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Dispositif d'alimentation d'une pièce d'horlogerie, comprenant au moins une cellule photovoltaïque d'alimentation On connaît déjà une pièce d'horlogerie à marche entretenue par l'énergie débitée par au moins une cellule photovoltaïque orientable à la main. Cette construction connue présente cependant deux inconvénients : Premièrement, un opérateur doit intervenir pour orienter les cellules, et secondement, l'oeil humain n'est pas assez sensible pour déceler sans erreur d'où provient le plus grand flux de lumière.
On a également proposé déjà un dispositif pour orienter automatiquement une lunette photographique vers une étoile au moyen d'au moins deux cellules photoélectriques. Le but poursuivi par ce dispositif est tout autre que celui visé par la présente invention, car cette dernière cherche à orienter une cellule photovoltaïque alimentant une pièce d'horlogerie, de manière que cette cellule reçoive le maximum de lumière en vue d'assurer la plus grande accumulation d'énergie pour la bonne marche de la pièce d'horlogerie. De plus, les cellules photoélectriques de ce dispositif connu sont des cellules photorésistantes, c'est-à-dire que leur résistance varie avec l'éclairement reçu. Elles ne produisent donc pas de courant, mais seulement des ( < signaux qui doivent être amplifiés pour actionner des servomoteurs.
Il ne s'agit donc pas de cellules photovoltaïques. Enfin, l'énergie nécessaire pour orienter la lunette photographique ne provient pas de la source de lumière, constituée ici par une étoile, mais est fournie par une source extérieure, par exemple par le secteur. Au contraire, dans le dispositif suivant l'invention, l'énergie nécessaire pour produire l'orientation est uniquement fournie par la source lumineuse, par exemple par le soleil, par l'intermédiaire de cellules photovoltaïques.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients et a pour objet un dispositif d'alimentation d'une pièce d'horlogerie, comprenant au moins une cellule photovoltaïque d'alimentation et un dispositif d'orientation commandé par au moins deux cellules photoélectriques disposées en montage différentiel en vue d'orienter ladite cellule d'alimentation par rapport à une source de lumière, caractérisé en ce que lesdites cellules d'orientation sont des cellules photovoltaïques et sont reliées en opposition aux bornes d'un moteur électrique, l'ensemble des cellules formant un équipage mobile, solidaire d'un arbre destiné à être entraîné en rotation par ledit moteur, le tout de façon que lorsque les deux cellules d'orientation reçoivent de la lumière,
elles fournissent un courant qui fait tourner le moteur dans un sens ou dans l'autre suivant que l'une ou l'autre des cellules reçoit le plus de lumière, jusqu'à obtention d'une position d'équilibre de l'équipage mobile, la disposition relative des cellules étant choisie de telle manière que, pour la position d'équilibre susmentionnée de l'équipage mobile, ladite cellule d'alimentation reçoive le maximum de lumière, l'énergie nécessaire pour produire l'orientation de l'équipage mobile provenant exclusivement de la source de lumière.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution et quelques variantes de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en perspective de la première forme d'exécution.
La fig. 2 en est une vue de dessus, à échelle réduite. Les fia. 3 et 4 sont des vues de deux variantes, correspondant à la fig. 2.
La fi-. 5 est une vue en élévation de la seconde forme d'exécution.
La fig. 6 est une coupe suivant la ligne VI-VI de la fig. 5.
Le dispositif représenté aux fia. 1 et 2 sert à alimenter une pièce d'horlogerie montrée schématiquement en 1. Il comprend une première cellule photo-
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électrique 2 qui est reliée par des conducteurs à la pièce d'horlogerie 1. On ne décrira pas ici la manière dont la cellule 2 alimente la pièce d'horlogerie 1, du fait que cette alimentation est étrangère à l'objet de l'invention. Ce que vise le dispositif décrit ci-après, c'est d'orienter automatiquement la cellule 2 de manière qu'elle reçoive le maximum de lumière, ce qui assure du même coup la meilleure alimentation de la pièce d'horlogerie 1.
La cellule 2 est solidaire de deux autres cellules photoélectriques 3 et 4, dites cellules d'orientation, disposées perpendiculairement à la cellule 2. Les trois cellules 2, 3 et 4 forment donc, vues en plan (fig. 2), un rectangle dont il manque un côté. Ces trois cellules sont constituées par des photopiles ou cellules photovoltaïques, c'est-à-dire qu'elles ne produisent un courant que lorsqu'elles sont éclairées, la force électromotrice obtenue étant proportionnelle à l'éclairement reçu.
