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Pièce d'horlogerie Il existe de nombreux types de pièces d'horlogerie employant l'énergie électrique fournie par une petite source de courant. Certaines de celles-ci sont munies d'un contacteur actionné mécaniquement et se fermant à des moments déterminés de façon à entretenir, par des moyens électromagnétiques ou électrostatiques, l'oscillation d'un organe régulateur mécanique. Dans le cas d'un entretien électromagnétique, l'impédance du
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circuit est cependant très basse et fortement selfique de sorte qu'il se forme un extra-courant à la rupture du contact, créant une étincelle oxydant les contacts.
Les moyens mis en oeuvre pour réduire cet inconvénient, tels une diode ou un condensateur mis en parallèle sur le contacteur, prennent généralement une place génante dans les petits calibres. II existe également des pièces d'horlogerie dites électroniques dans lesquelles un transistor peut être notamment commandé par des impulsions captées par l'intermédiaire d'un organe régulateur oscillant, ces impulsions étant alors amplifiées et transmises à cet organe régulateur pour son entretien. Ces pièces ont également des inconvénients, notamment en ce qui concerne leur consommation de courant relativement élevée ainsi que la sensibilité de certains transistors à la température.
On connaît également des dispositifs dans lesquels un organe ré- gtdateur commande l'émission d'un courant électrique à une fréquence prédéterminée à trav,-rs une lame opposant une résistance suffisante pour qu'un dégagement de chaleur se produise et entrame une déformation de cette lame qui commande à son tour l'en- tr@tien du dispositif régulateur et l'avancement du rouage.
Il s'agit cependant là de dispositifs extrêmement primitifs et pratiquement inutilisables dans des pièces précises et de petit volume.
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On a également proposé un dispositif utilisant un élément piézo- électrique relié mécaniquement à un dispositif oscillant à barre de torsion, où l'élément piézoélectrique est commandé par une source de courant alternative.
Ce dispositif est encombrant et dépendant d'une source extérieure alternative. Il est donc exclusivement applicable aux horloges et pendulettes. Dans la présente invention l'on fait par contre appel, pour l'avan- c eurent du rouage et l'entretien du régulateur, à un phénomène physique quelque peu différent de la piézoélectricité, en l'occurrence, au phénomène d'électrostriction dont on sait que l'on entend par là, la déformation mécanique de certaines matières po- lycristalines sous l'effet d'un champ électrique.
Cette déformation est particulièrement sensible pour certaines céramiques de titanate de baryum ou de niobate par exemple, ou encore pour certains cristaux tels que le quartz ou la tourmaline.
L'utilisation d'éléments électrostrictifs présente des avantages considérables en horlogerie. En particulier la charge du circuit étant capacitiv < @aucune détérioration des contacts n'est à craindre.
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En outre comme aucune pièce magnétique n'est utilisée, les champs magnétiques extérieurs n'ont pratiquement aucune influence sur la marche de la montre. De même l'absence de bobine réduit les pertes ainsi que les champs magnétiques parasitaires. Enfin, il est possible de réaliser de cette manière des constructions simples et compactes.
La présente invention a précisément pour objet une pièce d'horlogerie comprenant un oscillateur émettant des impulsions électriques de fréquence prédéterminée à travers un élément conducteur présentant des propriétés électrostrictives et dont les déformations mécaniques commandent le dispositif d'entretien de l'oscillateur, caractériséepar le fait que ledit élément s'étend à la périphérie de ce mouvement, et qu'une de ses extrémités est fixée au bâti du mouvement alors que l'autre extrémité commande le dit dispositif d'entretien.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention suivie de deux variantes. La figure 1 en est une vue en plan et la figure 2 représente une coupe suivant II-II de la figure 1.
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La figure 3 est un schéma de la partie électrique.
La figure 4 est une vue en plan de la première variante et la figure 5 en représente le schéma électrique.
