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Horloge électrique Le but principal de l'invention est de créer une horloge électrique présentant une aiguille des secondes qui batte la seconde, tout en faisant entendre un tic-tac semblable à celui des horloges à pendule.
Le mécanisme d'entraînement des aiguilles des heures, des minutes et des secondes de l'horloge décrite ci-après présente trois roues dentées identiques, portant chacune l'une desdites aiguilles, et trois leviers identiques, destinés chacun à en.trainer l'une de ces roues. Ce mécanisme d'entrainement est conçu, d'autre part, de façon que le moteur ait toujours la même charge, quelle que soit la position des aiguilles, le frottement étant réduit au minimum.
Du fait que les roues des heures et des minutes sont identiques, la mise à l'heure des aiguilles des heures et des minutes peut être effectuée très rapidement à l'aide d'un seul bouton de commande capable d'actionner, à volonté, l'une ou l'autre de ces deux aiguilles.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'horloge électrique selon l'invention, ainsi que deux variantes.
La fig. 1 est une coupe diamétrale de cette forme d'exécution ; les fig. 2 à 4 sont des vues en plan partielles de certains éléments du mécanisme d'entraînement des aiguilles ; la fig. 5 est une vue en perspective de certains éléments du mécanisme de la fig. 1, séparés les uns des autres pour illustrer le fonctionnement de ce mécanisme ; la fig. 6 est une vue de profil d'une partie du mécanisme de l'horloge, montrant le dispositif de mise à l'heure des aiguilles des heures et des minutes ; la fig. 7 est une vue en plan d'un détail de la fig. 6 ;
la fig. 8 est une vue en plan partielle d'éléments analogues à ceux de la fig. 4 de la première variante ; les fig. 9 à 12 sont des vues partielles schématisées, illustrant le fonctionnement du mécanisme d'entraîn ment des aiguilles dans cette variante, et les fig. 13 et 14 sont des vues analogues respectivement aux fig. 3 et 2, de la seconde variante. Le mécanisme d'entrainement des aiguilles des heures 1, des minutes 2 et des secondes 3 de l'horloge est logé dans un bâti comprenant les platines 4 et 5.
Ce mécanisme est entrainé par un moteur synchrone 6 fixé à la platine 5.
Dans la fig. 1, on voit que l'aiguille des. heures 1 est fixée à un canon 20 dont une portée pivote à l'intérieur d'une ouverture de la platine 4 et dont une autre portée tient lieu de siège à une roue des heures 21. L'aiguille des minutes 2 est elle-même fixée à un canon 22, présentant deux portées pivotées à l'intérieur du canon 20 et une portée tenant lieu de siège à une roue 23 des minutes. Enfin, l'aiguille des secondes 3 est fixée à un axe 24 présentant: deux portées pivotées à l'intérieur du canon 22 ;
une portée tenant lieu de siège à une roue des secondes 25, et un. pivot 26 engagé dans une ouverture de la platine 5.
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Les trois roues 21, 23 et 25 ont les mêmes di- mensions ; elles présentent en outre chacune soixante dents de loup à leur périphérie.
L'entraînement pas à pas de ces trois roues est assuré par trois leviers, 27, 28 et 29 pivotant autour d'un axe commun 30 et portant chacun une lame de ressort 31, tenant lieu da cliquet, et venant en prise avec l'une des roues 21, 23 et 25. Le levier 27, destiné à entraîner la roue des secondes 25, est placé entre la platine 5 et la plaque 9 de support du stator du moteur 6, de manière à rester en contact avec un excentrique 18 sous l'action d'un ressort 32, dont l'extrémité non, représentée est fixée à une barre transversale également non représentée du bâti.
Le levier 28 est disposé entre les roues des secondes 25 et des minutes 23 ; un ressort 33, accroché à la même barre que le ressort 32, le maintient en contact avec une portée 34 du canon 22 ou avec une goupille 35 plantée dans la roue des secondes 25. Cinq goupilles 36 sont plantées dans la face de la roue des minutes 23, adjacentes à la roue des heures 21, aux sommets d'un pentagone régulier, et un ressort à boudin 37, accroché à ladite barre transversale du bâti, maintient le levier 29, placé entre les roues 21 et 23 en contact avec ces goupilles 36.
