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Appareil pour mesurer séparément le moment d'inertie de balanciers et le moment de force de spiraux L'élément qui détermine la marche de la montre est l'ensemble balancier-spiral qui oscille à la fréquence
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où C est le moment de force du ressort-spiral et I le moment d'inertie (E mrz) du balancier. La précision de l'ajustement de 1 et de C doit être telle que la fréquence obtenue soit à l'intérieur du domaine de correction possible dans la montre.
Ce domaine de correction est obtenu, par exemple, au moyen d'une raquette mobile et la plage de correction est de l'ordre d'environ 4 minutes par jour ou 1 sur 360.
En prenant la dérivée logarithmique de (1), on obtient
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En d'autres termes, pour tenir df/f = '/,,, il faut que dC/C et dI/I soient du même ordre de grandeur. Or, ceci n'est pas possible, car toute fabrication a ses limites de précision.
Pour le moment d'inertie par exemple, toutes les variations de dimension du rayon ont un effet quadratique. En pratique, la dispersion de fabrication est telle que la variation de marche df/f due au balancier et/ou au spiral est de l'ordre de 5 % ou 1 heure par jour. Ceci a conduit, dans la pratique horlogère actuelle, à compter et à couper chaque spiral individuellement pour l'adapter à un balancier donné. On obtient ainsi par tâtonnements et approximations successives la fréquence correcte.
Si en plus, on pose l'exigence que la position du point d'attache doit être respectée, le procédé d'approximation est encore plus long et coûteux.
On a déjà proposé 'éviter le comptage des balanciers-spiraux. Suivant ce procédé connu, le moment d'inertie de balanciers préfabriqués et le moment de force de spiraux préfabriqués sont mesurés séparément et les balanciers et les spiraux sont classés selon les valeurs mesurées, les balanciers de chaque classe étant ensuite réunis avec des spiraux d'une classe correspondante pour former des balan- ciers-spiraux d'une même classe de fréquence.
Le classement du moment d'inertie et du moment de force des spiraux peut être effectué de telle façon que les groupes ou classes correspondantes de balan- ciers et de spiraux puissent être assemblés sans comptage et que la fréquence des résonateurs ainsi obtenus soit à l'intérieur du domaine de réglage possible dans la montre assemblée.
Pour permettre une mise en oeuvre pratique de ce procédé, on a intérêt à automatiser autant que possible le classement des balanciers et des spiraux. La présente invention concerne un appareil, qui permet d'effectuer une mesure simple et rapide des balanciers et des spiraux préfabriqués.
Cet appareil comporte des moyens de posage permettant d'assembler de façon amovible un balancier avec un axe muni d'un spiral de référence, ou un spiral avec un axe muni d'un balancier de référence,
et il est caractérisé par des moyens pour armer le spiral et pour ensuite libérer les systèmes oscillants formés par un
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balancier et ledit spiral de référence ou un spiral et ledit balancier de référence et pour mesurer pendant l'oscillation libre de chaque système oscillant l'intervalle de temps entre deux passages par sa position d'équilibre. Les échappements classiques ou autres systèmes d'entretien de l'oscillation des systèmes connus sont ainsi évités. L'intervalle de mesure peut commencer immédiatement après la libération du système oscillant.
Un seul signal de mise en route suffit pour déclencher l'oscillation libre du système oscillant et le comptage du nombre de passages par la position d'équilibre.
Le dessin annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'appareil selon la présente invention.
La fig. 1 est un schéma bloc de l'appareil. La fig. 2 est une illustration schématique des moyens de posage pour les balanciers.
La fig. 3 est une illustration schématique des moyens de posage pour les spiraux.
La fig. 4 est une coupe à une échelle plus grande d'une partie des moyens de posage pour les spiraux, et la fig. 5 est un schéma bloc du système de comptage et d'indication.