La figure 6 est une vue en plan de la seconde variante et la figure 7 en représente le schéma électrique. La figure 1 montre une platine 1 sur laquelle est fixée, par l'intermédiaire d'un plot conducteur 2 et d'une lame 3, un élément en matière électrostrictive 4. Cet élément 4 est en forme d'anneau fendu et est soudé à la lame 3 de forme semblable qui forme ainsi la première électrode dont le potentiel est celui de la platine 1; l'autre face de l'élément 4, opposée à la lame 3, est métallisée. Cette métallisation forme la seconde électrode 5 de l'élément 4. Lorsque l'on applique une certaine tension continue entre l'électrode 5 et l'électrode 3, l'élément 4 se déforme pour prendre la position indiquée en pointillé.
L'élément 4 formant condensateur, ne reprendra sa position primitive (traits pleins, que lorsqu'il aura été déchargé. La lame 3 porte à son extrémité une oreille 6 munie d'une goupille 7. Cette goupille 7 est engagée dans l'ouverture 8 d'une pièce porte-
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cliquets 9 pouvant se déplacer linéairement grace à deux ouvertures droites 10 et 11 et à deux goupilles 12 et 13 fixées dans la platine. La pièce porte-cliquets 9 est munie de deux cliquets 14 et 15 maintenus en contact par deux petits ressorts avec une roue en dents de scie 16. Le mouvement linéaire alternatif de la pièce 9 entraîne la roue 16 dans un mouvement rotatif de sens unique.
Sur le même arbre 17 (figure 2) de la roue en dents de scie 16 est calée une roue 18 qui engrène avec une roue 19 entraînant, au moyen d'un ressort intermédiaire 20, une roue coaxiale d'échappement 21. Cette roue d'échappement 21 entraîne un ensemble balancier-spiral classique 22 par le moyen d'un échappement comportant une ancre 23 et un plateau à cheville 24. La roue 21 entraîne d'autre part .in rouage indicateur de l'heure dont la première roue est schématisée par 25. L'ancre 23 a son chemin limité par deux goupilles 26 et 27 dont l'une au moins (27) est isolée de la platine 1. Le fonctionnement est le suivant : lorsqu'on lance le balancier 22, celui-ci entraîne l'ancre 23 qui vient toucher, à tour de rôle, les goupilles 26 et 27.
Selon le schéma électrique de la figure 3, lorsque l'ancre 23 vient à toucher la goupille 27, le circuit électrique se ferme sur l'élément 4 qui est soumis à un champ électrique et
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de ce fait se déforme et prend la position dessinée en pointillé. La pièce porte-cliquet 9 est entraînée par l'intermédiaire de la goupille 7. Ce mouvement de translation entraîne en rotation la roue à dents de scie 16 par l'intermédiaire du cliquet 14. Quand le balancier revient, l'ancre vient à toucher la goupille 26 qui est ici au potentiel de la platine. L'élément électrostrictif 4 est alors déchargé et reprend sa position primitive en entraînant la pièce porte-cliquet 9 qui entraîne à nouveau la roue 16 par l'intermédiaire du cliquet 15.
Après quelques oscillations du balancier, la roue 16 entraînant la roue 19 aura suffisamment armé le ressort 20 pour que l'entretien du balancier puisse se faire normalement. II va sans dire que l'on pourrait aussi, au lieu de lancer le balancier, armer le ressort 20 par rotation de la roue 18.
Dans la variante représentée aux figures 4 et 5 le fonctionnement est différent : à chaque demi- oscillation on charge puis décharge au moyen du contacteur double 29, l'élément électrostrictif. Ce dernier se termine par un bras rigide 34 portant une came triangulaire 27 qui se déplace à l'encontre d une autre came triangulaire 28 portée par le balancier, les arêtes de ces cames étant légèremei:t décalées l'unc par rapport à l'autre de manière que la came 27 vienne repousser latéralement la came 28.