Les trois languettes 38, visibles à la fig. 5, sont destinées à empêcher les roues 21, 23 et 25 de tourner dans le sens inverse de celui des aiguilles; elles sont venues en une pièce par découpage avec un support non représenté, fixé à la partie inférieure du bâti comprenant les platines 4 et 5.
Le fonctionnement du mécanisme d'entraînement décrit découle sans autre de la fig. 5. Le moteur 6 entraîne l'excentrique, 18 à raison d'un tour à la seconde. Si l'on part de la position angulaire de l'excentrique dans laquelle le levier 27 est situé le plus près possible de l'axe des aiguilles 1, 2, 3, on voit que l'excentrique 18 actionne le levier 27 contre l'action du ressort 32 pendant la première demi- seconde et laisse ce levier 27 revenir à sa position initiale sous l'action du ressort 32 pendant la deuxième demi-seconde.
Il suffit dès lors que les dimensions de cet excentrique 18 soient choisies de telle façon, par rapport aux conditions de déplacement du levier 27 autour de l'axe 30, que sa lame 31 recule d'une quantité suffisante pour sauter une dent de la roue 25, immobilisée par la languette 38, au cours du déplacement que ce levier effectue pendant la première demi-seconde considérée ci-dessus. Il s'ensuit que le levier 27 fait alors avancer la roue 25 d'un pas par l'intermédiaire de sa lame 31 sous l'action du ressort 32, pendant la demi-seconde suivante.
Il résulte de ces considérations que l'aiguille des secondes 3 avance pas à pas chaque fois d'une seconde. On remarque de plus que l'aiguille 3 reste immobile pendant une demi-seconde et avance d'un pas en une demi-seconde. Enfin, la lame 31 et la languette 38 produisent des bruits audibles toutes les demi-secondes, correspondant au tic-tac des horloges à pendule.
Le levier 28 reste en contact normalement avec la portée 34. On voit cependant à la fig. 5 que, à chaque tour de la roue 25, la goupille 35 écarte le levier 28 jusque dans une position extrême contre l'action du ressort 33, en faisant sauter une dent de la roue 23 à la lame 31 de ce levier 28, puis le laisse revenir en contact avec la portée 34 sous l'action du ressort 33, ce qui fait avancer la roue 23 d'un pas et l'aiguille 2 d'une minute. La position angulaire de l'aiguille 3 par rapport à la goupille 35 de la roue des secondes 25 est choisie notamment de façon que cette goupille laisse revenir le levier 28 en contact avec la portée 34 au moment où l'aiguille 3 passe au midi du cadran.
Enfin, les cinq goupilles 36 de la roue des minutes 23 font osciller le levier 29 des heures cinq fois à chaque tour de cette roue 23, ce qui fait avancer l'aiguille 1 de cinq pas en une heure.
Ce fonctionnement montre que l'excentrique 18 a rigoureusement la même charge à chaque tour, cette charge étant déterminée par le ressort 32. En effet, la roue 25 est actionnée par le ressort 32, et c'est donc ce dernier qui arme le ressort 33. Il suffit pour cela que le ressort 32 soit un peu plus fort que le ressort 33. C'est de même ce dernier qui arme le ressort 37 en actionnant la roue 23 et il suffit pour cela qu'il soit à son tour un peu plus fort que ce ressort 37.
La fig. 5 montre enfin que les trois leviers 27, 28 et 29 sont identiques. Ils sont constitués par des barres plates, rectilignes, présentant chacune une saillie 39 et une découpure 40 dans la zone destinée à venir en contact avec l'excentrique 18, la goupille 35 ou les goupilles, 36. Toutefois, les deux premiers leviers 27 et 28 sont tournés de façon que l'excentrique 18 et la goupille 35 arrivent en contact avec le dos de la saillie 39 de ces leviers ; tandis que le levier 29 est tourné de façon que les goupilles 36 viennent en contact avec le fond de la découpure 40. Les raisons de ces dispositions respectives des leviers 27, 28 et 29 apparaissent dans les fig. 2 à 4.
Dans ces trois figures, les positions respectives en traits pleins et en traits mixtes représentent chaque fois les deux positions extrêmes occupées par les leviers 27, 28 et 29.