L'appareil représenté comporte un posage 1 pour les balanciers, représenté plus en détail sur la fig. 2. Ce posage comporte un axe vertical 2 pivoté dans des paliers 3 et 4 et portant un spiral étalon ou spiral de référence 5 fixé par son extrémité extérieure à un support fixe 6. L'axe 2 porte en outre un plateau porte-balancier 7 avec des goupilles 8. Le balancier 9 peut être placé sur ce plateau 7, sur lequel il est tenu dans une position déterminée et bien centrée pair les goupilles 8. Une roue dentée ou roue à,ailettes 10 est fixée sur l'axe 2 vis-à-vis d'une buse 11 d'une pompe à air 12.
La pompe à air 12, respectivement la buse 11, peut être actionnée par un relais 13. Un doigt de détection 14 est fixé à l'axe 2, ce doigt formant des moyens de détection avec un autre doigt similaire 16 fixé à un support isolé 17. L'axe 2 porte un doigt d'armage 18 qui coopère avec un ressort d'armage 19 qui peut être actionné par un électro-aimant 20.
L'appareil comporte un deuxième posage 21 pour la mesure des spiraux. Ce posage est représenté plus en détail sur la fig. 3. Il comporte un axe 22 pivoté dans des paliers 23 et 24 et portant un balancier étalon ou balancier de référence 25.
L'extrémité supérieure de l'axe 22 est dimensionnée de façon que la virole 26 d'un spiral 27 puisse être posée à frottement sur cette extrémité de l'axe 22. L'extrémité extérieure du spiral 27 peut être fixée dans une pince représentée en détail sur la fig. 4. Cette pince comporte un tube fendu fixe 28 portant un doigt 29 à son extrémité droite. Une tige 30 portant un bouton de manaeuvre 31 peut être déplacée axialement dans le tube 28.
La tige 30 porte un doigt 32 à son extrémité droite, ladite pince étant formée par les doigts 29 et 32. Le doigt 32 ainsi qu'une goupille 33 fixée dans la tige 30 peuvent être déplacés le long des fentes du tube 28. Un ressort de pression 34 est placé entre la goupille 33 et des goupilles 35 fixées dans le tube 28. L'extrémité extérieure du spiral 27 est normalement pincée entre les doigts 29 et 32. Pour enlever l'extrémité d'un spiral et pour pincer l'extrémité d'un autre spiral, la tige 30 avec le doigt 32 est déplacée vers la gauche contre l'action du ressort 34.
L'axe 22 porte aussi un coeur de mise au repère 36 qui coopère avec un marteau de coeur 37 qui peut être actionné par un électro-aimant 38 pour remettre le coeur 36, respectivement l'axe 22, dans une position de repère. Des doigts de détection 14 et 16 analogues à ceux montrés sur la fig. 2 sont prévus, mais le support isolé 17 est fixé sur un support rotatif, par exemple un anneau 39 concentrique à l'axe 22, qui peut être entraîné par un servomoteur d'une manière décrite plus loin.
Le posage 21 comporte aussi un doigt d'armage 18, un ressort d'armage 19 et un électro-aimant 20.
L'appareil comporte un compteur d'oscillations. Les posages 1 et 21 peuvent sélectivement être reliés à des moyens de comptage et d'indication comportant un compteur d'oscillations 40, un oscillateur de mesure 41, des circuits de coïncidence 42 avec moyens d'indication et un sélecteur de coïncidence 43. Les circuits de mesure 40 à 43 sont représentés plus en détail sur la fig. 5.
Ils comportent un oscillateur de détection 44 dont l'amplitude ou la fréquence est influencée par la capacité variable entre les doigts de détection 14 et 16 du posage relié au circuit de mesure. Le signal de cet oscillateur 44 est amplifié dans un amplificateur d'impulsion 45 qui transmet des impulsions à un circuit de déclenchement 46 lorsque le doigt de détection 14 du posage relié au circuit de comptage se trouve au- dessus du doigt de détection 16, c'est-à-dire lorsque la capacité entre ces deux doigts est maximale.
