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Moteur stabilisé pour mouvement d'horlogerie Il est connu d'utiliser un diapason associé à un circuit électrique pour la stabilisation de la vitesse d'un moteur utilisé pour entraîner un mouvement d'horlogerie. Dans toutes les constructions proposées, le couplage du diapason avec le circuit électrique est exclusivement électromagnétique. Le circuit capteur exige donc l'emploi d'une bobine captrice relativement chère lorsqu'il s'agit de moteur miniature, et dont la fréquence d'utilisation est limitée.
On a d'autre part proposé de réaliser un moteur à rotor pour montre électrique, dans lequel l'entretien du mouvement et la stabilisation est opérée au moyen d'un couplage capacitif entre une plaque fixe et une plaque tournant avec le moteur, la coïncidence des deux plaques enclenchant un oscillateur électrique.
Si la vitesse du rotor est relativement réduite, ce qui est le cas généralement dans un moteur pour mouvement d'horlogerie, il est nécessaire de prévoir plusieurs plaques entraînées par le rotor, pour que l'oscillateur soit enclenché de façon suffisamment répétée et que les impulsions d'entraînement du rotor formées par l'oscillateur parviennent au rotor avec une fréquence de répétition suffisante. Or il est relativement difficile de répartir les plaques mobiles angulairement avec une précision suffisante.
D'autre part l'oscillateur doit fournir une énergie considérable pour l'entretien du mouvement du rotor. On se rend en outre facilement compte que l'isochronisme d'un tel moteur est bien inférieur à celui d'un moteur stabilisé par un résonateur mécanique qui présente en outre l'avantage de constituer un emmagasineur d'énergie contribuant à la marche continue du moteur.
L'invention a pour but de réaliser un moteur stabilisé pour mouvement d'horlogerie, et présentant les avantages d'une stabilisation par un résonateur mécanique et ceux d'un auto-entretien par couplage capacitif sans pour autant que l'ensemble soit plus compliqué dans sa réalisation qu'une construction utilisant l'une ou l'autre de ces solutions, tout au contraire.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de la présente invention. La fig. 1 représente le principe du moteur et son circuit électrique associé.
La fig. 2 représente une vue de côté du moteur.
La fig. 3 représente un détail du capteur haute fréquence.
La fig. 4 montre une vue de dessus sans le capteur. La fig. 5 montre une vue de face du moteur complet. Dans le circuit représenté en fig. 1, le moteur est schématiquement représenté par ses deux rotors parallèles 1 et 2 aimantés diamétralement de manière à présenter des pôles 3 et 4. Ce double rotor est couplé magnétiquement avec un résonateur symétrique 5, du type diapason, fixé par son pied à la masse 6. Chacune des branches du résonateur 5a, 5b porte un petit barreau magnétique 7, respectivement 8 à son extrémité. L'axe d'aimantation de ces barreaux est parallèle à l'axe de rotation du moteur.
Ces barreaux magnétiques sont d'autre part disposés de manière soit à se rapprocher l'un de l'autre soit à s'éloigner à chaque passage des deux pôles du double rotor. Entre les branches du résonateur est disposé d'autre part un élément capteur à haute fréquence 9 relié à un circuit générateur à haute fréquence 10 constitué par un oscillateur à diode tunnel 11.
Cette diode tunnel est associée à un circuit résonnant comprenant l'enroulement 12 d'un transformateur de couplage en série avec un condensateur 13, et un condensateur variable 14 connecté entre les deux extrémités de l'enroulement du transformateur, permettant d'ajuster la fréquence de l'oscillateur. Le circuit-moteur 15 est relié inductivement au circuit générateur haute fréquence par le secondaire 16 du transformateur auquel est monté en
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shunt un condensateur variable d'accord 17. Le moteur étant à courant continu, le courant engendré par le générateur haute fréquence doit être redressé par une diode 18 avant d'être appliqué à la bobine motrice 19.
La bobine motrice 19 est ainsi excitée par des impulsions obtenues en quelque sorte par la modulation du courant à haute fréquence issue du circuit générateur 10. Le générateur haute fréquence et le circuit moteur sont alimentés par une source de courant continu indiquée au dessin par les signes -f- et - qui peut être de tension très faible, grâce à l'utilisation d'une diode tunnel, l'emploi d'une pile chargée d'un isotope radioactif fournissant une tension au-dessous de 1 volt étant possible et très avantageux du fait de sa longue durée de vie.
