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Dispositif de recharge d'un accumulateur servant à l'alimentation d'une pièce d'horlogerie électrique On a déjà cherché à alimenter une pièce d'horlogerie avec l'énergie provenant de la lumière, en ayant recours à des cellules photovoltaïques. Cependant, les solutions proposées jusqu'ici n'ont donné que partiellement satisfaction.
En effet, si la lumière tombant sur les cellules est très intense, il est relativement facile, avec le courant engendré par les cellules, d'actionner un moteur électrique ou de recharger un accumulateur. Cependant, si la lumière a une intensité assez faible, des difficultés se présentent et l'on n'a pas trouvé jusqu'à présent de moyen pour alimenter une pièce d'horlogerie avec l'énergie provenant d'une lumière d'intensité modérée ou faible.
Il est déjà connu d'accumuler l'énergie électrique produite par des cellules photovoltaïques pour alimenter une pièce d'horlogerie électrique. Pour autant que des circuits réels ont été proposés à ce sujet, l'état de charge d'un condensateur relié à la cellule photovoltaïque est constamment mesuré par un relais relié aux bornes dudit condensateur, le condensateur étant relié au moteur de remontage au moment où la charge du condensateur atteint une valeur pour laquelle le relais est actionné. Il est évident que dans un système pareil, de l'énergie électrique est constamment consommée par le relais. La présente invention vise à remédier à cet inconvénient.
Elle a pour objet un dispositif de recharge d'un accumulateur servant à l'alimentation d'une pièce d'horlogerie électrique, au moyen d'au moins une cellule photovoltaïque, ce dispositif étant caractérisé en ce que ladite cellule est reliée au moins approximativement sans résistance de charge à un condensateur qui est relié lui-même audit accumulateur par l'intermédiaire d'un interrupteur à fermeture périodique, com- mandé par un mouvement d'horlogerie alimenté par ledit accumulateur, ledit accumulateur étant partiellement rechargé à chaque décharge du condensateur.
On a trouvé qu'avec une adaptation du cycle de charge et de décharge du condensateur aux caractéristiques électriques, en particulier à la constante de temps du système formé par la ou les cellules, photovoltaïques et le condensateur, l'énergie électrique disponible peut être utilisée avec un rendement élevé, de sorte qu'une pièce d'horlogerie peut être alimentée avec des batteries de cellules assez petites et des intensités de lumière assez faibles.
Il est connu d'intercaler un condensateur de charge entre la batterie d'alimentation et la bobine d'excitation du dispositif d'entretien d'une pièce d'horlogerie pour éviter l'usure supplémentaire des piles électriques provenant de leur débit en régime impulsif. Ce système connu nécessite une résistance de charge entre la batterie et le condensateur. Les raisons de l'installation d'un condensateur de charge dans ces pièces d'horlogerie électriques connues sont tout à fait différentes des raisons pour lesquelles le condensateur de charge est utilisé dans le dispositif selon la présente invention.
En outre, la résistance de charge prévue dans le dispositif connu doit être évitée dans le dispositif selon la présente invention, dans lequel la ou les cellules photovoltaïques sont reliées pratiquement sans résistance de charge au condensateur pour éviter des pertes d'énergie et pour obtenir une constante de temps aussi basse que possible du système condensateur-cellules photovoltaïques.
Dans une autre construction connue, l'alimentation du moteur de remontage d'une pièce d'horlogerie est commandée par un interrupteur à bascule actionné par une roue indicatrice de remontage. Ici égale-
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ment, la source d'énergie, constituée par une pile, est assez puissante pour assurer l'alimentation de la pièce d'horlogerie et n'est jamais rechargée pendant le fonctionnement de cette dernière.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue schématique de cette forme d'exécution.
La fig. 2 montre un détail, à échelle agrandie. Le dispositif représenté sur la fig. 1 comprend plusieurs cellules photovoltaïques 1, montées en série. Les bornes extrêmes 2 et 3 de ce groupe de cel- lules 1 sont reliées pratiquement sans résistance de charge à un condensateur 4 par l'intermédiaire d'une diode 5, cette dernière étant orientée de manière à permettre aux cellules 1 de charger le condensateur 4 lorsqu'elles sont éclairées.