Lesdites impulsions sont transmises par ledit circuit de déclenchement 46 directement à la borne Start d'un circuit flip-flop 47. La sortie du circuit 47 commande un autre circuit de déclenchement 49 analogue au circuit 46, qui permet de transmettre ou de ne pas transmettre les oscillations d'un oscillateur de mesure 50 à un compteur 51, selon l'état du circuit flip-flop 47. L'oscillateur de mesure 50 est un oscillateur stabilisé qui travaille à une fréquence de 1 kilocycle à 1 mégacycle. Les sorties du compteur 51 sont reliées d'une part à un indicateur du compte 52 et d'autre part à un circuit de coïncidence 53.
Le circuit de coïncidence 53 comporte un nombre de circuits de coïncidence individuelle égal au nombre de catégories ou de calasses de moments d'inertie des balanciers ou de moments de force des spiraux à indiquer ; chacun de ces circuits individuels peut être mis dans l'état voulu par un circuit de présélection 54. Le circuit de coïncidence 53 commande un indicateur de catégories ou de classes 55.
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Le signal de sortie du circuit flip-flop 47 est appliqué à un circuit monostable 56.
Une sortie du circuit 56 est branchée sur le posage 1 ou 21, tandis que l'autre sortie du circuit 56 est reliée à l'entrée Stop d'un circuit flip-flop 57 qui commande le circuit de déclenchement 46. Un signal de mise en route peut être appliqué en même temps à l'entrée Start du circuit 57 et au posage 1 ou 21.
La sortie de l'amplificateur 45 est aussi reliée à un circuit de détection 58 qui commande un servomécanisme 59 permettant d'ajuster la position des parties 16, 17 et 39 du posage de spiral représenté sur la fig. 3.
Pour mesurer le moment d'inertie d'un balancier, ce balancier 9 est posé sur le plateau 7 du posage 1 représenté sur la fig. 2. Ce balancier, le plateau 7 et les autres éléments montés sur l'axe 2 du posage forment un système oscillant avec ,le spiral étalon 5. Ce système oscillant est maintenant armé au moyen d'un jet d'air dirigé de la buse 11 vers la roue d7ar- mage 10.
Pendant le mouvement d'armage, le doigt 18 peut glisser le long de la surface supérieure du ressort d'armage 19, ce ressort étant déplacé vers le bas pour laisser passer le doigt 18. Lorsque le doigt 18 quitte le ressort d'armage 19, ce dernier monte dans la position représentée sur la fig. 2, de sorte que le doigt 18 est bloqué derrière le ressort d'ar- mage 19, le système oscillant étant ainsi armé.
La pompe à air est ensuite arrêtée et le système est mis en marche par une impulsion de mise en route appliquée simultanément à l'électro-aimant 20 du posage 1 et à l'entrée Start du circuit flip flop 57.
Le ressort d'armage 19 est ainsi abaissé, de sorte que le doigt 18 peut librement passer au-dessus de ce ressort. Le système oscillant, dont la fréquence dépend du moment d'inertie du balancier 9, commence à osciller. En même temps, tous les circuits de mesure sont mis à zéro ou en position d'attente.
Particulière- ment, le circuit flip flop 57 est mis dans une position telle par ladite impulsion de mise en route, que sa sortie agit sur le circuit de déclenchement 46 de façon que ce circuit laisse passer les impulsions émises par l'amplificateur 45. Lorsque le doigt 14 passe pour la première fois au-dessus du doigt fixe 16, la première impulsion est transmise par l'amplificateur 45 et le circuit 46 au diviseur 48 et en même temps à l'entrée Start du circuit flip-flop 47.
Le circuit 47 est ainsi amené dans un état tel que le circuit de déclenchement 49 soit ouvert et laisse passer le signal de l'oscillateur de mesure 50 au compteur 51, qui commence à compter le nombre d'oscillations. Lorsqu'un nombre d'impulsions égal au rapport de division du diviseur 48 a été transmis par l'amplificateur 45 et le circuit de déclenchement 46, la première impulsion de sortie du diviseur 48 fait basculer le circuit 47, de façon que le circuit de déclenchement 49 soit fermé, et le compteur 51 s'arrête dans la position atteinte.