Dans la fig. 2, les goupilles 36 doivent être plantées à une distance suffisante de l'axe des aiguilles pour que le déplacement du levier 29 suffise à faire sauter une dent de la roue 21 à la lame 31 du levier 29, lorsque ce dernier passe de la position représentée en traits mixtes à celle qui est représentée en traits pleins.
Dans le cas des fig. 3 et 4, les leviers 28 et 27 doivent aussi avoir une course identique à celle du levier 29 pour que leurs lames 31 sautent une dent des roues 23 et 25 lorsque ces leviers passent de leurs positions en traits mixtes à leurs positions en traits pleins.
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Du fait que ces, leviers 27 et 28 sont retournés de 180o par rapport au levier 29, il s'ensuit que le canon 34 et l'excentrique 18 sont de dimensions relativement réduites, ce qui évite, en particulier dans le cas de l'excentrique 18, une friction trop importante de celui-ci avec la tranche du levier 27.
Les saillies 39 et les découpures 40 permettent de monter les leviers 27, 28 et 29 approximative- ment dans le même plan radial passant par leur axe 30 de pivotement, tout en assurant une action radiale de ces, leviers sur les roues 21, 23 et 25, et tout en permettant de faire l'excentrique 18 aussi petit que l'on veut, malgré la nécessité de planter les goupilles 36 à une distance relativement grande de l'axe des aiguilles.
Les positions des aiguilles des heures 1 et des minutes 2 peuvent être réglées grâce à un dispositif représenté aux fig. 6 et 7. Celui-ci présente un bouton de commande 41, solidaire d'une tige 42, capable de coulisser dans une partie 43 du bâti qui comprend les platines 4 et 5. Un ressort coudé 44 est fixé à la tige 42 de manière que son extrémité 45 puisse venir en contact à volonté avec les roues 21 ou 23, selon la position angulaire du bouton 41, afin de déplacer ces roues lorsqu'on tire le bouton 41 vers le bas contre l'action du ressort de rappel 46.
Une came 47, fixée à la tige 42, coopère avec une barre 48 solidaire du bâti de l'horloge, en vue de déterminer les positions angulaires du bouton 41 dans lesquelles l'extrémité 45 du ressort 44 est en prise avec l'une ou l'autre des deux roues 21 ou 23, comme on s'en rend compte à la fig. 7.
Il a été dit précédemment que la course des leviers 27, 28 et 29 était déterminée de façon que les lames 31 sautent juste une dent des roues. correspondantes lorsque ces leviers reculent sous l'action de l'excentrique 18, de la goupille 35 ou des goupilles 36. Pratiquement, pour assurer, d'une part, l'engagement des lames 31 derrière les dents qu'elles sont destinées à pousser, après le mouvement de recul desdits.
leviers, et, d'autre part, une avance telle de ces roues que les, languettes 38 sautent une dent lorsque lesdits leviers arrivent à fin de course sous l'action des ressorts 32, 33 et 37, il faut toutefois que la course des leviers 27, 28 et 29 soit suffisante et que les extrémités de ces lames 31 se déplacent d'une distance légèrement supérieure à l'in- tervalle compris entre deux dents des roues 25, 23 et 21.
Si l'on choisit la course desdits leviers de façon que les extrémités de leurs lames 31 se déplacent d'une distance sensiblement plus grande :que l'intervalle entre deux dents des roues correspondantes, d'une part, pour éviter un réglage trop délicat de la position de ces lames et, d'autre part, pour écarter tout risque de déréglage de ces lames (par exemple à la suite d'usure), il s'ensuit que ces dernières font avancer les roues correspondantes d'une quantité supérieure à un soixantième de tour.
Cela veut dire que, à chaque pas, les aiguilles 1, 2, 3 avancent tout d'abord un peu plus que d'une division sur le cadran et ne reprennent leurs. positions exactes que lorsque l'excentrique 18, la goupille 35 ou les goupilles 36 déplacent à nouveau les leviers 27, 28 ou 29 contre l'action des ressorts 32, 33 ou 37.
Si ces légers reculs peuvent passer inaperçus dans le cas des aiguilles des, heures 1 et des minutes- 2, il n'en va pas de même de l'aiguille des secondes 3. Au lieu que cette aiguille saute en effet d'une seconde à l'autre de façon quasi instantanée, elle se déplace relativement lentement (puisque son mouvement dure 1/2 seconde) d'une quantité tout d'abord supérieure à l'intervalle compris entre deux secondes, puis elle revient légèrement en arrière dans sa position définitive, avant d'effectuer le déplacement suivant.
