Pièce d'horlogerie à organe régulateur oscillant entretenu électrornagnétiquement La présente invention a pour objet une pièce d'horlogerie à organe régulateur oscillant entretenu électromagnétiquement, et comprenant un aimant permanent.
Dans les pièces d'horlogerie du type dans lequel le déplacement de l'organe régulateur produit par induction, dans un enroulement capteur, un signal d'impulsion commandant l'alimentation d'un enroule ment moteur, le balancier porte généralement un ai mant se déplaçant en regard de l'enroulement cap teur, l'arrangement est tel qu'au passage de l'aimant le flux varie dans l'enroulement capteur d'une valeur nulle à un maximum pour redescendre à zéro. Cette variation se produit deux fois par oscillation du ba lancier. La tension induite étant fonction de la dé rivée du flux par rapport au temps, chaque variation de ce dernier produit une tension positive et une ten sion négative.
Il en résulte que deux signaux d'im pulsion - dus soit aux tensions positives, soit aux tensions négatives - sont fournis à l'enroulement moteur pour chaque oscillation du balancier. Or, du point de vue isochronisme, l'entretien du balan cier à raison de deux impulsions motrices par oscil lation, l'une dans chacun des sens de sa marche, n'est généralement pas favorable, les conditions d'Airy n'étant qu'approximativement satisfaites.
Le titulaire du présent brevet a déjà proposé un moyen de remédier à cet inconvénient et permettant la réalisation d'un dispositif régulateur oscillant en tretenu électromagnétiquement à raison d'une seule impulsion motrice par oscillation. Cette solution fait l'objet du brevet No 335188.
Ce brevet est complété par un brevet additionnel No 337470 décrivant une amélioration destinée à augmenter le signal obtenu sur la bobine captrice. Le but de la présente inven tion est de perfectionner la pièce d'horlogerie proté gée par lesdits brevets Nos 335188 et 337470, et ceci en renforçai encore le signal induit dans le bobinage capteur. Différents dispositifs moteurs pouvant être conjugués avec ledit capteur sont en outre décrits ci-après.
La pièce d'horlogerie suivant la présente inven tion est caractérisée par un anneau die haute per méabilité magnétique, situé au voisinage immédiat dudit aimant et canalisant son flux magnétique de m ère<B>à</B> le diviser en flux partiels dont le nombre am.
est égal au nombre des pôles de l'aimant, cet anneau étant ouvert en au moins un endroit par une dériva tion dudit anneau située à cheval sur ladite ouver ture, par un bobinage capteur enroulé autour de la dite dérivation de l'anneau et par un enroulement moteur destiné à entretenir les oscillations de l'ai mant, le tout de telle manière que le bobinage cap teur soit traversé, tant que l'aimant n'est pas placé en regard de l'ouverture de l'anneau, par un flux magnétique constant dont la valeur est égale à celle d'un flux partiel, ce flux changeant de signe,
en pas sant par zéro, lors du passage d'un pôle de l'aimant en regard de ladite ouverture de Panneau, ce qui induit dans le bobinage capteur une tension com mandant l'alimentation de l'enroulement moteur de façon telle que l'organe régulateur reçoive une seule impulsion motrice par oscillation complète de l'ai mant.
Le dessin annexé, dans lequel seuls les organes nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés, illustre à titre d'exemple une forme d'exécution de l'objet de l'invention et des variantes. La fig. 1 est une vue en plan, avec coupe par tielle suivant la ligne I-I de la fig. 3, du dispositif ré gulateur d'une pièce d'horlogerie.
La fig. 2 est une vue en perspective d'un détail de ce dispositif.
La fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La fig. 4 est un schéma de principe du circuit électrique de la pièce d'horlogerie.
La fig. 5 est un diagramme des variations du flux magnétique et de la tension induite dans l'en roulement capteur, en fonction du temps.
Les fig. 6 et 7 sont des vues schématiques en plan d'une partie du dispositif régulateur dans deux positions de fonctionnement différentes.
La fig. 8 est une vue en plan d'un détail d'une variante.
La fig. 9 en est une coupe, et les fig. 10 et 11 sont des vues en plan d'un détail de deux variantes.
La pièce d'horlogerie représentée comprend un balancier 1, formé d'un barreau aimanté et, dont l'arbre 2 est pivoté entre la platine 3 du mouvement d'une part et le coq 4 d'autre part. L'arbre 2 porte un plateau 5 commandant une ancre de comptage 6 destinée à transformer les mouvements oscillants du balancier 1 en un mouvement rotatif discontinu d'un mobile non représenté relié aux aiguilles. Le spiral réglant est désigné par 7 ; son extrémité intérieure est fixée à une virole 8.
