<B>Mécanisme comprenant un ressort-moteur d'horlogerie.</B> lia présente invention a. pour objet un mécanisme comprenant un ressort-moteur d'horlogerie, c'est-à-dire un ressort fait d'une lame de inéta.l en forme de ruban, laquelle, au moins lorsqu'elle est montée dans ce méca nisme, est enroulée en une forme spiraldïde en ayant ses extrémités,
reliées respectivement à l'une et à l'autre de deux pièces dont l'une au moins -est mobile autour d'un axe et dont l'une est un arbre relié à l'extrémité inté rieure de la spirale formée et autour duquel on enroule cette lame, pour l'armer, par une rotation relative de ces deux pièces;
dans ce mécanisme, cette lame est. logée dans un espace annulaire qui est limité à l'intérieur par la surface périphérique de l'arbre contre laquelle s'enroule la lame, et, à l'extérieur, par la face externe ide la plus grande spire dont la forme dépend de la force d'expansion de cette spire, de la flexibilité de la lame et des positions d'au moins trois points de butée arrêtant l'expansion de la lame lors de son désarmage maximum en place dans ce méca nisme.
Dans ses principales applications, le mé canisme objet de l'invention comprend un organe régulateur tel qu'un balancier de montre ou un pendule associé à un échappe ment ou à un régulateur à force centrifuge, ainsi qu'un moteur à ressort et un train de roues dentées reliant ce moteur à l'échappe nient ou au régulateur à force centrifuge.
Dans d'autres applications, il peut n'avoir pas d'autres régulateur qu'un volant solidaire de la :dernière roue d'un train multiplicateur de vitesse ou se réduire même au seul organe moteur à ressort s'il doit simplement fournir un effort ou un couple aussi constant que pos sible, indépendamment de tout mécanisme spécial visant à. rendre ce couple constant, tel que la fusée ,des anciennes montres.
En effet, bien que les régulateurs susmentionnés soient assez efficaces pour qu'on puisse ne pas avoir recours à une fusée dans la plupart des mou vements d'horlogerie et :des appareils à res sort de toutes sortes, il reste cependant un intérêt à rendre le couple du ressort aussi constant que possible durant la partie utilisée de son développement, partie qu'on est ainsi conduit à faire aussi petite que possible. Cet intérêt existe notamment dans les mouve ments d'horlogerie à longue durée de marche.
Dans un tel. mécanisme à. ressort d'horlogerie, ce ressort. est fait d'une lame de métal en forme de ruban; il est enroulé en spirale en ayant. l'une de ses extrémités reliée à un arbre qui tourne lors de l'armage, et son autre extrémité reliée par exemple à un barillet mobile autour de cet -arbre :et qui tourne lorsque la lame se développe, Cette lame est alors logée dans un espace annulaire limité à l'intérieur par la.
surface périphérique de l'arbre contre la quelle s'enroule la lame et à l'extérieur par des points contre lesquels cette lame bute lors quelle se développe, points appartenant dans ce cas à la surface interne limitant radiale- ment le tambour du barillet et à un crochet par lequel l'extrémité extérieure de la lame est, reliée au barillet.
Dans d'autres cas, l'arbre est seul mobile et les points :de butée appartiennent au bâti, ou vice versa.
Dans tous les cas, le ressort se trouve logé dans ttn espace annulaire limité extérieure ment par une surface, réelle ou imaginaire, quia précisément la forme qui est assignée à. la face externe de la dernière spire par la force d'expansion de cette spire, sa flexibilité et les positions des points de butée qui limi tent son expansion.
La projection de cet. espace annulaire sur un plan normal à l'axe de l'arbre est .donc une surface annulaire.
On sait qu'il est .d'usage, depuis long temps, .de donner .au ressort une épaisseur et une longueur telles que le produit de ces deux dimensions, qui est l'aire invariable ,de la pro jection du ressort sur le susdit plan perpen diculaire à l'axe, soit égal à la moitié de l'aire annulaire qui est la projection du logement.
La pratique industrielle ne s'écarte que peu, jusqu'ici, de cette condition qui est celle qu'indique la théorie de première approxima tion comme déterminant, lorqu'elle est satis faite, la valeur maximum du développement que peut fournir une lame d'épaisseur ou de longueur donnée, le développement étant l'an gle dont la lama peut. se développer, à partir (le ion enroulement maximum en spires ser rées autour de l'arbre, jusqu'à la butée :de sa. face externe à l'intérieur du tambour ou d e limites fixes.
Dans toutes les formes d'exécution du mé canisme objet de l'invention, l'épaisseur et la longueur de la lame sont déterminées de ma nière que l'aire de la, projection du ressort sur le plan normal à l'axe soit au moins égale aux six dixièmes :de Faire qu'à la projection de forme annulaire d-tt logement limité comme dé- erit ci-devant. Le produit de ces deux :
dimen sions ne satisfait donc plus à la condition clas sique du développement maximum, mais à la, condition que le couple varie aussi peu que p ossi ible pendant qae Fangle d'armage C du res- soit varie d'une fraction donnée de l'angle de développement. à. partir de sa valeur minimum.
Des ressorts déterminés de cette manière, bien que présentant un développement moin dre que ceux de même épaisseur qui occupent la moitié du logement, ont l'avantage d'avoir un couple plus grand on aussi ;rand, au bout de leur désarmage utile, que le couple d'un ressort classique dans son état correspondant, tandis que leur couple, quand ils sont entière ment remontés, est nettement moindre que celui du ressort classique.
