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Dispositif d'armage périodique d'un ressort moteur La présente invention a pour objet un dispositif d'armage périodique d'un ressort moteur, notamment pour pièce d'horlogerie, caractérisé en ce qu'il comprend un moteur électrique à rotation ininterrompue actionnant, par l'entremise d'au moins un organe intermédiaire susceptible de s'accoupler périodiquement audit moteur, un levier d'impulsion asservi audit ressort moteur, et en ce qu'il comprend en outre des moyens agencés pour commander ledit actionnement en synchronisme avec les mouvements dudit levier.
Le dessin représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention appliqué à une petite horloge électrique.
La fig. I est une vue en élévation avec parties en coupe du mouvement de ladite petite horloge, vue dans laquelle seuls les organes nécessaires à la compréhension de l'invention sont représentés.
La fig. 2 est une vue en plan de ce mouvement. Les fig. 3, 4, 5 et 6 représentent, à échelle agrandie, le levier d'impulsion et l'organe intermédiaire d'accouplement dans quatre positions qu'ils occupent pendant un cycle correspondant à une oscillation du balancier.
Le mouvement comprend un balancier 2 avec son spiral 3 et son plateau 4 à cheville 5. L'axe 1 du balancier est pivoté dans une platine 6 et dans un coq 7 sur lequel est montée une raquette 8.
La cheville 5 du plateau 4 coopère avec un levier d'impulsion constitué par une fourche d'échappement 9, de forme particulière, pivotée par l'axe 10, dont elle est solidaire, dans la platine 6 et dans un pont 11 situé au-dessus de ladite platine. La fourche 9 présente deux fourchons 9a et 9b d'inégales longueurs et est munie d'une lame flexible 12 dont l'extrémité libre prolonge le fourchon 9b le plus court et prend appui sur la paroi intérieure de ce fourchon. Le bras de la fourche 9 opposé aux fourchons par rapport à l'axe 10 présente une partie partiellement annulaire 9c, ouverte sur un arc d'environ 110 et un prolongement rectiligne 9d.
La partie annulaire 9c porte sur sa face supérieure trois chevilles de butée 13, 14 et 15 à section droite semi-circulaire, disposées à 120() l'une de l'autre et faites de préférence en rubis. Le prolongement rectiligne 9d porte à son extrémité une goupille 16 en fer doux.
La fourche 9 est asservie à un ressort spiral 17 dont l'extrémité intérieure est fixée à l'axe 10 et l'extrémité extérieure est fixée à un plot fixe 18. Ce ressort 17, qui sera désigné plus loin par le terme ressort impulseur , est préarmé et tend à faire tourner la fourche 9 dans le sens de la flèche FI (fig. 3).
Un axe intermédiaire 19 est pivoté, d'une part, dans le pont 11 dans lequel est aussi pivoté l'axe 10 de la fourche 9 et, d'autre part, dans un pont 20 situé sous la platine 6. Cet axe 19 porte, au-dessous de la fourche 9, une roue 21 présentant trois secteurs dentés séparés par trois encoches périphériques non dentées 22 disposées à 120 les unes des autres. Sur le même axe 19 est calée, au-dessus de la fourche 9, une came 23 présentant trois doigts 24 disposés à 1200 les uns des autres.
L'axe 19 porte à son extrémité inférieure une vis sans fin 25 en prise avec une roue dentée 26 dont l'axe 27, pivoté d'une part dans une plaque de base 28 perpendiculaire à la platine 6 et d'autre part dans un pont 29 fixé à
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cette plaque, porte une aiguille de secondes 30. Les aiguilles d'heures et de minutes et le rouage qui les actionne ne sont pas représentés.
L'organe de commande du dispositif d'armage périodique du ressort d'impulsion 17 qui vient d'être décrit est un moteur électrique à courant continu, à collecteur ou à transistor, représenté schématiquement par son rotor 31. Les autres organes de ce moteur et les connexions électriques ne sont pas représentés. L'arbre moteur 32, parallèle aux axes 19, 10 et 1 du mouvement, est pivoté dans le pont 11 et dans un pont 33 situé au-dessous de la platine 6. Cet arbre moteur 32 porte un pignon 34 destiné à entraîner par intermittence la roue à secteurs dentés 21, comme il sera expliqué plus loin.