La platine 3 porte un anneau 9 en matière pré sentant une haute perméabilité magnétique, coaxial au balancier 1 et situé dans son plan d'oscillation. Cet anneau est destiné à canaliser le flux magnétique de l'amant 1, bipolaire, et à le diviser en deux demi- flux, suivant les lignes de force 10 et 11 indiquées dans la fig. 1.
Un enroulement capteur 12 entoure une dérivation 9a de l'anneau située à cheval sur une ouverture ou fente 13 que présente celui-ci. Un enroulement moteur 14, en galette, est appliqué con tre la face intérieure de cet anneau, dans l'espace libre situé entre celui-ci et l'espace balayé par l'ai mant. Cette disposition particulière de l'enroulement moteur 14 évite le couplage entre l'entrée et la sor tie de l'amplificateur décrit plus loin. Le balancier a été représenté en position d'équilibre par des traits pleins dans la fig. 1.
La fente 13 a été placée sur l'anneau de manière à se trouver en regard d'un des pôles de l'aimant, en l'occurrence le pôle Nord, lors que ce dernier occupe cette position d'équilibre. L'en roulement moteur 14 est alors légèrement décalé par rapport à l'autre pôle. Enfin, l'anneau 9 présente une seconde ouverture, désignée par 15, diamétrale ment opposée à l'ouverture 13.
L'enroulement moteur 14 est relié d'une part au collecteur d'un transistor PNP 16 et d'autre part à la borne négative d'une source de courant 17, par exemple une pile de 1,3 volt (fig. 4). La borne po sitive de cette source de courant 17 est elle-même reliée à l'émetteur du transistor 16. Enfin, l'enroule ment capteur 12 est relié d'une part à la base du transistor et d'autre pari à l'émetteur de ce transis tor.
Le fonctionnement de cette pièce d'horlogerie est le suivant Lorsque le balancier occupe sa position d'équi libre (fig. 1), le flux (P de l'aimant se répartit en parts égales 10 et 11 dans les deux moitiés de l'anneau. Aucun flux ne traverse la branche de dérivation et la bobine 12. Cette position du balancier correspond au point zéro de la fig. 5 dans laquelle la courbe 18 indique la variation du flux traversant l'enroulement 12.
Aussitôt que le barreau quitte sa position d'équi libre, l'un des flux partiels traverse la fente ou ou verture 15 de l'anneau qui constitue un entrefer sup plémentaire le réduisant considérablement au profit de l'autre flux partiel traversant l'enroulement cap teur 12. L'expérience a montré qu'une fente 15 mê me de faible largeur produit entre les flux partiels une différence telle que l'un d'eux comprend la presque totalité du flux (1) de l'aimant alors que l'au tre se réduit à un flux presque nul.
Admettons que l'aimant se déplace dans le sens de la flèche 19 (fig. 1) à partir de sa position d'équi libre, pour atteindre la position de la fig. 6, corres- pondant à la position représentée en pointillé dans la fig. 1.
Dans cette position, le flux partiel 11 traver sant l'enroulement 12 a une valeur sensiblement égale à #), valeur qui se maintient jusqu'au moment où, lors du retour de l'aimant suivant la flèche 20, son pôle Nord revient en regard de l'ouverture 13 de l'anneau. Le flux traversant la bobine diminue alors à nouveau et passe par une valeur nulle au moment où le balancier occupe sa position d'équilibre (T/2 dans la fig. 5).
Le balancier se déplace ensuite sui vant la flèche 21, mouvement au cours duquel il passe par la position de la fig. 7, correspondant à la posi tion représentée en traits mixtes dans la fig. 1. Le flux 10 traversant l'enroulement 12 a alors une va leur négative sensiblement égale à - ( , qui reste constante tant que le pôle Nord de l'aimant se dé place au-delà de l'ouverture 13. A la fin de l'oscilla tion complète (point T de la fig. 5), et après que le balancier se soit enfin déplacé suivant la flèche 22, le flux traversant la bobine s'annule de nouveau.
Cette variation du flux produit, par induction, une tension dans l'enroulement 12, suivant la loi
EMI0002.0092
représentée par la courbe 23 dans la fig. 5. Ce signal est appliqué entre labaseetl'émetteur du transistor 16. Comme seule la tension négative dé bloque ce dernier on voit, d'après le diagramme de la fig. 5, que le balancier ne reçoit qu'une seule impulsion motrice par oscillation complète.
