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Diapason pour pièce d'horlogerie Il est connu d'utiliser un diapason comme oscillateur dans les pièces d'horlogerie. Or, la fréquence de vibration d'un diapason classique en forme de U n'est pas indépendante de sa position dans l'espace.
Ce phénomène, qui a pris le nom d'erreur de position, est une conséquence du fait que les masses oscil- lantes ne parcourent pas des trajectoires rectilignes.
Cela est aussi la cause d'une réaction sur le support du diapason.
L'erreur de position d'un diapason à branches droites est directement proportionnelle à la valeur d'accélération de gravité et inversement proportionnelle à la longueur des branches et au carré de la fréquence. Une étude détaillée de ce problème a été faite par M. C. Oudet, dans les Annales françaises de chronométrie , vol. 17, IV, 1963.
Différentes solutions peuvent être envisagées pour annuler ou rendre négligeable l'erreur de position du diapason.
On a proposé par exemple de construire des diapasons en H, constitués par deux diapasons classiques ayant un pied commun. L'encombrement d'un tel diapason est relativement considérable et il est difficile d'ajuster les quatre branches à la même fréquence. On a également proposé des diapasons en 0, obtenus en reliant les extrémités des branches de deux diapasons classiques. Les inconvénients en sont les mêmes que pour le diapason en H. Une suspension élastique est en outre nécessaire.
La présente invention a pour objet, un diapason de forme nouvelle, possédant au moins deux branches, destiné à être utilisé comme oscillateur d'une pièce d'horlogerie, caractérisé par le fait que lesdites branches sont enroulées.
L'enroulement des branches est avantageux non seulement au point de vue de l'erreur de position, mais encore parce qu'il permet de réaliser des diapasons à basse fréquence de forme commode et d'un encombrement linéaire réduit.
L'erreur de position d'un diapason à branches enroulées sera toujours inférieure à celle d'un diapason à branches droites, de même encombrement linéaire et de même fréquence.
Un tel diapason est donc particulièrement propice à être utilisé comme oscillateur d'une pièce d'horlogerie. Quelques formes d'exécution seront décrites, à titre d'exemple, en relation avec le dessin annexé.
Le diapason représenté à la fig. 1 possède deux branches enroulées en spirale de manière à former deux ressorts identiques m, qui sont terminés au centre par les masses additionnelles M. Les ressorts sont fixés par leur extrémité extérieure à un support a. Les plans des ressorts sont parallèles et les masses vibrantes sont disposées sur des perpendiculaires communes aux deux plans (symétrie miroir).
La masse vibrante m -f- M possède trois degrés de liberté. Mais, afin de limiter la possibilité d'avoir des vibrations dans toutes les directions on utilise une spirale à spires plates, c'est-à-dire des spires dont la section rectangulaire présente une longueur, dans le plan de l'enroulement beaucoup plus grande que la largeur. Une telle spirale oscillera facilement dans la direction perpendiculaire à son plan, mais beaucoup plus diffi- cilement dans d'autres directions.
Il va sans dire que les branches du diapason vibrent en opposition de phase.
La projection des branches enroulées sur le plan de symétrie pourrait être une spirale de n'importe quelle forme (spires rondes, rectangulaires, etc).
Le nombre des spires des branches pourrait être quelconque, entier ou fractionnaire.
En position de repos, les branches pourraient être plates ou à trois dimensions (spiraux coniques, par exemple).
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La section droite des branches pourrait avoir une forme quelconque et même variable le long de la branche.
Les masses additionnelles ne sont pas indispensables. Dans le but de n'obtenir principalement qu'un diapason à basse fréquence d'un encombrement linéaire réduit, on peut fixer les ressorts au support par leur extrémité intérieure. Une telle forme d'exécution est représentée à la fig. 2. Les ressorts m sont fixés par leur centre au support a, la masse additionnelle M étant à l'extrémité extérieure des ressorts. La masse M s'étend de part et d'autre au-dessus des dernières spires du ressort, permettant cependant une- amplitude d'oscillation suffisante dans la plupart des cas. Mais il est clair que la spirale peut être moins serrée de manière à libérer complètement la masse M des dernières spires.