Il est possible cependant de supprimer ce flottement en modifiant légèrement le mécanisme d'entrai- nement des aiguilles décrit précédemment, de la façon représentée à la fig. 8. La seule différence entre cette variante et l'exemple décrit précédemment réside dans le fait que les faces 49 des dents de la roue 25a ne sont pas radiales, mais forment un angle avec les rayons passant par les sommets de ces dents.
Cette légère modification a pour effet que les extrémités des languettes 3 8 passent sur les pointes desdites dents avant que les roues en question arrivent à fin de course sous l'action des lames 31. Dès lors et en admettant que les languettes 38 sont suffisamment armées, l'extrémité de chacune de ces languettes fait brusquement sauter la roue cor- respondante en glissant sur une des faces 49, aussitôt que la lame 31 a fait avancer cette roue jusqu'au moment où le sommet de 1a dent en contact avec ladite languette dépasse l'extrémité de cette dernière.
Les fig. 9 à 12 illustrent le mouvement de la roue des secondes 25a dans tous ses détails. Pour mieux comprendre les déplacements de cette roue, sa denture est développée en ligne droite dans lesdites figures.
Dans la position de départ représentée à la fig. 9, la roue 25a est maintenue au repos par l'extrémité de la languette 3 8 engagée derrière la face 49 d'une dent 50. Le levier 27 occupe sa position extrême représentée en traits mixtes dans la fig. 8, dans laquelle la saillie 39 occupe sa position la plus voisine de l'axe des aiguilles de l'horloge. La lame 31 de ce levier repose sur l'incliné 51 d'une dent 52 de la roue 25a, son extrémité se trouvant à une certaine distance de la face 49 de la dent suivante 53.
Pendant tout le temps que l'excentrique 18 déplace le levier 27 contre l'action du ressort 32, jusque dans. la position représentée en traits pleins dans la fig. 8, la roue 25a reste immobile. Au cours de ce premier mouvement du levier 27, la lame 31 passe derrière la dent 52 et arrive dans la position représentée à la fig. 10 où elle repose sur l'incliné 54 de la dent 55.
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Lorsque l'excentrique 18 poursuit sa rotation., il laisse le levier 27 revenir vers sa position en traits pointillés sous l'action du ressort 32.
Au cours de ce déplacement, la lame 31 glisse tout d'abord sur I'incliné 54 de la dent 55, puis arrive en contact avec la face 49 de la dent 52. Pendant ce premier mouvement, la languette 38 tient naturellement la roue 25a toujours immobile.
Dès que la lame 31 entre en contact avec la dent 52, elle commence à entraîner la roue 25a, en faisant glisser l'extrémité de la languette 38 sur l'incliné 56 de la dent 57, jusqu'au moment où cette extrémité de la lame 38 arrive au sommet de la dent 57, comme on le voit à la fig. 11. Etant donné que la languette 38 a une direction tangentielle par rapport à la roue 25a, on remarquera en passant que l'extrémité de cette languette se déplace approximativement suivant un rayon de la roue 25a.
Dans ces conditions, la languette 38, en se rapprochant du centre de la roue 25a, après avoir passé le sommet de la dent 57, fait brusquement avancer la roue 25a en glissant sur la face 49 de cette dent 57 jusque dans la position représentée à la fig. 12.
L'avance de la roue 25a sous l'action de la languette 38 étant quasi instantanée, il s'ensuit que la face 49 de la dent 52 quitte l'extrémité de la lame 31 avant que celle-ci n'arrive à fin de course, dans une position analogue à celle représentée à la fig. 9.
On voit, par conséquent, que la roue des secondes reste immobile à partir de la position représentée à la fig. 12 jusqu'au moment où la lame 31 arrive en contact avec la face 49 d'une dent de la roue 25a. Ce temps de repos est sensiblement supérieur à 1/2 seconde, puisque, à partir de la position de la fig. 12, le levier 27 se déplace tout d'abord encore un peu vers la droite, jusque dans la position représentée en traits mixtes dans la fig. 8, puis vers la gauche, pendant 1/2 seconde,
à partir de cette position et jusque dans la position représentée en traits pleins dans la fig. 8 et, enfin, à nouveau vers la droite, jusqu'à ce que la lame 31 arrive en contact avec la face 49 d'une dent de la roue 25a.
