont dimensionnées de telle manière que la roue 23 tourne d'une dent à chaque oscillation du résonnateur. La rotation en arriè- re de la roue 23 est empêchée par un cliquet de blocage 25 fixé à la platine
1.
Sur l'axe de la roue à rochet 23 est fixé un pignon 23a engrenant avec une roue dentée 26, dont le pignon 26a engrène à son tour avec la roue 27,
Ni les ponts ni les axes de ces roues n'ont été représentés afin que les roues soient mieux visibles. La roue 27 entraîne par l'intermédiaire d'une roue 28 la roue de secondes 29 sur l'axe 30 de laquelle est fixée l'aiguille de secondes 31, comme on peut le voir dans la figure 4. Le pignon 28a se libère de la roue 28, engrène avec une roue 32, dont le pignon 32a engrè- ne à son tour avec une roue 33.
Le pignon 33a solidaire de cette roue en- grène avec la roue de minutes 34, fixée sur une chaussée 35 coaxiale à l'axe de secondes 30 et portant l'aiguille de minutes 36, ainsi qu.'un pignon
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34a entraînant la roue intermédiaire 37 dont le pignon 37a engrène avec la roue d'heures 38. Cette dernière est fixée à la chaussée 39 portant l'aiguille d'heures 40. Le mouvement de l'oscillateur 3 est ainsi transmis aux aiguilles 31, 36 et 40.
Pour la mise à l'heure des aiguilles, il est prévu une tige de mise à l'heure 43 munie d'une couronne 44 à l'extérieur du boîtier et d'une roue de couronne 45 à l'intérieur de celui-ci, Cette tige de mise à l'heure 43 est située au moins approximativement dans le plan du résonnateur 3, Celui-ci est symétrique par rapport à un plan perpendiculaire au plan d'oscillation et passant par la tige de mise à l'heure, et présente une partie rentrante formant un espace libre entre le bord du mouvement la et le rél:!c,,nateur 3, dans lequel est dis- posée la tige de mise à l'heure 43.
Cette tige peut être déplacée longitudinalement, de telle sorte que lorsqu' on tire cette tige vers l'exté- rieur, la roue de couronne 45 engrène avec la roue de mise à l'heure 41 par l'intermédiaire du levier 46 et de la bascule 47. La roue de mise à l'heure 41 engrené à son tour avec la roue 42, dont le pignon 42a en- ' ) traîne la roue intermédiaire 37.
Dans cette configuration du mouvement, un cadran 46 muni de pieds, peut être fixé dans la platine 1 qui présente des trous lc pour les pieds de cadran et des tarandages Id pour les vis de fixation.
Comme on peut le constater, la forme spéciale du résonnateur dont les branches longent sur la plus grande partie de leur longueur le bord du mouvement, laisse un grand espace disponible dans lequel on peut loger sans difficulté, non seulement les rouages nécessaires pour l'entraînement
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des aiguilles, mais également d'autres rouages tels que ceux nécessaires pour l'entraînement d'un disque de quantièmes ou d'autres dispositifs in- dicateurs, Un espace suffisant est également laissé pour la disposition de la batterie, de sorte que l'on peut sans autre utiliser une batterie ron- de d'un diamètre relativement élevé que l'on peut placer entre les branches -du résonnateur,
La forme en "#" du résonnateur permet également d'utiliser une tige de mise à l'heure de construction conventionnelle.
La liaison des branches oscillantes à leur pied de fixation favorise la dissipation d'énergie élasti- que de l'oscillateur dans un volume de matière sensiblement plus élevé que dans le cas du diapason.
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CENTER ELECTRONIQUE HORLOGER S.A.
The present invention relates to electronic watches in which one motor member and the time base are formed by one and the same resonatur with two branches working in bending, such as The invention consists of improvements made to these watches in we reduce The bulk resulting from the use of an electrical circuit for maintaining the oscillation.
According to one characteristic of the invention, all the elements of the electrical circuit, with the exception of the battery, are housed inside the
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driving and captive coils arranged between the ends of the two branches of the resonator,
According to another characteristic, said elements of the electrical circuit are housed in a plastic housing on which are wound * said sensing and driving coils.