Le condensateur 4 est relié à son tour à un groupe d'accumulateurs 6 par l'intermédiaire d'un interrupteur 7, ce dernier étant représenté plus en détail sur la fig. 2. Le groupe d'accumulateurs 6 alimente un mouvement d'horlogerie élémentaire. Dans l'exemple représenté schématiquement sur la fig. 1, ce mouvement d'horlogerie comprend un balancier moteur 8, qui est entraîné de manière non représentée par un dispositif de type connu, par exemple un moteur électromagnétique. Le balancier 8 est relié à une ancre 9 qui transforme le mouvement oscillant du balancier 8 en une rotation unidirectionnelle d'une roue d'encliquetage 10.
Cette dernière entraîne une roue dentée 11 par l'intermédiaire d'un train d'engrenages 12. Une lame métallique élastique 13, montée dans un support isolant 14, est disposée de manière à empiéter dans la trajectoire des dents de la roue 11, comme clairement montré sur la fig. 2.
Le dispositif décrit sert, comme déjà dit, à l'alimentation d'une pièce d'horlogerie électrique. Il est avantageux d'utiliser le mouvement d'horlogerie élémentaire 8-12 déjà décrit, et de lui adjoindre les pièces nécessaires pour qu'il puisse indiquer l'heure, à savoir des aiguilles et des roues de transmission (minuterie). On pourrait cependant aussi brancher une pièce d'horlogerie indépendante entre les bornes ca et b montrées sur la fig. 1, c'est-à-dire entre les bornes du groupe d'accumulateurs 6.
Le fonctionnement est le suivant Supposons que le balancier 8 oscille et entraîne en rotation la roue 11, qui tourne par exemple dans le sens de la flèche A (fig. 2), à une vitesse déterminée. Lorsque la dent 15 entre en contact avec la lame 13, l'interrupteur 7 se ferme pendant un temps t1. La lame 13 est déformée élastiquement, et il arrive un moment où son extrémité quitte la pointe de la dent 15. L'interrupteur 7 s'ouvre donc et la lame 13 reprend sa position primitive, mais ne touche pas encore la dent suivante 16.
L'interrupteur 7 reste ainsi ouvert pendant un temps t2. En modifiant la longueur de la lame 13, on peut faire varier à volonté les temps t1 et t2. On peut par exemple faire en sorte que les temps t1 et t,, soient égaux entre eux. On pourrait d'ailleurs remplacer la roue dentée 11 par une simple came.
Si les cellules 1 sont éclairées, le condensateur 4 est chargé par le courant engendré par les cellules 1. A la fin de l'intervalle de temps t,, l'interrupteur 7 se ferme, de sorte que le condensateur 4, maintenant chargé, recharge les accumulateurs 6. La décharge du condensateur se produit relativement lentement et l'on admet qu'elle est terminée au bout du laps de temps t1. A ce moment-là, l'interrupteur 7 s'ouvre, de sorte que le condensateur 4 peut se charger à nouveau. Le cycle décrit peut donc recommencer.
Le mouvement d'horlogerie élémentaire 8-12 pourrait être différent de celui qui est représenté sur la fig. 1. Ce pourrait être un mouvement comportant un oscillateur autre qu'un balancier (par exemple un diapason), ou même dépourvu d'oscillateur mécanique.
La diode 5 a pour but d'empêcher le condensateur 4 de se décharger à travers les cellules 1 lorsque ces dernières ne sont pas éclairées ; on sait en effet que les cellules photovoltaïques, lorsqu'elles ne sont pas éclairées, agissent comme une simple résistance.
Grâce à la disposition décrite et représentée, il est possible de recharger les accumulateurs 6 même si l'intensité de la lumière tombant sur les cellules 1 est assez faible. On voit en effet que le condensateur 4 peut se charger pendant un certain laps de temps t,,. Il emmagasine de ce fait une énergie appréciable qui, au bout du laps de temps t2, suffit pour recharger partiellement les accumulateurs 6. Lorsque le condensateur 4 est déchargé, à la fin du laps de temps t1 ou éventuellement plus tôt, les accumulateurs 6 cessent d'être rechargés.
Les accumulateurs 6 sont donc rechargés par intermittences, et finissent par atteindre leur charge maximale, si l'intensité de la lumière frappant les cellules 1 est suffisante.
La période de fonctionnement du dispositif, c'est-à-dire la durée d'un cycle t1 -f- t2, doit être déterminée de faon judicieuse en fonction du type et du nombre des cellules 1, de la capacité du condensateur 4 et de l'intensité probable de la lumière tombant sur les cellules 1. On peut d'ailleurs concevoir un jeu de cames ou organes analogues, permettant de faire varier à volonté cette période si l'intensité moyenne de l'éclairage des cellules varie.