Dispositif moteur et réglant pour mouvement d'horlogerie L'objet de la présente invention est un dis positif moteur et réglant pour mouvement d'horlogerie, comprenant un organe oscillant avec une fréquence au moins approximative ment constante, dans lequel une pièce en ma tière ferromagnétique est solidaire dudit or gane oscillant et passe au voisinage des pôles d'un électro-aimant fixe destiné à transmettre des impulsions à cet organe.
Le dessin annexé représente schématique ment et à titre d'exemple une forme d'exécu tion du dispositif objet de l'invention. Il n'en montre cependant que les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention.
La fig. 1 est une coupe de ce dispositif, selon la ligne<I>1-I</I> 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 con nexions électriques de cette forme d'exécu tion, et les fig. 4 à 7 sont des diagrammes illus trant le fonctionnement de ce dispositif.
Le dispositif représenté comprend un ba lancier 1, dont l'axe 2 pivote dans deux pa liers usuels portés, l'un par une platine 3, et l'autre par un coq 4, et un coqueret 5, autour duquel une raquette 7 peut tourner. Le coq 4 est venu avec une oreille non représentée, des= tirée à porter un piton non représenté, fixé à l'extrémité extérieure d'un spiral 6, dont l'ex trémité intérieure est solidaire d'une virole 8 chassée sur l'axe 2.
Comme dans une montre usuelle, le balancier 1 effectue des oscillations de fréquence au moins approximativement cons tante, lorsque l'amplitude desdites oscillations est elle-même constante. Une pièce plate 9 en matière ferromagnéti que 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.
Une pièce en U en matière ferromagnéti que, présentant deux bras 11 et 11', est en core solidaire de l'axe 2. Le bras 11 porte un bâtonnet aimanté 12.
Les têtes 10, 10', 10" se déplacent 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 disposés à une distance juste suffisante de la pièce 9 pour éviter tout danger d'accrochage et permettre au balancier 1 de tourner librement lorsque l'électro-aimant n'est pas excité. La forme des pôles 13, 13' correspond au moins approxi- nativement à celle des espaces vides entre les têtes 10, 10', 10".
Lorsque le balancier 1 passe dans la posi tion représentée dans les fig. 1 et 2, l'aimant 12 se trouve juste au-dessus d'un enroulement 14 fixé sur une plaquette 15 solidaire de la platine 3. L'aimant 12 et l'enroulement 14 sont disposés de manière qu'ils soient coaxiaux au moment précis où l'une des têtes 10, 10', 10", ici la -tête 10', de la pièce 9 se trouve juste en tre les pôles 13, 13' de l'électro-aimant.
En se référant à la fig. 3, . on voit- que l'enroulement 14 fait partie du circuit d'entrée (émetteur-base) d'un amplificateur à transistor- 16, dont le circuit de sortie (émetteur-collec- teur) comprend l'enroulement 17 dudit électro aimant. Ces deux circuits sont alimentés par une pile 18 et outre l'enroulement 14, le cir cuit d'entrée comprend encore un condensateur 19 et une résistance 20.
Aussi longtemps qu'aucune tension n'est induite par l'aimant 12 dans l'enroulement 14, il ne passe qu'un courant dit de zéro dans le circuit de sortie dé l'amplificateur, courant in- suffisant pour que l'électro-aimant exerce une action sensible sur la pièce 9.
En revanche, dès que l'aimant 12 induit un courant positif dans l'enroulement 14, ce courant est amplifié par le transistor et il passe dans ledit circuit de sortie un courant suffisant pour exciter l'électro aimant dé telle manière, que ses pôles 13, 13' exercent un couple sur la pièce 9, qui tend à amener deux des têtes 10, 10', 10" de celle-ci en regard des pôles 13, 13'. Le fonctionnement du dispositif décrit est illustré par les diagrammes des fig. 4 à 7.
Dans la première position représentée à gauche, dans la fig. 4, le balancier 1 effectue une rotation dans le sens de la flèche a et l'ai mant 12 est en train de passer au-dessus de l'enroulement 14. Dans la deuxième position, au milieu de cette même figure, le balancier 1 effectue une rotation dans le sens de la flèche b et l'aimant 12 est également en train de pas ser au-dessus de l'enroulement 14. La troi sième position, à droite de cette figure, est ana logue à la première.
