Dispositif <B>moteur et</B> réglant <B>pour mouvement d'horlogerie</B> L'objet de la présente invention est un dispositif moteur et réglant pour mouvement d'horlogerie, comprenant un organe susceptible d'effectuer des oscillations de fréquence au moins approximativement constante, dans le quel une pièce en matière ferromagnétique est solidaire dudit organe et passe au voisinage des pôles d'un électro-aimant fixe, excité pen dant la fermeture d'un interrupteur commandé par ledit organe de manière que l'électro aimant transmette à cet organe des impulsions alternativement dans un sens et dans l'autre.
De tels dispositifs ont déjà été montés dans des horloges, des pendulettes et des montres électriques à l'exception des montres-bracelets, ledit organe susceptible d'effectuer des oscilla tions de fréquence constante étant alors un pendule ou un balancier se trouvant sous l'action d'un ressort-spiral.
Les enroulements des électro-aimants uti lisés dans ces dispositifs connus ont une self- induction très élevée, si bien qu'une étincelle éclate entre les contacts de l'interrupteur au moment de son ouverture. Cette étincelle use les contacts et vu le nombre des ouvertures de l'interrupteur à la seconde, cette usure ren drait lesdits dispositifs impropres à l'usage, si l'on ne parvenait pas à supprimer lesdites étin celles.
On a déjà mis au point différents dispositifs destinés à éviter les étincelles de rupture, mais ces dispositifs sont-trop volumineux pour pou voir être utilisés dans une montre. De plus, certains présentent l'inconvénient d'augmenter sensiblement la consommation électrique.
On a constaté enfin que la résistance ohmique desdits interrupteurs augmentait à l'usage. En intercalant une résistance ohmique de grande valeur par rapport à celle de l'inter rupteur dans le circuit de ce dernier, on rend insensibles les variations de résistance de l'interrupteur, mais il faut alors alimenter le circuit avec une source plus puissante.
Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients ; son objet est caractérisé en ce que ledit interrupteur est intercalé dans le cir cuit d'entrée d'un amplificateur à transistor, et en ce que l'enroulement dudit électro-aimant est intercalé dans le circuit de sortie dudit amplificateur.
Le dessin annexé représente schématique ment et à titre d'exemple une forme d'exécution et une variante du dispositif, objet de l'inven tion. Il n'en montre cependant que les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention, à l'exclusion des organes d'actionnement du rouage.
La fig. 1 est une coupe de ce dispositif, selon la ligne 1-1 de la fig. 2 ; la fig. 2 est une vue en plan dans le sens des flèches<I>11-11</I> de la fig. 1 ; la fig. 3 représente le schéma des connexions électriques de cette forme d'exécution ; et la fig. 4 montre une variante du schéma de la fig. 3.
Le dispositif représenté comprend un balan cier 1, dont l'axe 2 pivote dans deux paliers usuels portés, l'un par une platine 3, et l'autre par un coq 4 et un coqueret 5, autour duquel une raquette 6 est susceptible de tourner. Le coq 4 est venu avec une oreille non représentée, destinée à porter un piton non représenté, fixé à l'extrémité extérieure d'un spiral 7, dont l'extrémité intérieure est solidaire d'une virole 8 chassée sur l'axe 2. Comme dans une montre usuelle, le balancier 1 est susceptible d'effec tuer des oscillations de fréquence au moins approximativement constante, lorsque l'ampli tude desdites oscillations est elle-même cons tante.
Une pièce plate 9 en matière ferromagné tique est fixée à l'axe 2, perpendiculairement à celui-ci. La pièce 9 (fig. 2) a sensiblement la forme d'un triangle équilatéral aux sommets duquel sont prévues des têtes 10, 10',- 10", identiques, en forme de secteurs de couronne circulaire.
Un doigt 11, venu avec un oeillet 12 est encore chassé à force sur l'axe 2, auquel il est perpendiculaire.
Les têtes 10, 10', 10" sont susceptibles de se déplacer au-dessus des deux pôles 13, 13' d'un électro-aimant fixé au bâti de la montre. Ces pôles 13, 13' sont plats et s'étendent dans un plan perpendiculaire à l'axe 2. Ils sont dis posés le plus près possible de la pièce 9, c'est- à-dire à une distance juste suffisante de celle-ci pour éviter tout danger d'accrochage et per mettre au balancier 1 de tourner librement lorsque l'électro-aimant n'est pas excité. La forme des pôles 13, 13' correspond au moins approximativement à celle des espaces vides entre les têtes 10, 10', 10".