Dans l'exemple représenté, l'enroulement 12 étant situé exactement en face de la position d'équilibre du pôle Nord de l'aimant, l'impulsion motrice est symé triquement répartie de part et d'autre de la position d'équilibre du balancier. Dans la formule indiquée ci-dessus,
EMI0003.0002
dt représente le temps pendant lequel varie 0 ,c'est- à-dire la durée du passage du pôle Nord de l'aimant en regard de l'ouverture 13 de l'anneau. Cette durée est très brève.
Dans la solution proposée dans les brevets Nos<B>335188</B> et 337470, la durée de dt était plus longue, dt correspondant à la durée du passage du pôle Nord de l'aimant en regard de l'enroulement capteur situé directement sur le tore, ce dernier ne présentant ni ouverture 13, ni dérivation 9a. Dans la présente forme d'exécution, e, et par conséquent le signal envoyé à l'amplificateur, sont notablement améliorés.
En outre, grâce au fait que l'enroulement 12 est situé sur une dérivation de l'anneau, il est possible d'allonger le bras Nord de l'aimant de manière à diminuer au minimum l'entrefer qui sé pare le pôle Nord de l'anneau, ce qui produit une augmentation du flux magnétique utile. Il convient de relever que l'amplitude des oscillations du balan cier ne doit pas dépasser une valeur limite telle que le pôle Nord ne vienne jamais en regard de l'enrou lement moteur 14.
II est à remarquer qu'en écartant ouenresserrantles extrémités du tore limitant la fente 15, ou encore en montant le tore de manière légèrement excentrique par rapport à l'aimant, on peut créer une asymétrie du champ magnétique qui rompe l'isochronisme des oscillations de l'aimant. Par ce moyen on crée une cause dirigée d'anisochronisme qui permet de com penser, au moins partiellement, les éventuels défauts d'isochronisme que peut présenter le dispositf régu lateur (balancier et spiral) du mouvement d'horloge rie. La fente 15 pourrait être supprimée.
Dans la variante des fig. 8 et 9, l'aimant, dési gné par 24, est situé juste au-dessus de l'anneau 25, et non plus dans son plan, comme dans la première forme d'exécution. La bobine motrice 26, en galette, est située sur l'anneau, entre ce dernier et l'aimant. Le pôle Nord de l'aimant présente un bossage 24a s'étendant en direction de l'anneau, destiné à dimi nuer l'entrefer. Le fonctionnement est identique à celui de la première forme d'exécution.
La variante de la fig. 10 diffère de la première forme d'exécution par le fait que la bobine motrice, désignée par 27, n'est pas en galette, mais est en roulée autour de l'anneau 28, de part et d'autre de sa fente 15. Tous les brins de cette bobine situés dans l'entrefer sont moteurs alors que dans la première forme d'exécution seuls les brins 14a de la bobine 14 travaillent.
Enfin, la variante de la fig. 11 constitue un mo teur à aimant polarisé et non plus un moteur électro dynamique comme les formes d'exécution et variantes qui précèdent. Dans cette variante, la bobine mo- trice 29 et l'enroulement capteur 30 sont tous deux bobinés sur la dérivation 31a de l'anneau 31. Les bo bines captrice et motrice peuvent être juxtaposées, imbriquées ou superposées sur la même partie du circuit magnétique. On remarque qu'ainsi les deux bobines sont fortement couplées.
En outre, la dimen, sion des bobines ne dépend plus des entrefers, du fait qu'elles sont toutes deux sur la dérivation de l'an neau. Enfin, dans cette variante l'amplitude des os cillations n'est plus limitée par les dimensions de la bobine motrice, comme c'est le cas lorsque cette der nière est située au voisinage de la position d'équili bre du pôle Sud de l'aimant, mais est limitée à une valeur de 1800 moins la demi-largeur de la fente ou ouverture 13 et moins la demi-largeur de l'aimant.
Le fonctionnement de cette variante est le sui vant Lorsque le transistor est débloqué par l'impul sion négative produite dans l'enroulement capteur 30, l'enroulement moteur 29 constitue, avec l'anneau 31, un électro-aimant. Les fentes 13 et 15 doivent être suffisamment larges pour que leur résistance magné tique soit grande et que l'anneau présente ainsi une branche Sud et une branche Nord. Le couple dure tant que dure l'impulsion. Dans l'autre sens, il n'y a pas d'impulsion motrice puisque le circuit de com mande du transistor reçoit une impulsion de sens positif.
En variante, les deux bobines motrice et captrice pourront être disposées l'une à la suite de l'autre sur la dérivation de l'anneau, l'une par exemple sur la partie 31b de cette dérivation et l'autre sur la partie 31c.