Etant donné que c'est toujours le même pôle de l'aimant 12 qui passe toujours devant la même-face de l'enroulement 1.4, le flux ma gnétique au travers de cet enroulement a tou jours le même signe, quel que soit le sens de rotation du balancier 1.
Le sens de l'enroulement 14 et la polarité de l'aimant 12 sont combinés de manière que ce signe soit positif, comme le représentent les fi'g. 5a, 5b et 5c, en regard des trois positions de la .fia. 4.
La tension induite est repré sentée par les diagrammes
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des fig. 6a, 6b et 6c. Le courant induit correspondant, qui circule dans le circuit d'entrée de l'amplificateur à transistor, a une allure semblable à celle de la tension E. Si l'enroulement 14 est branché d'une manière correcte .dans le circuit d'entrée du transistor, seules les tensions induites po sitives seront amplifiées ; les tensions négatives, n'ayant pas la polarité convenable pour faire fonctionner le transistor, il n'y aura pas d'im pulsions correspondantes dans le circuit de sortie de ce dernier.
Cela revient à dire que la tension induite dans l'enroulement 14 par l'ai mant 12, depuis le- moment où cet aimant 12 arrive dans une position angulaire telle par rap port à l'enroulement 14 que des lignes de force de son champ magnétique pénètrent dans l'en roulement 14 et jusqu'au moment où cet aimant est coaxial à la bobine, n'engendre aucun cou rant dans le circuit de sortie de l'amplificateur et n'a par conséquent aucune influence sur l'enroulement 17 de l'électro-aimant. Ce der nier n'est donc pas excité et ses pôles 13, 13' n'exercent aucune- action sur les têtes de la pièce 9.
Comme il ressort de ces explications, ainsi que des diagrammes des fig. <I>6a, 6b,</I> 6c et 7, il ne passe du courant dans l'enroulement 17 que pendant que l'aimant 12 s'éloigne de l'en roulement 14.
En reportant les résultats du diagramme de la fig. 7 sur la fig. 2, on constate que si le ba lancier 1 occupe une position angulaire telle que l'aimant 12 se trouve par exemple dans le bas de la figure, et que si le spiral 6 sollicite ce balancier dans le sens dextrorsum, ce der nier se déplacera sous la seule action de son spiral, jusqu'à ce qu'il arrive dans la position représentée dans la fig. 2. A partir de cette position, le balancier 1 continuera son mouve ment dans le même sens et les têtes 10 et 10' s'engageront respectivement au-dessus des Pô les 13 et 13'. Simultanément l'électro-aimant sera excité.
Ses pôles 13, 13' transmettront une impulsion dans le sens dextrorsum à la pièce 9 et par conséquent au balancier 1, pendant tout le temps que celui-ci décrira l'angle représenté par le secteur hachuré dans la première posi tion du diagramme de la fig. 7. Comme on s'en rend compte; l'excitation de l'électro-ai- mant retombe à zéro bien avant que les têtes 10 et 10' soient superposées respectivement aux pôles 13, 13'.
En revanche, si l'on suppose que le ba lancier se déplace senestrorsum, à partir d'une position angulaire telle que l'aimant 12, soit par exemple dans le haut de la fig. 2, il se déplacera librement, c'est-à-dire sans subir au cune influence magnétique, jusqu'au moment où l'aimant 12 arrivera dans la position repré sentée dans la fig. 2.
A partir de ce moment-là, et pendant tout le temps que le balancier 1 par- courera l'angle correspondant au secteur ha churé dans la deuxième position du diagramme de la fig. 7, l'électro-aimant sera excité et les têtes 10' et 10" seront attirées respectivement par les pôles 13 et 13'. Comme au cours de la première alternance étudiée, l'excitation de l'électro-aimant cesse bien avant que lesdites têtes et lesdits pôles ne soient superposés.