Les cellules 3 et 4, qui sont parallèles l'une à l'autre, sont reliées par des traverses 5 (dont une seule est représentée au dessin), ces traverses 5 étant solidaires d'un arbre 6 pivotant librement dans un support fixe non représenté. L'ensemble des cellules 2 à 4 -forment donc un équipage mobile, pouvant tourner avec l'arbre 6. Sur l'arbre 6 est calée une roue dentée 7 qui est en prise avec un pignon 8 solidaire d'une roue dentée 9, le mobile 8, 9 étant pivoté dans le même support que l'arbre 6. La roue 9 engrène avec un pignon 10 entraîné par un moteur électrique 11 monté sur le support déjà mentionné.
Le pôle positif de la cellule 3 est relié au pôle négatif du moteur 11, tandis que le pôle négatif de la cellule 3 est relié au pôle positif du moteur Il. En revanche, le pôle positif de la cellule 4 est relié au pôle positif du moteur 11, et le pôle négatif de la cellule 4 est relié au pôle négatif du moteur 11. Les cellules 3 et 4 sont donc reliées en opposition aux bornes du moteur 11. De ce fait, lorsque la cellule 3 reçoit de la lumière, le courant qu'elle engendre fait tourner le moteur 11 dans un sens, et lorsque c'est la cellule 4 qui est exposée à la lumière, le courant engendré fait tourner le moteur 11 dans l'autre sens.
Pratiquement, les deux cellules 3 et 4 recevront simultanément de la lumière, mais d'intensités différentes. Elles fournissent donc des courants tendant à faire tourner le moteur 11 dans des sens contraires. Par suite, le moteur 11 tournera dans un sens ou dans l'autre suivant que l'une ou l'autre des cellules 3 -et 4 reçoit le plus de lumière. Par le train d'engrenages 7 à 10, la rotation du moteur 11 est transmise à l'arbre 6 et par suite à l'équipage mobile des cellules. On peut dire que les cellules 3 et 4 fuient la lumière, puisque chacune d'elles cherche à se placer parallèlement aux rayons provenant de la source lumineuse.
L'équipage exécute ainsi quelques oscillations et atteint sa position d'équilibre, dans laquelle les cellules 3 et 4 reçoivent le minimum de lumière et par suite la cellule 2 en reçoit le maximum. On a prévu une butée fixe 12 (fig. 2), pour empêcher l'équipage mobile de prendre une position décalée de 1800 par rapport à la position optimum susmentionnée, car dans cette seconde position, qui serait aussi une position d'équilibre, la cellule 2 ne recevrait pratiquement pas de lumière.
Dans la variante représentée à la fig. 3, on retrouve les éléments décrits plus haut, excepté que les cellules d'orientation 3 et 4 forment les côtés égaux d'un triangle isocèle dont la base est constituée par la cellule 2. Le fonctionnement est le même que précédemment, mais il n'est plus nécessaire de prévoir une butée fixe telle que 12.
La seconde variante montrée à la fig. 4 diffère de la construction précédente par le fait que les cellules d'orientation 3 et 4 sont formées par des parties de cylindres réunies à leur extrémité postérieure. De plus, la cellule 2 est recouverte d'une loupe 13 servant à condenser le flux lumineux pouvant être capté.
La seconde forme d'exécution, représentée aux fig. 5 et 6, permet d'orienter une cellule 18 destinée à alimenter une pièce d'horlogerie non représentée, non seulement par rapport à un axe géométrique, mais par rapport à deux axes perpendiculaires l'un à l'autre. En d'autres termes, 1a cellule 18 a deux degrés de liberté et pourra chercher la lumière dans toutes les directions de l'espace, de façon à capter le plus grand flux de lumière. La construction est en principe formée de deux dispositifs suivant la fig. 4, mais montés en cascade.
La cellule d'alimentation 18 est solidaire de deux cellules d'orientation 19 et 20 de forme cylindrique, qui sont reliées entre elles par des traverses 21. La cellule 18 est recouverte d'une loupe 22 servant à condenser le flux lumineux pouvant être capté. Les traverses 21 sont solidaires d'un arbre horizontal 23 pivotant librement dans des plaques de support 24 et 25. Sur la plaque 24 est fixé un moteur électrique 26 qui est relié à l'arbre 23 par un train d'engrenages semblable au train 7 à 10. Les plaques 24 et 25 sont respectivement portées par deux cellules d'orientation 27 et 28 de forme cylindrique, semblables aux cellules 19 et 20, mais de plus grandes dimensions.