Le fonctionnement du moteur est le suivant. Le moteur est tout d'abord lancé à une vitesse supérieure à la fréquence de résonance du résonateur symétrique. A chaque tour, sous l'effet des pôles 3 et 4, les rotors 1 et 2 donnent une impulsion au résonateur symétrique qui oscille légèrement en oscillation forcée non accordée avec le circuit détecteur constitué par le générateur haute fréquence. Le moteur ralentissant, sa vitesse correspondra, à un certain moment, à la fréquence de résonance du résonateur symétrique, et celui-ci se mettra à osciller à une fréquence que l'on choisira la plus élevée possible.
Le résonateur 5 étant couplé capacitivement avec le circuit générateur haute fréquence 10, ce dernier se mettra à osciller et un courant redressé traversera la bobine motrice 19. Le moteur reprendra alors de la vitesse, et celle-ci ne correspondant plus à la fréquence de résonance du résonateur symétrique, ce dernier cessera d'osciller, et le circuit générateur haute fréquence 10 cessera son oscillation. La bobine 19 ne recevant plus de courant, le moteur ralentira, et le même cycle se répétera jusqu'à ce que la vitesse du moteur soit stabilisée. Grâce à l'emploi d'un couplage capacitif entre le résonateur mécanique et le circuit détecteur 10, il est donc possible de réaliser un circuit électrique très simple ne consommant qu'une faible énergie.
L'utilisation d'un couplage capacitif et d'un oscillateur à diode tunnel permet d'utiliser des fréquences très élevées et de réduire les dimensions du capteur. La haute fréquence et le facteur élevé de surtension du circuit 10 permet d'atteindre une grande précision dans la stabilisation de la vitesse du moteur. En utilisant la diode tunnel par exemple à 500 mégacycles, il est possible d'associer à celle-ci des cavités résonnantes. La très basse impédance de la diode tunnel permet d'utiliser des bobines de très faible dimension avec du fil de diamètre normal.
La fia. 2 montre un exemple de réalisation pratique du moteur selon la fig. 1. Les mêmes signes de référence étant utilisés, on y reconnaît le double rotor 1 et 2, dont l'axe 20 est monté sur des paliers 21 et 22. Les branches 5a et 5b du résonateur symétrique sont en forme de S aplati, les branches du S fixées au support étant plus longues que les autres, et soumises pratiquement à aucune flexion, de telle sorte que l'influence de l'encastrement sur l'oscillation est nulle.
La forme en S a d'autre part un effet thermocompensateur. Deux montants latéraux 23 et 24 servent à la fois à guider les branches du résonateur symétrique (fig. 4) et d'autre part à supporter une plaque isolante 25 portant d'une part le capteur 9 et d'autre part les éléments du circuit électrique non représenté.
La fig. 3 montre un détail de la fi.. 2, dans lequel on peut voir de quelle manière est effectué le couplage capacitif entre le résonateur mécanique et le capteur 9. A cet effet les extrémités des branches 5a et 5b du résonateur symétrique portent les pièces en U 5c et 5d dans lesquelles sont disposés les aimants 7 et 8 pour le couplage magnétique avec les rotors. Ces pièces 5c et 5d se déplacent entre les ailes du capteur 9 constitué par une pièce métallique dont la section est en forme de double T. On obtient ainsi, par des moyens très simples, un couplage capacitif tout à fait suffisant pour les hautes fréquences utilisées.
L a fi-* 4 représente le même moteur vu de dessus sans la plaque 25 et le capteur 9. On y reconnaît les mêmes éléments que dans la fig. 2, et en outre un réducteur de vitesse constitué par un pignon 26 et la roue dentée 27.
La fig. 5 représente une autre vue de côté du même moteur. On y reconnaît le rotor 2, de forme circulaire, un montant 23, la plaque isolante pour le montage des éléments électriques 25 et l'engrenage réducteur 27. Chaque élément du rotor est constitué d'un disque relativement mince renforcé à sa périphérie, tel que schématiquement représenté à la fig. 1.
Le rotor double peut naturellement présenter plusieurs paires de pôles. L'emploi du dispositif da synchronisation tel que décrit en relation avec un moteur à rotor tournant de façon continue, n'est pas limité à un tel moteur mais peut être associé également à un moteur avançant pas à pas, la bobine motrice étant alors alimentée par des impulsions de la fréquence désirée. Il est également possible de synchroniser un moteur-vibra- teur comprenant un élément mobile magnétique monté élastiquement et vibrant dans l'entrefer d'un électroaimant.
D'autre part, le capteur à haute fréquence peut être de construction différente, la forme des pièces constituant les deux plaques de la capacité et leur distance étant calculées de manière à obtenir des impulsions de commande de la forme et de la durée désirées.