Quant au mouvement lui-même de la roue 25a, il est d'abord relativement lent, tant que cette roue avance sous l'action de la lame 31, puis presque instantané, lorsque ladite roue avance sous l'action de la languette 38. Pratiquement, cet agencement de la roue 25a a pour effet que l'aiguille des secondes 3 saute brusquement d'une seconde à l'autre et s'immobilise sans aucun flottement dans sa nouvelle position.
De plus, la fig. 12 montre que la course du levier 27 et en particulier de la lame 31, peut être réglée entre des marges très larges, puisqu'il suffit, lorsque le levier 27 occupe sa position représentée en traits mixtes dans la fig. 8, que l'extrémité de sa lame 31 arrive au moins jusque dans la position représentée à la fig. 11 et avance au plus jusque dans une position dans laquelle elle arriverait en contact avec la face 49 de la dent 52 dans la fig. 12.
En ce qui concerne l'autre position extrême de la lame 31, les tolérances sont encore plus larges, puisqu'il suffit que cette lame 31 ne passe pas deux dents en reculant à partir de la position représentée dans la fig. 9.
Il y a même intérêt à choisir cette position extrême de la lame 31, représentée à la fig. 10, le plus à gauche possible, puisque l'aiguille des secondes reste immobile pendant tout le temps que la lame 31 recule et revient en contact avec la face 49 de la dent qu'elle est destinée à pousser, et que le temps d'arrêt de l'aiguille des secondes est par conséquent plus long.
Les mêmes avantages pourraient aussi être obtenus à l'aide de languettes de retenue dont l'extrémité serait repliée en forme de V. Dans ce cas, ce serait l'une des branches du V des languettes qui ferait avancer la roue correspondante par saut brusque, au lieu des faces. inclinées 49 des dents de cette roue.
Le dispositif de mise à l'heure représenté aux fig. 6 et 7 pourrait évidemment être supprimé dans tous les cas où les aiguilles de l'horloge sont accessibles. Il suffirait alors de prévoir les languettes 38 assez fortes pour empêcher les aiguilles de tourner en sens inverse, au préjudice des lames d'entraine- ment 31.
La seconde variante (fig. 13 et 14) montre que la goupille 35 de la roue des secondes 25 pourrait être remplacée par un excentrique 58 et les goupilles 36 de la -roue des minutes 23 par une came 62. Les leviers de cette variante ont une forme un peu différente de celle des. leviers 27, 28 et 29 des fig. 2 à 4. Au lieu des saillies 39 et des découpures 40, les leviers de cette variante, identiques entre eux, ne présentent qu'une découpure 59.
De plus, tandis que le levier 28a, actionnant la roue des minutes 23a, ainsi que le levier non représenté, actionnant la roue des secondes, sont placés du même côté de l'axe des aiguilles que les leviers 28 et 27 des fig. 3 et 4, le levier 29a, actionnant la roue des heures 21a, est placé de l'autre côté de cet axe. Cette modification a pour effet que la came 62, tout en faisant encore osciller le levier 29a cinq fois à l'heure, fait avancer la roue 21a et par conséquent l'aiguille des heures de façon continue.
La lame 61 de ce levier 29a a son extrémité en forme de crochet et elle actionne en effet la roue 21a quand les rampes de la came 62 déplacent le levier 29a vers la droite dans la fig. 14, en armant le ressort 37. Celui-ci ramène le levier 29a vers la gauche en faisant passer le crochet de la lame 61 derrière la dent suivante de la roue 21a aussitôt qu'une dent de la came 62 arrive dans la découpure 59 du levier 29a.
Comme dans la forme d'exécution décrite précédemment, les trois leviers de cette variante pivotent autour d'un axe commun 60 situé toutefois dans le plan vertical passant par l'axe des aiguilles.
La disposition des leviers de cette seconde variante par rapport à l'axe des aiguilles a aussi pour
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avantage de répartir un, peu les efforts transversaux exercés sur cet axe par les ressorts 32, 33 et 37.