Other characteristics and advantages of the invention will become apparent on reading the description given, by way of non-limiting example, in relation to the appended drawing in which;
FIG. 1 represents a plan view of a timepiece movement according to the invention;
Figure 2 shows a section along II-II of Figure l-,
Figure 3 a section along III-III of Figure 1;
Figure 4 a partial section along IV-IV of Figure 1 ',
Figure 5 the electrical circuit diagram of this watch:
Figures 1 and 2 show a plate 1 on which is fixed by means of three screws the foot 3a in the form of V of a resonator 3 at voice frequency. The oscillating parts of this resonator have roughly the shape of a "w" II and are connected to the foot 3a by a junction 3b.
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The oscillating parts are essentially formed by two oscillating arms 3b and 3d which, over most of their length. along the edge la of the plate 1 constituting at the same time the edge of the movement, As can be seen in FIG. 2, a space is provided between the arms 3c and 3d, on the one hand and the plate 1d on the other hand, so that the branches can swing freely.
At each of the ends of the branches 3c and 3d is welded a magnetic head, denoted respectively by 14 and 15. It can be seen in FIG. 3, that the magnetic head 14, in mirror symmetry with the magnetic head 15 , consists of a piece of soft iron 4 whose section has the shape of a U and pole pieces 5a and 5b fixed to the branches 4a and 4b of the U-shaped iron 4, the shape of which is adapted to the shape of the coils . While the actual resonator 3 is preferably made of a material having a low thermoelastic coefficient, such as for example an alloy known under the name of Elinvar, Nivarox, Ni-Spahn-
C or thermelast, instead of a soft iron is used for the execution of part 4, a material such as that sold under the name Permendur.
The pole pieces 5a and 5b are made of a material with a high coercive field such as a platinum-cobalt alloy. The magnetic field in the air gap located between the pole pieces 5a and 5b is essentially homogeneous and the lines of force are perpendicular to the plane of the plate 1 and therefore to the plane in which the resonator 3 is placed and in which its oscillations oscillate. branches 3c and 3d.
On each of the magnetic heads 14 and 15 is located by means of a screw 6
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an index fixed in such a way that it can be turned fat, its axis of rotation being perpendicular to the plane of oscillation and its center of gravity not coinciding with its axis of rotation, so that when the we turn, this index, its center of gravity and consequently, the center of gravity of the whole oscillating branch is displaced and the natural frequency of this branch is modified. On each of the magnetic heads
14 and 15 is shown a scale 14 1 respectively 15a on which the change in frequency can be read, in seconds per day.
The indexes 7 are preferably formed by a metal tongue cut to a point, wedged under the head of the screw 6 co: respondant. So that the resonator is not damaged in the event of shocks or possible jolts, an amplitude limiter 47 is fixed in the plate 1 near each of the magnetic heads in order to limit the amplitude of the oscillation of the magnetic heads. in the direction opposite to the plate and in the direction of the edge thereof.
Figure 5 shows the electrical circuit diagram for maintaining the oscillation. This includes the sensor coil 9, the exciter coil 10, the capacitor 11, the resistor 12, the transistor 13 and the battery 8. The base
13b of transistor 13 is connected on the one hand, through resistor 12,, with collector 13c and on the other hand, through capacitor 11, and pick-up coil 9., with emitter 13a, connected for its part through the excitation coil 6 and the battery 8 with the collector 13c.
The electrical season between the exciter coil 10 and the negative pole 8a of the battery is carried out by the plate 1 of the movement. 1 is clear that it is either the positive pole or the negative pole of the battery which is connected to the plate according to the type of trans-
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sistor used.
As can be seen in Figures 2 and 3, the two coils 9 and 10 are flat, elliptical-shaped coils which are removably mounted on a rib 16a of a plastic housing 16. In this elliptical-shaped case are also arranged the capacitor 11, the resistor 12 and the transistor 13, while the two coils 9 and 10 are dimensioned in such a way that they cut all the lines of force of the magnetic field appearing in the air gap of the two magnetic heads 14 and 15. The battery 8 rests by. its negative pole 8a on plate 1; ellc pst housed in a cylindrical recess 1b of the plate 1, and held in this position by a spring 17 fixed on the other hand by a screw 18 electrically insulated from the plate 1.