Les cellules 27 et 28 sont reliées entre elles par des plaquettes 29, dont une seule est montrée au dessin, et ces plaquettes 29 sont calées sur un arbre vertical 30 pivotant dans un support fixe non représenté. L'arbre 30 est relié par un train d'engrenages non représenté à un moteur électrique semblable au moteur 26. Les cellules 19 et 20 sont reliées en opposition aux bornes du moteur 26, tandis que les cellules 27 et 28 sont reliées en opposition aux bornes du moteur électrique actionnant l'arbre 30.
Lorsque le dispositif des fig. 5 et 6 est exposé à la lumière, les cellules 19 et 20 s'orientent autour de l'arbre horizontal 23 de manière que la cellule 18 reçoive le plus de lumière possible, de la façon décrite plus haut pour la première forme d'exécution. Simultanément, les cellules extérieures 27 et 28 s'orientent autour de l'arbre vertical 30, de sorte que la cellule 18 peut se déplacer jusqu'à ce qu'elle capte le plus de lumière possible.
Les dispositifs d'alimentation décrits peuvent naturellement être disposés à l'intérieur du boîtier de la pièce d'horlogerie à alimenter. De préférence, les parois transparentes de ce boîtier seront formées par des feuilles transparentes polarisant la lumière qui les traverse, par exemple des feuilles de marque Polaroïd , de manière à laisser pénétrer la lumière pour qu'elle agisse sur les cellules photoélectriques, en empêchant toutefois un observateur d'apercevoir ce qui se trouve à l'intérieur du boîtier.
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Power supply device for a timepiece, comprising at least one photovoltaic power supply cell A running timepiece is already known which is maintained by the energy supplied by at least one photovoltaic cell that can be steered by hand. This known construction, however, has two drawbacks: First, an operator must intervene to orient the cells, and secondly, the human eye is not sensitive enough to detect without error where the greatest flux of light comes from.
A device has also already been proposed for automatically orienting a photographic telescope towards a star by means of at least two photoelectric cells. The aim of this device is quite different from that aimed at by the present invention, since the latter seeks to orient a photovoltaic cell supplying a timepiece, so that this cell receives the maximum amount of light in order to ensure the most great accumulation of energy for the proper functioning of the timepiece. In addition, the photoelectric cells of this known device are photoresist cells, that is to say their resistance varies with the illumination received. They therefore do not produce current, but only (<signals which must be amplified to operate servomotors.
They are therefore not photovoltaic cells. Finally, the energy necessary to orient the photographic telescope does not come from the light source, here constituted by a star, but is supplied by an external source, for example by the sector. On the contrary, in the device according to the invention, the energy necessary to produce the orientation is only supplied by the light source, for example by the sun, by means of photovoltaic cells.
The object of the present invention is to remedy these drawbacks and has as its object a device for supplying a timepiece, comprising at least one photovoltaic supply cell and an orientation device controlled by at least two photoelectric cells. arranged in differential assembly with a view to orienting said power supply cell relative to a light source, characterized in that said orientation cells are photovoltaic cells and are connected in opposition to the terminals of an electric motor, the set of cells forming a mobile unit, integral with a shaft intended to be driven in rotation by said motor, the whole so that when the two orientation cells receive light,
they provide a current which turns the motor in one direction or the other depending on whether one or the other of the cells receives the most light, until a position of equilibrium is obtained for the moving assembly , the relative arrangement of the cells being chosen in such a way that, for the above-mentioned equilibrium position of the mobile equipment, said power supply cell receives the maximum amount of light, the energy necessary to produce the orientation of the equipment mobile coming exclusively from the light source.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, two embodiments and some variants of the subject of the invention.
Fig. 1 is a perspective view of the first embodiment.
Fig. 2 is a top view, on a reduced scale. The fia. 3 and 4 are views of two variants, corresponding to FIG. 2.
The fi-. 5 is an elevational view of the second embodiment.
Fig. 6 is a section taken along line VI-VI of FIG. 5.
The device shown in fia. 1 and 2 is used to supply a timepiece shown schematically at 1. It comprises a first photocell
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electric 2 which is connected by conductors to the timepiece 1. We will not describe here the way in which the cell 2 supplies the timepiece 1, because this power supply is foreign to the subject of the invention . The aim of the device described below is to automatically orient the cell 2 so that it receives the maximum amount of light, which at the same time ensures the best power supply for the timepiece 1.
Cell 2 is integral with two other photoelectric cells 3 and 4, called orientation cells, arranged perpendicular to cell 2. The three cells 2, 3 and 4 therefore form, seen in plan (fig. 2), a rectangle of which one side is missing. These three cells are formed by solar cells or photovoltaic cells, that is to say that they produce a current only when they are illuminated, the electromotive force obtained being proportional to the illumination received.