Cette position est indiquée par l'indicateur 52. Par comparaison de la position du compteur 51 et de celle du circuit de coïncidence 53, l'indicateur de catégorie 55 indique dans quelle catégorie ou classe le moment d'inertie du balancier 9 se trouve. Lorsque l'impulsion Stop est transmise par le diviseur 48, le renversement du circuit flip-flop 47 se transmet aussi au circuit monos.table 56 qui transmet des signaux de stop au posage et au circuit 57. Le circuit 57 bloque le circuit de déclenchement 46 et l'impulsion stop transmise au posage provoque l'arrêt du système oscillant.
Le balancier est maintenant enlevé du plateau 7 et mis dans un compartiment destiné à recevoir les balanciers de la classe indiquée par l'indicateur 55. Un nouveau balancier peut maintenant être posé sur le plateau et mesuré de la manière qui vient d'être décrite.
On voit d'après ce qui précède qu'un certain nombre d'oscillations complètes du système oscillant formé par le balancier 9 et le spiral étalon 5 sont mesurées. Cette mesure permet une précision plus grande que la mesure d'une seule oscillation.
La mesure des spiraux se fait de manière analogue. Le spiral 27 déjà virolé est posé sur l'extré- mité supérieure de l'axe 22, et l'extrémité extérieure du spiral 27 est fixée dans la pince représentée sur la fig. 4. Avant de poser le spiral, l'axe 22 a été mis dans une position de repère par excitation de l'électro-aimant 38 qui pousse le marteau 37 contre le caeur 36.
Cette position de repère est choisie de manière que le doigt 14 se trouve symétriquement au-dessus du doigt 16 lorsque ce dernier se trouve dans sa position initiale. Le marteau 37 est ensuite retiré. Pour éviter toute tension initiale dans le spiral à mesurer 27, on attend que le système oscillant ait trouvé sa position d'équilibre. Par des moyens connus, le doigt 16 peut maintenant être ajusté par le circuit de détection 58 et le servo-mécanisme 59 dans une position absolument symétrique à la position d'équilibre du doigt 14.
La pompe à air 12 est maintenant actionnée pour armer le système oscillant par un jet d'air dirigé vers le balancier étalon 25. De la manière décrite ci-dessus pour le posage selon fig. 2, le système oscillant est bloqué dans sa position armée par le ressort d'armage 19.
Le système oscillant est ensuite mis en route de la manière décrite plus haut pour le posage selon fig. 2 et un certain nombre d'oscillations complètes de ce système sont comptées. La durée totale de ces oscillations est une mesure de la période ou de la fréquence du système oscillant et indirectement une mesure pour le moment de force du spiral 27. La catégorie ou classe de ce moment de force du spiral est indiquée par l'indicateur de catégorie, 55.
Lorsque la mesure est terminée, le spiral 27 -est enlevé du posage et mis dans un compartiment destiné à recevoir les spiraux de la classe indiquée.
Il est possible de déterminer les classes de spiraux et les classes de balanciers de façon que chaque spiral d'une classe déterminée combiné avec un balancier d'une classe déterminée forment un résona-
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teur d'une fréquence qui se trouve dans les limites de réglage possible dans la montre assemblée.
Il est évident que dans la forme d'exécution représentée, il n'est pas possible de mesurer des spiraux et des balanciers en même temps. On admet que la capacité de l'appareil est suffisante si l'on peut mesurer alternativement des balanciers et des spiraux. Pourtant, il est possible de prévoir deux circuits selon fig. 5, reliés chacun à un posage selon fig. 2 ou fig. 3, pour permettre la mesure simultanée de spiraux et de balanciers.
Le signal de sortie du circuit de coïncidence 53 peut être employé pour actionner une machine transfert qui décharge automatiquement les pièces sur le posage et les dépose dans le compartiment sélectionné.