Il est d'autre part possible, tout comme pour le diapason en forme de U, d'associer deux diapasons selon la fig. 1 ou la fig. 2 de manière à obtenir des oscillateurs en forme de H ou de 0.
La fig. 3 montre par exemple, comment on réalise un oscillateur en forme de S en associant deux diapasons tels que représenté à la fig. 2. Les extrémités extérieures correspondantes des ressorts de chacun des diapasons sont fixées à une masse commune M, dont le centre constitue le centre de symétrie de la figure en forme de S formée par les deux ressorts associés. Le S peut naturellement être constitué par une seule lame, la masse M étant fixée au point d'inflexion.
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Tuning fork for timepieces It is known to use a tuning fork as an oscillator in timepieces. However, the frequency of vibration of a classical U-shaped tuning fork is not independent of its position in space.
This phenomenon, which has taken the name of position error, is a consequence of the fact that the oscillating masses do not follow rectilinear trajectories.
This is also the cause of a reaction on the support of the tuning fork.
The position error of a tuning fork with straight branches is directly proportional to the acceleration value of gravity and inversely proportional to the length of the branches and to the square of the frequency. A detailed study of this problem has been made by M. C. Oudet, in the Annales française de chronométrie, vol. 17, IV, 1963.
Different solutions can be considered to cancel out or make negligible the error in the position of the tuning fork.
It has been proposed, for example, to construct H tuning forks, consisting of two conventional tuning forks having a common foot. The size of such a tuning fork is relatively considerable and it is difficult to adjust the four branches to the same frequency. 0 tuning forks have also been proposed, obtained by connecting the ends of the branches of two conventional tuning forks. The disadvantages are the same as with the H tuning fork. An elastic suspension is also necessary.
The present invention relates to a tuning fork of new shape, having at least two branches, intended to be used as an oscillator of a timepiece, characterized in that said branches are wound.
The winding of the branches is advantageous not only from the point of view of the position error, but also because it makes it possible to produce low-frequency tuning forks of convenient shape and of reduced linear size.
The position error of a tuning fork with coiled arms will always be less than that of a tuning fork with straight arms, with the same linear size and the same frequency.
Such a tuning fork is therefore particularly suitable for use as an oscillator for a timepiece. Some embodiments will be described, by way of example, in relation to the accompanying drawing.
The tuning fork shown in fig. 1 has two branches wound in a spiral so as to form two identical springs m, which are terminated in the center by the additional masses M. The springs are fixed by their outer end to a support a. The planes of the springs are parallel and the vibrating masses are arranged on perpendiculars common to the two planes (mirror symmetry).
The vibrating mass m -f- M has three degrees of freedom. But, in order to limit the possibility of having vibrations in all directions, a spiral with flat turns is used, that is to say turns whose rectangular section has a length, in the plane of the winding much more larger than the width. Such a spiral will easily oscillate in the direction perpendicular to its plane, but much more difficult in other directions.
It goes without saying that the branches of the tuning fork vibrate in phase opposition.
The projection of the coiled branches on the plane of symmetry could be a spiral of any shape (round, rectangular turns, etc.).
The number of turns of the branches could be any, whole or fractional.
In the rest position, the branches could be flat or three-dimensional (conical balance springs, for example).
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The cross section of the branches could have any shape and even variable along the branch.
The additional masses are not essential. In order to obtain mainly a low frequency tuning fork of reduced linear size, the springs can be fixed to the support by their inner end. Such an embodiment is shown in FIG. 2. The springs m are fixed by their center to the support a, the additional mass M being at the outer end of the springs. The mass M extends on either side above the last turns of the spring, however allowing sufficient amplitude of oscillation in most cases. But it is clear that the spiral can be less tight so as to completely free the mass M from the last turns.
It is also possible, just like for the U-shaped tuning fork, to associate two tuning forks according to fig. 1 or fig. 2 so as to obtain H-shaped or 0-shaped oscillators.
Fig. 3 shows, for example, how an S-shaped oscillator is produced by associating two tuning forks as shown in FIG. 2. The corresponding outer ends of the springs of each of the tuning forks are fixed to a common mass M, the center of which constitutes the center of symmetry of the S-shaped figure formed by the two associated springs. The S can naturally be formed by a single blade, the mass M being fixed at the point of inflection.