Pour pallier à, la diminution du nombre de tours de développement, il est loisible, d'ailleurs, de choisir un ressort qui, tout en satisfaisant à la nouvelle condition, fournira dans le barillet du ressort classique le même développement que celui-ci, soit parce que son épaisseur sera un peu moindre, soit parce qu'on diminuera. le diamètre de la bonde de l'arbre sur laquelle il :
s'enroule, soit encore parce qu'une diminution de l'épaisseur auto rise tune diminution de ce diamètre du point de vue des tensions admises dans le métal. On peut :donc obtenir ainsi -Lui couple plus cons tant qu'avec un. ressort. classique, travaillant sur le même angle que celui-ci et à: une valeur moyenne à peine inférieure.
Suivant que le désarmap,,e utile est plus ou moins voisin clti désarrnage total, on a avantage à choisir un ressort. occupant une plats ou moins grande partie de son logement.
Par exemple, ans une montre qui doit être remontée chaque jour, mais qui a une réserve de marche pour deux jours, le ressort occu pera un pourcentage de la surface annulaire de son logement moindre que dans une mon tre devant marcher une semaine par l'effet d'un seul remontage et (lui ne possède qu'une réserve -de marche de neuf jours. Dans ce der nier cas, le rapport des surfaces considérées pourra atteindre, par exemple, quatre-vingt- cinq pour cent.
L'effet obtenu par tin remplissage du loge ment annulaire jusqu'au-delà dela moitié s'explique par les remarques suivantes.
On sait que, pour les degrés d'armage aux quels les spires sont desserrées, on est en droit d'appliquer la. formule .donnant le couple pour un ressort libre, c'est-à-dire non empri sonné, à, savoir:
EMI0003.0002
où E est le module d'Foung, e l'épaisseur, h. la hauteur,<I>L</I> la. longzeur de la lame et<I>a</I> l'angle de flexion en radians.
On peut admettre qu'immédiatement avant l'armage total, le ressort est libre et que, par conséquent., le couple maximum est inverse ment proportionnel à la longueur et, par con séquent, pour une épaisseur donnée, à la, sur ; face<I>e . L</I> qui se projette sur un plan normal à l'axe.
Quant à la. manière dont le couple croît lorsqu'on arme le ressort à partir de la posi tion où il est. entièrement :désarmé dans son logement., on doit remarquer que la. longueur L de la formule n'est plus une constante, mais est la longueur croissante de la partie inté rieure de la spirale qui relie l'arbre à la première (les spires appliquées contre le tambour; en effet, loi-, de cet armace, on constate que les spires extérieures ne se séparent les unes des autres que pro greSsivemënt depuis le centre jusqu'à la. périphérie.
Or, il. est évident. que phis le ressort emplit le barillet, plus est court le fragment de la lame qui relie à l'arbre les spires désarmées. Par suite, la courbe .des cou ples en fonction de l.'armage .dans le barillet qui part (le zéro pour se raccorder à la droite exprimée par la, formule ci-dessus (lu ressort libre présente, à l'origine, une pente d'autant plus grande que ce fragment de lame est pe tit.
Par conséquent, la droite susdite est plus vite atteinte par la, courbe de raccord bien que la pente (le cette droite soit moindre que Belle du ressort classique.
D'autre part, l'angle u de la formule ci- dessus peut exprimer, pour le degré d'armage où les spires sont libres, par: a = 2 z (E-E,,) où F. exprime, en tours, l'enroulement consi déré du ressort et E,, son. enroulement perma- nent lorsqu'il repose librement sur une table.
Or, il est. évident que lorsqu'on accroît la Ion- bieur du ressort .classique sans faire varier son épaisseur, on obtient un ressort qui, dans toutes ses positions possibles dans le baril let, présente un plus grand nombre de spires, ou tours d'enroulement, tandis que son enrou lement permanent Eo ne varie que très peu, vu que la longueur ajoutée s'enroule, lors du premier estrapadage à partir de la lame en core rectiligne,
sur un arc dont le rayon de courbure est assez grand pour que la défor mation permanente n'y soit que petite ou nulle. La différence E-E,, peut donc se trouver accrue et .ce n'est donc pas rigoureu sement que le couple est inversement propor tionnel à la longueur L.
L'angle -d'armage en tours peut encore s'exprimer par: E,_-E,,7N si l'on considère l'enroulement complet autour de l'arbre à bonde E, et un angle de désa.rmage à partir de cette position valant une fraction E du nombre de tours de développement N.
En accroissant -de la valeur de deux spires la longueur classique, on accroît E,. de deux tours alors que Eo reste pratiquement in changé et que N ne diminue que .d'une petite fraction de tour, en vertu -de ceci que la courbe exprimant le .développement en fonc tion de la. longueur L présente un maximum par un sommet qui n'est pas aigu, mais lar gement arrondi.
En s'écartant délibérément de la règle du développement maximum, il est donc possible de trouver .des conditions optimum au moins pour les montres marchant huit jours et les pendules marchant quinze ou trente jours par exemple, cas dans lesquels les effets que peut avoir la valeur du couple moteur. sur la période du régulateur se totalisent durant les derniers jours de marche, de manière à produire de grands écarts.
Ces conditions optimum peu vent impliquer que les dimensions du régula teur soient quelque peu réduites au détriment de :ce qui serait l'écart moyen dans le cas d'un remontage quotidien, ce qui est admis sible vu la petitesse des écarts moyens de tous les instruments chronométriques à tein- péra.ture et pression constantes.