Le balancier reçoit donc une impulsl'on à chaque demi-oscillation. L'avancement du rouage se fait d'une façon connue non représent- tée, par exemple par une ancre commandée par le balancier ou encore par un cliquet porté par l'élément électrostrictif et qui
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fait avancer pas â pas une roue en dents de scie. Dans la variante représentée aux figures 6 et 7 l'élément électrostrictif agit directement sur une fourchette 30 coopérant avec une cheville 33 du balancier. L'élément est chargé à travers le contact fourchette-che- ville 33 qui reste constamment fermé, puis est déchargé par l'un des contacteurs 31 ou 32.
L'avancement du rouage, non représenté, pourra se faire par les moyens connus, notamment par une ancre ou par une roue d'avancement. Dans d'autres variantes, l'élément électrostrictif pourrait avoir une forme différente de celle décrite dans les formes d'exécution données à titre d'exemple. En particulier, il pourrait avoir une forme de spirale ou une forme hélicoïdale afin d'en augmenter sa longueur et partant les mouvements dus â la striction. De même pour augmenter la valeur de la striction, on pourrait prévoir un amplificateur, à transistor par exemple, augmenti@_nt la tension appliquée aux électrodes de l'élément, la striction de l'élément étant fonction de ladite tension.
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Timepiece There are many types of timepieces that employ electrical power supplied by a small power source. Some of these are provided with a mechanically actuated contactor which closes at determined times so as to maintain, by electromagnetic or electrostatic means, the oscillation of a mechanical regulator. In the case of electromagnetic maintenance, the impedance of the
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The circuit is however very low and strongly inductive so that an extra-current forms when the contact breaks, creating a spark which oxidizes the contacts.
The means implemented to reduce this drawback, such as a diode or a capacitor placed in parallel with the contactor, generally take up a troublesome place in small gauges. There are also so-called electronic timepieces in which a transistor can in particular be controlled by pulses picked up by means of an oscillating regulator member, these pulses then being amplified and transmitted to this regulator member for its maintenance. These parts also have drawbacks, in particular as regards their relatively high current consumption as well as the sensitivity of certain transistors to temperature.
Devices are also known in which a regulating member controls the emission of an electric current at a predetermined frequency through a blade opposing sufficient resistance for a release of heat to occur and initiate a deformation of this blade which in turn controls the maintenance of the regulating device and the advancement of the gear train.
However, these are extremely primitive devices and practically unusable in precise, small volume rooms.
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A device has also been proposed using a piezoelectric element mechanically connected to an oscillating device with a torsion bar, where the piezoelectric element is controlled by an alternating current source.
This device is bulky and dependent on an alternative external source. It is therefore exclusively applicable to clocks and clocks. In the present invention, on the other hand, for the advancement of the gear train and the maintenance of the regulator, we make use of a physical phenomenon somewhat different from piezoelectricity, in this case, the phenomenon of electrostriction. we know that this is understood to mean the mechanical deformation of certain polycrystaline materials under the effect of an electric field.
This deformation is particularly sensitive for certain ceramics of barium titanate or niobate for example, or else for certain crystals such as quartz or tourmaline.
The use of electrostrictive elements presents considerable advantages in watchmaking. In particular, the load of the circuit being capacitive. No deterioration of the contacts is to be feared.
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Furthermore, since no magnetic parts are used, the external magnetic fields have practically no influence on the running of the watch. Likewise, the absence of a coil reduces losses as well as parasitic magnetic fields. Finally, it is possible to achieve simple and compact constructions in this way.
The present invention specifically relates to a timepiece comprising an oscillator emitting electrical pulses of predetermined frequency through a conductive element having electrostrictive properties and whose mechanical deformations control the maintenance device of the oscillator, characterized by the fact that said element extends to the periphery of this movement, and that one of its ends is fixed to the frame of the movement while the other end controls said maintenance device.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the object of the present invention followed by two variants. Figure 1 is a plan view and Figure 2 shows a section along II-II of Figure 1.
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Figure 3 is a diagram of the electrical part.
Figure 4 is a plan view of the first variant and Figure 5 shows the electrical diagram.