Le doigt 11 est susceptible d'entrer en contact avec une lame flexible 14, encastrée à une extrémité par l'intermédiaire d'une gou pille 15 dans un plot 16 engagé dans un man- chon 17 en matière isolante, chassé lui-même dans un trou de la platine 3. Un conducteur 18 est relié au plot 16 par une goupille 19.
Le plot 16 est agencé de manière que la lame 14 soit perpendiculaire à l'axe 2 et soit située dans un plan radial du balancier 1 tel que l'une des têtes 10, 10', 10", ici la tête 10' de la pièce 9 se trouve juste entre les pôles 13, 13' de l'électro-aimant, lorsque le doigt 11 arrive dans ce plan radial.
En se référant à la fig. 3, on voit que le doigt 11 et la lame 14 constituent respective ment les contacts mobile et fixe d'un inter rupteur intercalé dans le circuit d'entrée, émetteur-base, d'un amplificateur à transistor à jonction p-n-p 20. Ce circuit comprend notamment une batterie 21 dont le pôle positif est relié à l'émetteur du transistor et dont le pôle négatif est relié à la masse du dispositif, comme le contact mobile de l'interrupteur, constitué par le doigt 11, qui est en effet relié à la masse par l'intermédiaire de l'axe 2, de la virole 8, du spiral 7, du piton (non représenté) et du coq 4.
Quant au conducteur 18 qui part de la lame 14, il est relié à la base du transistor 20 par l'intermédiaire d'une résistance 22 de grande valeur par rapport à celle de l'interrup teur, afin que cette dernière reste sans influence sur le circuit d'entrée dudit amplificateur.
L'extrémité 24 de l'enroulement 23 dudit électro-aimant qui fait partie du circuit de sor tie de l'amplificateur, est reliée au collecteur du transistor 20, tandis que l'extrémité 25 de cet enroulement 23 est reliée à la masse.
Aussi longtemps que l'interrupteur (11, 14) est ouvert, il passe si peu de courant dans le circuit émetteur-collecteur du transistor 20, que l'électro-aimant n'est pas excité suffisam ment pour exercer une action sensible sur la pièce 9. En revanche, lorsque l'interrupteur (11, 14) est fermé, le circuit émetteur-collecteur du transistor 20 laisse passer un courant suf fisant pour exciter l'électro-aimant, de manière que ses pôles 13, 13' exercent un couple sur la pièce 9, qui tende à amener deux des têtes 10, 10', 10" de celle-ci eh regard des pôles 13, 13'.
Le dispositif décrit fonctionne de la ma nière suivante : supposons dans la fig. 2 que le balancier 1 se trouve dans une position angu laire décalée par exemple de 900 par rapport à celle représentée dans la figure, de manière que le doigt 11 soit dirigé vers le bas, et supposons également que le spiral 7 exerce un couple dextrorsum sur le balancier 1. Comme l'interrupteur (11, 14) est ouvert, les pôles 13, 13' n'exercent aucune influence sur la pièce 9 et le balancier 1 peut donc se mettre librement en mouvement sous l'action unique de son spi ral 7.
Peu avant que le balancier 1 n'arrive dans la position angulaire représentée dans la figure, le doigt 11 entre en contact avec la lame 14. L'interrupteur (11, 14) représenté à la fig. 3 est alors fermé, ce qui excite par conséquent l'électro-aimant. Comme dans la position représentée à la fig. 2, la pièce 9 est en équilibre instable sous l'action des pôles 13, 13' et que le balancier 1 est en mouvement, ce dernier poursuit sa course dextrorsum par inertie. La tête 10 est alors attirée par le pôle 13 et la tête 10' par le pôle 13', tandis que la tête 10" sort du champ d'action du pôle 13'.
Cela veut dire que le balancier 1 reçoit une impulsion dextror- sum, dès qu'il a dépassé sa position d'équilibre. La durée de cette impulsion se prolonge aussi longtemps que l'interrupteur (11, 14) reste fermé, c'est-à-dire aussi longtemps que le doigt 11 est en contact avec la lame 14.