On voit de cette façon que le balancier 1 reçoit une impulsion dans le sens de son mou vement, chaque fois que l'aimant 12 passe au- dessus de l'enroulement 14, dans un sens ou dans l'autre. Au lieu de l'aimant permanent 12, porté par une pièce 11, 11' en matière ferromagné tique, on pourrait naturellement aussi prévoir un aimant permanent ayant la forme de la pièce 11, 11', les deux bras<B>11,</B> 11' de cet ai mant en U ayant alors un écartement juste suf fisant pour passer de part et d'autre de l'en- roulement 14.
Enfin, on pourrait aussi ne loger sur l'axe 2 qu'un anneau aimanté flanqué de deux bras en matière ferromagnétique, sembla bles à -11 et 11 '.
Par ailleurs, au lieu de monter le conden sateur 19, l'enroulement 14 et la résistance 20 en série, dans le circuit d'entrée de l'amplifi cateur, comme on le voit dans la fig. 3, on pourrait monter, d'une part, le condensateur 19 et l'enroulement 14 en série, et, d'autre part, la résistance 20 en parallèle avec ces deux éléments dans ledit circuit d'entrée.
On pourrait aussi supprimer le condensa teur 19 et la résistance 20 et . placer la batte rie 18 dans le circuit émetteur-collecteur du transistor, en connectant alors .l'enroulement 14 d'une part à la base de ce dernier, et, d'au tre part, au pôle positif de la batterie -18.
Enfin, au lieu d'utiliser un amplificateur ne comprenant qu'un seul transistor, on pour rait utiliser également un amplificateur par exemple à deux étages, comprenant deux tran sistors. Dans un tel amplificateur à deux étages, les émetteurs des transistors pourraient être reliés entre eux et au pôle positif de la batterie au travers d'une résistance appropriée, tandis que le pôle négatif de cette batterie serait re lié à une extrémité de chacun des enroulements 14 et 17, ainsi qu'à la base de chacun des deux transistors et au collecteur du premier de ces transistors, dans ces trois derniers cas chaque fois par l'intermédiaire d'une résistance,
l'au tre extrémité de l'enroulement 14 étant reliée à la base du premier transistor par l'intermé diaire d'un condensateur, l'autre extrémité de l'enroulement 17 étant reliée au collecteur du second transistor, et le collecteur du premier étant relié à la base du second par un conden sateur placé dans lesdites résistances qui re lient le pôle négatif de la batterie à ces deux éléments.
En supposant enfin dans la<B>hg.</B> 2 que le spiral 6 soit réglé de manière à être au repos quand l'aimant 12 est coaxial à la bobine 14, comme on le voit dans la fig. 2; on remarque dans le dispositif décrit que le balancier 1 re çoit son impulsion après qu'il a passé par sa position de repos. Or, l'expérience a montré qu'il était préférable de transmettre une im pulsion au balancier juste avant qu'il n'arrivè dans cette position de repos.
Si le spiral est réglé de la manière qui vient d'être indiquée, cette condition peut être aisément satisfaite par le dispositif décrit. IL suffit pour cela de faire tourner les bras 11, 1l' de 60 autour de l'axe 2 de manière à les amener par exem ple sous la tête 10 et de permuter les * con nexions de l'enroulement 14.
Cette permutation fait en effet changer le signe du flux et par conséquent la tension induite et ce seront les parties de la tension induite dans la bobine 14 par l'aimant 12 qui sont hachurées dans les fig. 6a, 6b, 6c, qui seront amplifiées, de sorte que l'électro-aimant sera excité juste avant que les têtes 10' et' 10" soient superposées aux pô les 13 et 13'.
Il est bien entendu que cette possibilité existe quel que soit l'aimant permanent uti lisé (aimant en U ou anneau aimanté) et quel que soit le type de l'amplificateur.
Motor and regulating device for a clockwork movement The object of the present invention is a motor and regulating device for a clockwork movement, comprising an oscillating member with a frequency at least approximately constant, in which a part made of ferromagnetic material is integral with said oscillating organ and passes near the poles of a fixed electromagnet intended to transmit pulses to this organ.
The appended drawing represents schematically and by way of example an embodiment of the device which is the subject of the invention. However, it only shows the elements necessary for an understanding of the invention.
Fig. 1 is a section of this device, along the line <I> 1-I </I> 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 FIGS. 4 to 7 are diagrams illustrating the operation of this device.