Figure 6 is a plan view of the second variant and Figure 7 shows the electrical diagram. Figure 1 shows a plate 1 on which is fixed, by means of a conductive pad 2 and a blade 3, an element of electrostrictive material 4. This element 4 is in the form of a split ring and is welded to the blade 3 of similar shape which thus forms the first electrode, the potential of which is that of the plate 1; the other face of element 4, opposite to blade 3, is metallized. This metallization forms the second electrode 5 of the element 4. When a certain direct voltage is applied between the electrode 5 and the electrode 3, the element 4 deforms to take the position indicated in dotted lines.
The element 4 forming the capacitor, will not resume its original position (solid lines, only when it has been discharged. The blade 3 carries at its end an ear 6 provided with a pin 7. This pin 7 is engaged in the opening 8 one-piece holder
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ratchets 9 can move linearly thanks to two straight openings 10 and 11 and two pins 12 and 13 fixed in the plate. The pawl holder part 9 is provided with two pawls 14 and 15 held in contact by two small springs with a sawtooth wheel 16. The reciprocating linear movement of the part 9 drives the wheel 16 in a one-way rotary movement.
On the same shaft 17 (Figure 2) of the sawtooth wheel 16 is wedged a wheel 18 which meshes with a wheel 19 driving, by means of an intermediate spring 20, a coaxial exhaust wheel 21. This wheel d The escapement 21 drives a conventional balance-sprung 22 by means of an escapement comprising an anchor 23 and a pin 24. The wheel 21 also drives .in time indicator gear whose first wheel is shown schematically by 25. The anchor 23 has its path limited by two pins 26 and 27, at least one of which (27) is isolated from the plate 1. The operation is as follows: when the balance 22 is launched, it This drives the anchor 23 which touches, in turn, the pins 26 and 27.
According to the electrical diagram of FIG. 3, when the anchor 23 comes into contact with the pin 27, the electrical circuit closes on the element 4 which is subjected to an electric field and
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thereby deforms and takes the position drawn in dotted lines. The pawl-holder part 9 is driven by means of the pin 7. This translational movement drives the saw-tooth wheel 16 in rotation via the pawl 14. When the balance returns, the anchor touches the pin 26 which is here at the potential of the plate. The electrostrictive element 4 is then unloaded and returns to its original position by driving the pawl holder part 9 which again drives the wheel 16 by means of the pawl 15.
After a few oscillations of the balance, the wheel 16 driving the wheel 19 will have sufficiently armed the spring 20 for the balance to be serviced normally. It goes without saying that one could also, instead of throwing the balance, arm the spring 20 by rotating the wheel 18.
In the variant shown in FIGS. 4 and 5, the operation is different: at each half-oscillation, the electrostrictive element is charged and then discharged by means of the double contactor 29. The latter ends with a rigid arm 34 carrying a triangular cam 27 which moves against another triangular cam 28 carried by the balance, the edges of these cams being slightly offset relative to the another so that the cam 27 comes to push the cam 28 laterally.
The balance therefore receives an impulse on each half-oscillation. The gear train is advanced in a known manner, not shown, for example by an anchor controlled by the balance or even by a pawl carried by the electrostrictive element and which
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steps a sawtooth wheel forward. In the variant shown in Figures 6 and 7, the electrostrictive element acts directly on a fork 30 cooperating with a pin 33 of the balance. The element is charged through the fork-pin-town contact 33 which remains constantly closed, then is discharged by one of the contactors 31 or 32.
The advancement of the gear train, not shown, can be done by known means, in particular by an anchor or by a feed wheel. In other variants, the electrostrictive element could have a shape different from that described in the embodiments given by way of example. In particular, it could have a spiral shape or a helical shape in order to increase its length and hence the movements due to the necking. Likewise, to increase the value of the necking, one could provide an amplifier, with a transistor for example, increasing the voltage applied to the electrodes of the element, the necking of the element being a function of said voltage.
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