Comme les extrémités de ces deux éléments se déplacent respectivement le long des arcs de cercle 26 et 27, ces éléments restent en contact pendant tout le temps que le doigt 11 parcourt l'angle a.
L'interrupteur (11, 14) s'ouvre alors et coupe instantanément le courant dans le circuit émetteur-collecteur du transistor 20. L'aimant n'est plus excité, et le balancier 1 peut effectuer librement son arc supplémentaire, le -doigt 11 se déplaçant alors vers le haut dans la fig. 2, jusqu'à ce que le spiral 7 arrête le balancier 1 et le ramène senestrorsum vers la position de la fig. 2.
Comme la lame 14 a repris entre- temps sa position d'équilibre, le doigt 11 arrive en contact avec elle (position représentée à la fig. 2) un tout petit instant avant que la tête 10' n'arrive à mi-distance entre les pôles 13, 13'. Pendant tout le temps que le doigt 11 parcourt l'angle (3, les têtes 10' et 10" de la pièce 9 sont attirées respectivement par les pôles 13 et 13' de l'aimant et le balancier 1 reçoit par conséquent une impulsion senestrorsum. Il re vient alors vers sa position de départ jusqu'à ce que le spiral 7 l'arrête et le processus entier recommence au cours de la période suivante.
L'électro-aimant (13, 23) entretient des oscilla- tions d'amplitude au moins approximativement constante du balancier 1. En effet, si les amplitudes du balancier 1 diminuent, sa vitesse diminue aussi, et l'inter rupteur (11, 14) reste fermé plus longtemps, de sorte que l'impulsion transmise par l'électro aimant au balancier 1 par l'intermédiaire de la pièce 9 est plus grande.
En revanche, si le balancier 1 effectue des oscillations de trop grande amplitude, l'inter rupteur (11, 14) est fermé moins longtemps en raison de la grande vitesse angulaire du balan cier, et ce dernier reçoit par conséquent des impulsions plus faibles.
En considérant le schéma de la fig. 3, on remarque que le circuit émetteur-base du tran sistor 20, dans lequel est intercalé l'interrupteur, ne présente pratiquement pas de self-induction, de sorte qu'aucune étincelle ne peut se produire au moment de l'ouverture dudit interrupteur. La self-induction due à l'enroulement 23 est absorbée par le transistor 20.
On peut éviter sans autre de charger le transistor de ce courant de self-induction dû à l'ouverture de l'interrupteur (11, 14). Il suffit en effet de shunter l'enroulement 23 par un redresseur, constitué par une diode à cristal 28, comme représenté en variante dans la fig. 4.
Des-essais ont montré par ailleurs qu'au moment de la rupture du circuit, il s'établissait une oscillation très rapide, de tension relative ment élevée, dont l'énergie, sans le redresseur, n'est pas utilisée par l'électro-aimant qui est saturé, tandis qu'avec le redresseur, l'énergie de cette oscillation est utilisable et peut repré senter jusqu'à un cinquième de la valeur de l'impulsion de l'électro-aimant.
Etant donné les dimensions extrêmement réduites des transistors qu'on produit actuelle ment, il est sans autre possible d'équiper même une montre-bracelet du dispositif moteur et réglant décrit.
Au lieu d'un transistor à jonction p-n-p, on pourrait aussi utiliser un transistor à jonction n-p-n. Dans ce cas, c'est le pôle négatif de la batterie qu'il faudrait relier à l'émetteur du transistor et le pôle positif à la masse.
On remarquera enfin que la résistance 22 peut être choisie assez grande, sans nécessiter de batterie plus puissante, car le transistor peut être choisi de manière à amplifier le courant du circuit d'entrée dans des proportions suffi santes pour que l'électro-aimant du circuit de sortie transmette au balancier des impulsions très régulières et d'intensité satisfaisante.
<B> motor and </B> regulating device <B> for a clockwork movement </B> The object of the present invention is a motor and regulating device for a clockwork movement, comprising a member capable of performing oscillations of at least approximately constant frequency, in which a piece of ferromagnetic material is integral with said member and passes in the vicinity of the poles of a fixed electromagnet, excited during the closing of a switch controlled by said member so that the electromagnet transmits pulses alternately in one direction and the other to this organ.
Such devices have already been fitted in clocks, clocks and electric watches with the exception of wristwatches, said member capable of performing constant frequency oscillations then being a pendulum or a balance located under the action of a spiral spring.