The device shown comprises a lancet bay 1, the axis 2 of which pivots in two usual bearing brackets, one by a plate 3, and the other by a cock 4, and a cock 5, around which a racket 7 can turn. The rooster 4 came with an ear not shown, from = pulled to carry a not shown eyebolt, fixed to the outer end of a balance spring 6, the inner end of which is integral with a ferrule 8 driven on the axis 2.
As in a usual watch, the balance 1 performs 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, perpendicular to the latter. The part 9 (FIG. 2) has substantially the shape of an equilateral triangle at the vertices of which identical heads 10, - 10 ', 10 "are provided, in the form of circular crown sectors.
A U-shaped part made of ferromagnetic material, having two arms 11 and 11 ', is still integral with the axis 2. The arm 11 carries a magnetic stick 12.
The heads 10, 10 ', 10 "move above the two poles 13, 13' of an electromagnet fixed to the watch frame. These poles. 13, 13 'are flat and extend in a perpendicular plane to axis 2. They are placed at a distance just sufficient from part 9 to avoid any danger of snagging and to allow 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 ".
When the balance 1 passes into the position shown in fig. 1 and 2, the magnet 12 is located just above a winding 14 fixed to a plate 15 integral with the plate 3. The magnet 12 and the winding 14 are arranged so that they are coaxial at the time precise where 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.
Referring to fig. 3,. it can be seen that the winding 14 forms part of the input circuit (emitter-base) of a transistor amplifier 16, the output circuit of which (emitter-collector) comprises the winding 17 of said electromagnet. These two circuits are supplied by a battery 18 and in addition to the winding 14, the input circuit further comprises a capacitor 19 and a resistor 20.
As long as no voltage is induced by the magnet 12 in the winding 14, only a so-called zero current passes through the output circuit of the amplifier, a current insufficient for the electro -magnet exerts a sensitive action on part 9.
On the other hand, as soon as the magnet 12 induces a positive current in the winding 14, this current is amplified by the transistor and a sufficient current passes through said output circuit to excite the electromagnet in such a way that its poles 13, 13 'exert a torque on the part 9, which tends to bring two of the heads 10, 10', 10 "thereof opposite the poles 13, 13 '. The operation of the device described is illustrated by the diagrams of fig. 4 to 7.
In the first position shown on the left, in fig. 4, the balance 1 performs a rotation in the direction of arrow a and the mant 12 is passing over the winding 14. In the second position, in the middle of this same figure, the balance 1 rotates in the direction of arrow b and magnet 12 is also passing over winding 14. The third position, to the right of this figure, is analogous to the first.
Since it is always the same pole of the magnet 12 which always passes in front of the same face of the winding 1.4, the magnetic flux through this winding always has the same sign, whatever the direction of balance wheel 1.
The direction of the winding 14 and the polarity of the magnet 12 are combined so that this sign is positive, as represented by the fi'g. 5a, 5b and 5c, opposite the three positions of the .fia. 4.
The induced voltage is represented by the diagrams
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of fig. 6a, 6b and 6c. The corresponding induced current, which flows in the input circuit of the transistor amplifier, has a similar shape to that of the voltage E. If the winding 14 is correctly connected in the input circuit. of the transistor, only the positive induced voltages will be amplified; negative voltages, not having the correct polarity to operate the transistor, there will be no corresponding pulses in the output circuit of the latter.
This amounts to saying that the voltage induced in the winding 14 by the magnet 12, from the moment when this magnet 12 arrives in an angular position such with respect to the winding 14 that the lines of force of its field magnetic penetrate into the bearing 14 and until the moment when this magnet is coaxial with the coil, does not generate any current in the output circuit of the amplifier and therefore has no influence on the winding 17 of the electromagnet. The latter is therefore not excited and its poles 13, 13 'exert no action on the heads of the part 9.
As emerges from these explanations, as well as from the diagrams of FIGS. <I> 6a, 6b, </I> 6c and 7, current flows through the winding 17 only while the magnet 12 moves away from the rolling 14.