Between the spring 17 and the battery cover 8, at the same time forming its positive pole
8b, is clamped an electrical conductor 19 connecting this positive pole to the screw
20, screwed in the metal sleeve 20a and connected on the one hand to the resistor 12 and on the other hand to the collector 13c of the transistor 13. In Figure 1 we can see the conductor 21 which connects the capacitor 11 to the coil cap- trice 9, as well as the conductor 22 which connects the emitter 13a of the transistor
13 at the junction point of coils 9 and 10.
The circuit works as follows: When one of the arms of the resonator 3 moves under the effect of an occasional movement, a voltage is then induced in the sensor coil 9, which has the effect of causing a current in the exciter coil 10, causing a magnetic field which drives the magnetic heads 14 and 15 in the direction of the initial displacement. As soon as the amplitude determined by the elasticity of the resonator 3 is at-
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hue, the branches oscillate in the opposite direction. After a few back-and-forth movements the oscillation stabilizes and the branches 3c and 3d oscillate at a constant frequency and with a constant amplitude, so that the magnetic heads 14 and 15 move closer and apart. annoy each other periodically.
The adjustment of the desired frequency can be obtained during manufacture by removing a little material at any point of the oscillating branches: the arc-shaped segments
3e and 3f of the branches 3c and 3d can for example be thinned by means of a milling cutter,
The transformation of the translational movement of the branches into a rotational movement is effected by means of a pawl fixed on one of the branches, here the branch 3d, the pawl driving a ratchet wheel 23. The teeth of the wheel ratchet 23 are dimensioned such that wheel 23 rotates one tooth with each oscillation of the resonator. The backward rotation of the wheel 23 is prevented by a locking pawl 25 fixed to the plate.
1.
On the axis of the ratchet wheel 23 is fixed a pinion 23a meshing with a toothed wheel 26, the pinion 26a of which in turn meshes with the wheel 27,
Neither the bridges nor the axles of these wheels have been shown so that the wheels are better visible. The wheel 27 drives, via a wheel 28, the seconds wheel 29 on the axis 30 of which the seconds hand 31 is fixed, as can be seen in FIG. 4. The pinion 28a is released from the wheel 28 meshes with a wheel 32, the pinion 32a of which in turn meshes with a wheel 33.
The pinion 33a integral with this wheel engages with the minute wheel 34, fixed on a carriageway 35 coaxial with the seconds axis 30 and carrying the minute hand 36, as well as a pinion.
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34a driving the intermediate wheel 37, the pinion 37a of which meshes with the hour wheel 38. The latter is fixed to the road 39 carrying the hour hand 40. The movement of the oscillator 3 is thus transmitted to the hands 31, 36 and 40.
For setting the time of the hands, a time-setting rod 43 is provided with a crown 44 outside the case and a crown wheel 45 inside the latter. , This time-setting rod 43 is located at least approximately in the plane of the resonator 3, The latter is symmetrical with respect to a plane perpendicular to the oscillation plane and passing through the time-setting rod, and has a re-entrant part forming a free space between the edge of the movement 1a and the rél:! c ,, nator 3, in which the time setting rod 43 is placed.
This rod can be moved longitudinally, so that when this rod is pulled outwards, the crown wheel 45 meshes with the time-setting wheel 41 by means of the lever 46 and the ring. Tilt 47. The time-setting wheel 41 in turn meshed with the wheel 42, the pinion 42a of which entails the intermediate wheel 37.
In this configuration of the movement, a dial 46 provided with feet, can be fixed in the plate 1 which has holes lc for the dial feet and id gauges for the fixing screws.
As can be seen, the special shape of the resonator, the branches of which run along the edge of the movement for most of their length, leaves a large space available in which one can easily accommodate, not only the cogs necessary for the drive.
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hands, but also other cogs such as those required for driving a date disc or other indicating devices. Sufficient space is also left for the arrangement of the battery, so that the one can without further use a round battery of a relatively large diameter which can be placed between the branches of the resonator,
The "#" shape of the resonator also makes it possible to use a time setting rod of conventional construction.
The connection of the oscillating branches to their fixing foot promotes the dissipation of elastic energy from the oscillator in a volume of material which is appreciably higher than in the case of the tuning fork.