Le dispositif est complété par un aimant permanent 35 muni de deux pièces polaires 36 et 37 fixé à la platine 6, et par une butée fixe 38. L'aimant 35 est destiné à exercer une attraction sur la goupille en fer doux 16 que porte le bras 9d de la fourche d'échappement 9.
Le fonctionnement du dispositif qui vient d'être décrit est le suivant On suppose que le balancier oscillant 2 accomplit la première partie d'une demi-oscillation descendante , dans le sens de la flèche F2 (fig. 3). La fourche d'échappement 9 se trouve à ce moment appuyée contre la butée fixe 38 sous l'action de l'attraction exercée par les pièces polaires 36, 37 de l'aimant permanent 35 sur la goupille en fer doux 16. Le spiral impulseur 17 tend à décoller la fourche 9 de la butée 38, mais l'attraction de l'aimant 35 suivant F,; s'y oppose.
Le balancier 2 solidaire du plateau 4 en tournant suivant F-' (fig. 3) sous l'action de son spiral 3 fait pénétrer la cheville 5 entre les deux fourchons 9a et 9b où elle bute contre l'extrémité libre de la lame 12 qui, appuyée contre la face interne du fourchon 9b, ne peut pas céder. La cheville 5 entraîne donc la fourche 9 dans le sens de la flèche FI (fig. 3) et l'arrache à l'action de l'aimant 35 dont la force attractive diminue rapidement avec l'éloignement de la goupille 16.
Le spiral impulseur 17 entre alors en jeu et par le couple mécanique qu'il exerce sur la fourche 9 oblige celle-ci à communiquer par son fourchon 9a une impulsion à la cheville 5 et, par elle et le plateau 4, au balancier 2 pour entretenir les oscillations de ce dernier.
La fig. 4 montre la position de la fourche 9 en fin d'impulsion. A ce moment, la cheville 14 de la partie annulaire 9c de la fourche 9 rencontre l'un des trois doigts 24 de la came 23. Le balancier 2 continuant à tourner suivant F2 par inertie, la cheville 5 quitte les fourchons 9a, 9b.
Le spiral impulseur 17 agissant encore sur la fourche 9, la cheville 14 pousse le doigt 24 de la came 23 et fait ainsi pivoter cette came dans le sens de la flèche F3 (fig. 4). La came 23, étant solidaire de la roue 21 à trois secteurs dentés, entraîne celle-ci dans le même sens. La roue 21 présente à ce moment une de ses encoches périphériques non dentées 22 en face du pignon 34. Ce dernier, monté sur l'arbre moteur 32, tourne de façon continue à vitesse uniforme, mais il est clair qu'il ne peut pas entraîner la roue 21 aussi longtemps que celle-ci lui présente une de ses encoches 22.
Par la poussée de la cheville 14 sur le doigt 24 de la came 23, la roue 21 tourne d'un angle suffisant pour amener un de ses secteurs dentés en prise avec le pignon 34 et la roue 21 se trouve alors entraînée par ledit pignon 34, c'est-à-dire par le moteur 31, jusqu'au moment où l'encoche 22 suivante vient se présenter en face du pignon 34.
La fig. 5 illustre l'instant où le pignon 34 vient en prise avec le secteur denté de la roue 21. La rotation d'environ 120,1 de la roue 2.1 solidaire de la came 23 amène un autre doigt de cette dernière contre la cheville 13 de la fourche 9 et entraîne cette dernière en rotation dans le sens de la flèche F.-, de façon à la ramener dans sa position initiale des fig. 3 et 6. Le spiral impulseur 17 se trouve alors réarmé et la goupille 16, revenue dans le champ d'attraction de l'aimant 35 retient la fourche 9 appuyée contre la butée 38, dans sa position de repos ou de départ d'impulsion. La roue 21 aura tourné de 1200 et l'encoche 22 suivante se trouvera en face du pignon 34.
Le moteur 31 qui continue à tourner est ainsi hors de prise avec l'échappement.