The windings of the electromagnets used in these known devices have a very high self-induction, so that a spark bursts between the contacts of the switch when it is opened. This spark wears out the contacts and given the number of openings of the switch per second, this wear would render said devices unsuitable for use, if it was not possible to remove said spark.
Various devices have already been developed for preventing rupture sparks, but these devices are too bulky to be able to be used in a watch. In addition, some have the drawback of significantly increasing power consumption.
Finally, it was found that the ohmic resistance of said switches increased with use. By inserting an ohmic resistance of great value in relation to that of the switch in the circuit of the latter, we make the variations in resistance of the switch insensitive, but it is then necessary to supply the circuit with a more powerful source.
The aim of the invention is to remedy these drawbacks; its object is characterized in that said switch is interposed in the input circuit of a transistor amplifier, and in that the winding of said electromagnet is interposed in the output circuit of said amplifier.
The appended drawing represents schematically and by way of example an embodiment and a variant of the device which is the subject of the invention. However, it only shows the elements necessary for an understanding of the invention, excluding the gear train actuators.
Fig. 1 is a section of this device, along line 1-1 of FIG. 2; fig. 2 is a plan view in the direction of the arrows <I> 11-11 </I> of FIG. 1; fig. 3 shows the diagram of the electrical connections of this embodiment; and fig. 4 shows a variant of the diagram of FIG. 3.
The device shown comprises a balan cier 1, the axis 2 of which pivots in two usual bearings carried, one by a plate 3, and the other by a cock 4 and a cock 5, around which a racket 6 is capable of turn. The cock 4 came with an ear, not shown, intended to carry a stud, not shown, fixed to the outer end of a spiral 7, the inner end of which is integral with a ferrule 8 driven on the axis 2. As in a usual watch, the balance 1 is capable of effecting oscillations of at least approximately constant frequency, when the amplitude of said oscillations is itself constant.
A flat part 9 made of ferromagnetic material is fixed to the axis 2, perpendicularly thereto. The part 9 (FIG. 2) has substantially the shape of an equilateral triangle at the vertices of which are provided heads 10, 10 ', - 10 ", identical, in the form of circular crown sectors.
A finger 11, which comes with an eyelet 12, is still forced out on axis 2, to which it is perpendicular.
The heads 10, 10 ', 10 "are capable of moving above the two poles 13, 13' of an electromagnet fixed to the frame of the watch. These poles 13, 13 'are flat and extend into a plane perpendicular to axis 2. They are placed as close as possible to part 9, that is to say at a distance just sufficient from it to avoid any danger of catching and to allow the balance 1 to rotate freely when the electromagnet is not energized. The shape of the poles 13, 13 'corresponds at least approximately to that of the empty spaces between the heads 10, 10', 10 ".
The finger 11 is capable of coming into contact with a flexible blade 14, embedded at one end by means of a pin 15 in a stud 16 engaged in a sleeve 17 of insulating material, itself driven into. a hole in the plate 3. A conductor 18 is connected to the stud 16 by a pin 19.
The stud 16 is arranged so that the blade 14 is perpendicular to the axis 2 and is located in a radial plane of the balance 1 such that one of the heads 10, 10 ', 10 ", here the head 10' of the part 9 is located just between the poles 13, 13 'of the electromagnet, when the finger 11 arrives in this radial plane.
Referring to fig. 3, it can be seen that the finger 11 and the blade 14 respectively constitute the movable and fixed contacts of a switch interposed in the input circuit, emitter-base, of a pnp junction transistor amplifier 20. This circuit comprises in particular a battery 21 whose positive pole is connected to the emitter of the transistor and whose negative pole is connected to the mass of the device, like the movable contact of the switch, formed by the finger 11, which is in fact connected to the mass via the axis 2, the ferrule 8, the balance spring 7, the eyebolt (not shown) and the cock 4.
As for the conductor 18 which leaves from the blade 14, it is connected to the base of the transistor 20 by means of a resistor 22 of great value compared to that of the switch, so that the latter remains without influence on the input circuit of said amplifier.
The end 24 of the winding 23 of said electromagnet which forms part of the output circuit of the amplifier, is connected to the collector of transistor 20, while the end 25 of this winding 23 is connected to ground.