Cells 3 and 4, which are parallel to one another, are connected by cross members 5 (only one of which is shown in the drawing), these cross members 5 being integral with a shaft 6 pivoting freely in a non-fixed support. represented. The set of cells 2 to 4 thus form a mobile unit, able to rotate with the shaft 6. On the shaft 6 is wedged a toothed wheel 7 which is engaged with a pinion 8 integral with a toothed wheel 9, the mobile 8, 9 being pivoted in the same support as the shaft 6. The wheel 9 meshes with a pinion 10 driven by an electric motor 11 mounted on the support already mentioned.
The positive pole of cell 3 is connected to the negative pole of motor 11, while the negative pole of cell 3 is connected to the positive pole of motor II. On the other hand, the positive pole of the cell 4 is connected to the positive pole of the motor 11, and the negative pole of the cell 4 is connected to the negative pole of the motor 11. The cells 3 and 4 are therefore connected in opposition to the motor terminals. 11. Therefore, when cell 3 receives light, the current it generates rotates motor 11 in one direction, and when cell 4 is exposed to light, the current generated rotates the motor 11 in the other direction.
In practice, the two cells 3 and 4 will receive light simultaneously, but of different intensities. They therefore provide currents tending to rotate the motor 11 in opposite directions. As a result, the motor 11 will rotate in one direction or the other depending on whether one or the other of the cells 3 -and 4 receives the most light. By the gear train 7 to 10, the rotation of the motor 11 is transmitted to the shaft 6 and consequently to the mobile unit of the cells. We can say that cells 3 and 4 shy away from light, since each of them seeks to place itself parallel to the rays coming from the light source.
The crew thus performs a few oscillations and reaches its position of equilibrium, in which cells 3 and 4 receive the minimum amount of light and consequently cell 2 receives the maximum. A fixed stop 12 has been provided (FIG. 2), to prevent the moving equipment from taking a position offset by 1800 with respect to the above-mentioned optimum position, because in this second position, which would also be a position of equilibrium, the cell 2 would receive virtually no light.
In the variant shown in FIG. 3, we find the elements described above, except that the orientation cells 3 and 4 form the equal sides of an isosceles triangle whose base is formed by the cell 2. The operation is the same as before, but there is no 'It is no longer necessary to provide a fixed stop such as 12.
The second variant shown in FIG. 4 differs from the previous construction in that the orientation cells 3 and 4 are formed by parts of cylinders joined together at their rear end. In addition, cell 2 is covered with a magnifying glass 13 serving to condense the light flux that can be picked up.
The second embodiment, shown in FIGS. 5 and 6, makes it possible to orient a cell 18 intended to supply a timepiece, not shown, not only with respect to a geometric axis, but with respect to two axes perpendicular to one another. In other words, cell 18 has two degrees of freedom and will be able to seek light in all directions of space, so as to capture the greatest flux of light. The construction is in principle formed of two devices according to fig. 4, but cascaded.
The power supply cell 18 is integral with two orientation cells 19 and 20 of cylindrical shape, which are interconnected by cross members 21. The cell 18 is covered with a magnifying glass 22 serving to condense the light flux which can be picked up. . The sleepers 21 are integral with a horizontal shaft 23 freely pivoting in support plates 24 and 25. On the plate 24 is fixed an electric motor 26 which is connected to the shaft 23 by a gear train similar to the train 7 to 10. The plates 24 and 25 are respectively carried by two orientation cells 27 and 28 of cylindrical shape, similar to cells 19 and 20, but of larger dimensions.
The cells 27 and 28 are interconnected by plates 29, only one of which is shown in the drawing, and these plates 29 are wedged on a vertical shaft 30 pivoting in a fixed support, not shown. The shaft 30 is connected by a gear train not shown to an electric motor similar to the motor 26. The cells 19 and 20 are connected in opposition to the terminals of the motor 26, while the cells 27 and 28 are connected in opposition to the motor 26. terminals of the electric motor operating the shaft 30.
When the device of fig. 5 and 6 is exposed to light, cells 19 and 20 orient themselves around horizontal shaft 23 so that cell 18 receives as much light as possible, as described above for the first embodiment . At the same time, the outer cells 27 and 28 orient themselves around the vertical shaft 30, so that the cell 18 can move until it catches as much light as possible.
The power supply devices described can naturally be placed inside the case of the timepiece to be powered. Preferably, the transparent walls of this case will be formed by transparent sheets polarizing the light which passes through them, for example sheets of the Polaroid brand, so as to let the light penetrate so that it acts on the photoelectric cells, while preventing an observer to glimpse what is inside the case.