Pour empêcher que la roue à secteurs dentés 21 dépasse la position de débrayage, ce qui la mettrait accidentellement en prise avec le pignon 34, c'est la troisième cheville 15 de la fourche 9 qui entre en jeu en venant se placer sur le chemin d'un des doigts 24 de la came 23. Cette cheville à section droite semi-circulaire, comme les deux autres, est disposée de façon à bloquer, dans la position qu'occupe la fourche 9 dans les fig. 3 et 6, c'est-à-dire dans la position de départ d'impulsion, la came 23 et par conséquent la roue 21.
Tout ce cycle s'est déroulé pendant que le balancier 2 a exécuté une demi-oscillation; la cheville 5 revient dans le sens de la flèche F4 (fig. 6) vers le fourchon 9b et bute contre la lame flexible 12 qui cède et la laisse passer. Le balancier accomplit son autre demi-oscillation et la cheville 5 vient se retrouver dans la position de la fig. 3 ; le cycle recommence comme il a été décrit plus haut. La rotation périodique de la roue à secteurs dentés 21 qui est solidaire de la vis sans fin 25 entraîne, par cette dernière et la roue 26, l'aiguille des secondes 30 qui avance pas à pas au rythme des impulsions.
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Device for periodically winding a mainspring The present invention relates to a device for periodically winding a mainspring, in particular for a timepiece, characterized in that it comprises an electric motor with uninterrupted rotation actuating, by means of at least one intermediate member capable of periodically coupling to said motor, an impulse lever slaved to said mainspring, and in that it further comprises means arranged to control said actuation in synchronism with the movements of said lever.
The drawing represents, by way of example, an embodiment of the device which is the subject of the invention applied to a small electric clock.
Fig. I is an elevational view with parts in section of the movement of said small clock, a view in which only the components necessary for understanding the invention are shown.
Fig. 2 is a plan view of this movement. Figs. 3, 4, 5 and 6 represent, on an enlarged scale, the impulse lever and the intermediate coupling member in four positions which they occupy during a cycle corresponding to an oscillation of the balance.
The movement comprises a balance 2 with its hairspring 3 and its plate 4 with pin 5. The axis 1 of the balance is pivoted in a plate 6 and in a cock 7 on which is mounted a racket 8.
The pin 5 of the plate 4 cooperates with an impulse lever consisting of an exhaust fork 9, of particular shape, pivoted by the axis 10, of which it is integral, in the plate 6 and in a bridge 11 located at the- above said plate. The fork 9 has two prongs 9a and 9b of unequal lengths and is provided with a flexible blade 12, the free end of which extends the shorter prong 9b and rests on the inner wall of this fork. The arm of the fork 9 opposite the forks with respect to the axis 10 has a partially annular part 9c, open over an arc of approximately 110 and a rectilinear extension 9d.
The annular part 9c carries on its upper face three stop pins 13, 14 and 15 with a semicircular cross section, arranged at 120 () from one another and preferably made of ruby. The rectilinear extension 9d carries at its end a pin 16 of soft iron.
The fork 9 is slaved to a spiral spring 17 whose inner end is fixed to the axis 10 and the outer end is fixed to a fixed stud 18. This spring 17, which will be designated below by the term impeller spring, is pre-armed and tends to turn the fork 9 in the direction of arrow FI (fig. 3).
An intermediate axis 19 is pivoted, on the one hand, in the bridge 11 in which the axis 10 of the fork 9 is also pivoted and, on the other hand, in a bridge 20 located under the plate 6. This axis 19 carries , below the fork 9, a wheel 21 having three toothed sectors separated by three non-toothed peripheral notches 22 arranged 120 from each other. On the same axis 19 is wedged, above the fork 9, a cam 23 having three fingers 24 arranged at 1200 from each other.
The axis 19 carries at its lower end a worm 25 engaged with a toothed wheel 26 whose axis 27, pivoted on the one hand in a base plate 28 perpendicular to the plate 6 and on the other hand in a bridge 29 fixed at
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this plate carries a 30 seconds hand. The hour and minute hands and the cog that operates them are not shown.
The control member of the device for periodically winding the pulse spring 17 which has just been described is a direct current electric motor, with collector or transistor, represented diagrammatically by its rotor 31. The other members of this motor and the electrical connections are not shown. The motor shaft 32, parallel to the axes 19, 10 and 1 of the movement, is pivoted in the bridge 11 and in a bridge 33 located below the plate 6. This motor shaft 32 carries a pinion 34 intended to drive intermittently the toothed sector wheel 21, as will be explained later.