By deferring the results of the diagram of fig. 7 in fig. 2, we see that if the ba lancer 1 occupies an angular position such that the magnet 12 is for example at the bottom of the figure, and that if the hairspring 6 urges this balance in the dextrorsal direction, this last will move under the sole action of its hairspring, until it arrives in the position shown in fig. 2. From this position, the balance 1 will continue its movement in the same direction and the heads 10 and 10 'will engage respectively above the Pô 13 and 13'. Simultaneously the electromagnet will be energized.
Its poles 13, 13 'will transmit an impulse in the dextrorsal direction to the part 9 and consequently to the balance 1, throughout the time that the latter describes the angle represented by the hatched sector in the first position of the diagram of the fig. 7. As we realize; the excitation of the electromagnet drops to zero long before the heads 10 and 10 'are superimposed respectively on the poles 13, 13'.
On the other hand, if we assume that the ba lancer moves senestrorsum, from an angular position such as the magnet 12, ie for example in the top of FIG. 2, it will move freely, that is to say without undergoing any magnetic influence, until the moment when the magnet 12 arrives in the position shown in fig. 2.
From that moment, and throughout the time that the balance 1 travels through the angle corresponding to the sector ha chured in the second position of the diagram in fig. 7, the electromagnet will be excited and the heads 10 'and 10 "will be attracted respectively by the poles 13 and 13'. As during the first half-wave studied, the excitation of the electromagnet ceases well before said heads and said poles are not superimposed.
In this way it can be seen that the balance 1 receives an impulse in the direction of its movement, each time the magnet 12 passes above the winding 14, in one direction or the other. Instead of the permanent magnet 12, carried by a part 11, 11 'of ferromagnetic material, one could naturally also provide a permanent magnet having the shape of the part 11, 11', the two arms <B> 11, < / B> 11 'of this U-shaped element then having a spacing just sufficient to pass on either side of the winding 14.
Finally, one could also accommodate on the axis 2 a magnetic ring flanked by two arms of ferromagnetic material, seem bles at -11 and 11 '.
Moreover, instead of mounting the capacitor 19, the winding 14 and the resistor 20 in series, in the input circuit of the amplifier, as seen in fig. 3, one could mount, on the one hand, the capacitor 19 and the winding 14 in series, and, on the other hand, the resistor 20 in parallel with these two elements in said input circuit.
One could also eliminate the capacitor 19 and the resistor 20 and. place the battery 18 in the emitter-collector circuit of the transistor, then connecting the winding 14 on the one hand to the base of the latter, and, on the other hand, to the positive pole of the battery -18.
Finally, instead of using an amplifier comprising only one transistor, one could also use an amplifier, for example with two stages, comprising two transistors. In such a two-stage amplifier, the emitters of the transistors could be connected to each other and to the positive pole of the battery through an appropriate resistor, while the negative pole of this battery would be linked to one end of each of the windings. 14 and 17, as well as at the base of each of the two transistors and at the collector of the first of these transistors, in these last three cases each time via a resistor,
the other end of the winding 14 being connected to the base of the first transistor by the intermediary of a capacitor, the other end of the winding 17 being connected to the collector of the second transistor, and the collector of the first being connected to the base of the second by a capacitor placed in said resistors which connect the negative pole of the battery to these two elements.
Assuming finally in <B> hg. </B> 2 that the hairspring 6 is adjusted so as to be at rest when the magnet 12 is coaxial with the coil 14, as seen in fig. 2; it is noted in the device described that the balance 1 receives its impulse after it has passed through its rest position. However, experience has shown that it is preferable to transmit an impulse to the balance just before it arrives in this rest position.
If the hairspring is adjusted in the manner which has just been indicated, this condition can easily be satisfied by the device described. It suffices for this to rotate the arms 11, 11 'of 60 around the axis 2 so as to bring them for example under the head 10 and to switch the * con nexions of the winding 14.
This permutation in fact changes the sign of the flux and consequently the induced voltage and it will be the parts of the voltage induced in the coil 14 by the magnet 12 which are hatched in FIGS. 6a, 6b, 6c, which will be amplified, so that the electromagnet will be energized just before the heads 10 'and' 10 "are superimposed on the poles 13 and 13 '.
It is understood that this possibility exists whatever the permanent magnet used (U-shaped magnet or ring magnet) and whatever the type of amplifier.