As long as the switch (11, 14) is open, so little current flows through the emitter-collector circuit of transistor 20 that the electromagnet is not energized enough to exert a substantial action on the part 9. On the other hand, when the switch (11, 14) is closed, the emitter-collector circuit of transistor 20 allows a sufficient current to pass to excite the electromagnet, so that its poles 13, 13 'exert a couple on the part 9, which tends to bring two of the heads 10, 10 ', 10 "of the latter eh look at the poles 13, 13'.
The device described operates in the following way: suppose in fig. 2 that the balance 1 is in an angular position offset for example by 900 with respect to that shown in the figure, so that the finger 11 is directed downwards, and also suppose that the balance spring 7 exerts a dextrorsum torque on the balance 1. As the switch (11, 14) is open, the poles 13, 13 'exert no influence on the part 9 and the balance 1 can therefore move freely under the single action of its spinnaker ral 7.
Shortly before the balance 1 arrives in the angular position shown in the figure, the finger 11 comes into contact with the blade 14. The switch (11, 14) shown in FIG. 3 is then closed, which consequently excites the electromagnet. As in the position shown in FIG. 2, the part 9 is in unstable equilibrium under the action of the poles 13, 13 'and that the balance 1 is in motion, the latter continues its dextrorsum travel by inertia. The head 10 is then attracted by the pole 13 and the head 10 'by the pole 13', while the head 10 "leaves the field of action of the pole 13 '.
This means that the balance 1 receives a dextror- sum impulse as soon as it has passed its equilibrium position. The duration of this pulse is extended as long as the switch (11, 14) remains closed, that is to say as long as the finger 11 is in contact with the blade 14.
As the ends of these two elements move respectively along the arcs of a circle 26 and 27, these elements remain in contact throughout the time that the finger 11 traverses the angle a.
The switch (11, 14) then opens and instantly cuts off the current in the emitter-collector circuit of transistor 20. The magnet is no longer excited, and the balance 1 can freely perform its additional arc, the -finger 11 then moving upwards in FIG. 2, until the hairspring 7 stops the balance 1 and brings it back senestrorsum to the position of FIG. 2.
As the blade 14 has in the meantime resumed its equilibrium position, the finger 11 comes into contact with it (position shown in FIG. 2) a very small moment before the head 10 'arrives halfway between. the poles 13, 13 '. During the entire time that the finger 11 traverses the angle (3, the heads 10 'and 10 "of the part 9 are attracted respectively by the poles 13 and 13' of the magnet and the balance 1 consequently receives a senestrorsum impulse It then returns to its starting position until the hairspring 7 stops it and the whole process begins again in the next period.
The electromagnet (13, 23) maintains oscillations of at least approximately constant amplitude of the balance 1. Indeed, if the amplitudes of the balance 1 decrease, its speed also decreases, and the switch (11, 14) remains closed longer, so that the impulse transmitted by the electromagnet to the balance 1 through the part 9 is greater.
On the other hand, if the balance 1 performs oscillations of too great an amplitude, the switch (11, 14) is closed for a shorter time due to the high angular speed of the balance, and the latter consequently receives weaker pulses.
Considering the diagram of fig. 3, it is noted that the emitter-base circuit of the transistor 20, in which the switch is interposed, has practically no self-induction, so that no spark can occur when the said switch is opened. . The self-induction due to winding 23 is absorbed by transistor 20.
One can avoid without further charging the transistor with this self-induction current due to the opening of the switch (11, 14). It suffices in fact to bypass the winding 23 by a rectifier, consisting of a crystal diode 28, as shown in a variant in FIG. 4.
Tests have also shown that when the circuit breaks, a very rapid oscillation of relatively high voltage is established, the energy of which, without the rectifier, is not used by the electrical system. - magnet which is saturated, while with the rectifier, the energy of this oscillation is usable and can represent up to a fifth of the value of the impulse of the electromagnet.
Given the extremely small dimensions of the transistors which are currently produced, it is without any other possible to equip even a wristwatch with the motor and regulating device described.
Instead of a p-n-p junction transistor, one could also use an n-p-n junction transistor. In this case, it is the negative pole of the battery that should be connected to the emitter of the transistor and the positive pole to ground.
Finally, it will be noted that resistor 22 can be chosen large enough, without requiring a more powerful battery, because the transistor can be chosen so as to amplify the current of the input circuit in sufficient proportions so that the electromagnet of the output circuit transmits very regular pulses of satisfactory intensity to the balance.