The device is completed by a permanent magnet 35 provided with two pole pieces 36 and 37 fixed to the plate 6, and by a fixed stop 38. The magnet 35 is intended to exert an attraction on the soft iron pin 16 which carries the exhaust fork arm 9d 9.
The operation of the device which has just been described is as follows. It is assumed that the oscillating balance 2 performs the first part of a downward half-oscillation, in the direction of arrow F2 (FIG. 3). The exhaust fork 9 is at this moment pressed against the fixed stop 38 under the action of the attraction exerted by the pole pieces 36, 37 of the permanent magnet 35 on the soft iron pin 16. The impeller hairspring 17 tends to take off the fork 9 from the stop 38, but the attraction of the magnet 35 along F; opposes it.
The balance 2 integral with the plate 4 by rotating along F- '(fig. 3) under the action of its hairspring 3 makes the pin 5 penetrate between the two prongs 9a and 9b where it abuts against the free end of the blade 12 which, pressed against the internal face of the fork 9b, cannot yield. The pin 5 therefore drives the fork 9 in the direction of the arrow F1 (FIG. 3) and tears it off by the action of the magnet 35, the attractive force of which decreases rapidly with the distance from the pin 16.
The impeller 17 then comes into play and by the mechanical torque that it exerts on the fork 9 forces the latter to communicate through its fork 9a an impulse to the pin 5 and, through it and the plate 4, to the balance 2 for maintain the oscillations of the latter.
Fig. 4 shows the position of the fork 9 at the end of the pulse. At this moment, the pin 14 of the annular part 9c of the fork 9 meets one of the three fingers 24 of the cam 23. The balance 2 continuing to rotate along F2 by inertia, the pin 5 leaves the forks 9a, 9b.
The impeller spiral 17 still acting on the fork 9, the pin 14 pushes the finger 24 of the cam 23 and thus causes this cam to pivot in the direction of the arrow F3 (FIG. 4). The cam 23, being integral with the wheel 21 with three toothed sectors, drives the latter in the same direction. The wheel 21 has at this moment one of its non-toothed peripheral notches 22 opposite the pinion 34. The latter, mounted on the motor shaft 32, rotates continuously at uniform speed, but it is clear that it cannot drive the wheel 21 as long as the latter presents it with one of its notches 22.
By the push of the pin 14 on the finger 24 of the cam 23, the wheel 21 rotates by an angle sufficient to bring one of its toothed sectors into engagement with the pinion 34 and the wheel 21 is then driven by said pinion 34 , that is to say by the motor 31, until the moment when the next notch 22 is presented in front of the pinion 34.
Fig. 5 illustrates the instant when the pinion 34 engages the toothed sector of the wheel 21. The rotation of approximately 120.1 of the wheel 2.1 integral with the cam 23 brings another finger of the latter against the pin 13 of the fork 9 and drives the latter in rotation in the direction of arrow F.-, so as to return it to its initial position of FIGS. 3 and 6. The hairspring 17 is then reset and the pin 16, returned to the field of attraction of the magnet 35, retains the fork 9 pressed against the stop 38, in its rest or start position. . The wheel 21 will have turned 1200 and the next notch 22 will be opposite the pinion 34.
The engine 31 which continues to run is thus out of engagement with the exhaust.
To prevent the toothed sector wheel 21 from exceeding the disengaged position, which would accidentally engage the pinion 34, it is the third pin 15 of the fork 9 which comes into play by coming to be placed on the path d. 'one of the fingers 24 of the cam 23. This pin with a semicircular cross section, like the other two, is arranged so as to block, in the position occupied by the fork 9 in FIGS. 3 and 6, that is to say in the pulse start position, the cam 23 and therefore the wheel 21.
This whole cycle took place while the balance 2 performed a half-oscillation; the pin 5 returns in the direction of the arrow F4 (fig. 6) towards the fork 9b and abuts against the flexible blade 12 which gives way and lets it pass. The balance performs its other half-oscillation and the pin 5 is found in the position of FIG. 3; the cycle begins again as described above. The periodic rotation of the toothed sector wheel 21 which is integral with the worm 25 drives, by the latter and the wheel 26, the seconds hand 30 which advances step by step at the rate of the pulses.