CH638264A5

CH638264A5 - Filling material for fireproof elements and use of the same and process for its production

Info

Publication number: CH638264A5
Application number: CH157279A
Authority: CH
Inventors: Dieter Dr Hums
Original assignee: Ytong Ag
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1979-02-16
Publication date: 1983-09-15
Also published as: DE2807290A1; ATA24679A; AT358247B; DE2807290C2

Description

Montre électronique
Les montres électroniques munies d'un oscillateur électromécanique qui sert de base de temps sont difficiles à réaliser, car la fréquence propre du résonateur n'est pas indépendante de la position de celuici. En effet, la pesanteur produit sur l'élément oscillant une composante perturbatrice dont la direction, lorsque la montre est portée, dépend de la position de cette dernière. Cette composante variable est source de l'erreur dite de gravitation o.

La fig. 1 du dessin montre schématiquement l'effet produit par la pesanteur: une lame vibrante qui, au repos, est verticale et fixée par son extrémité supérieure, est soumise lors d'un écart X, par l'effet de la pe pesanteur m.g dirigée vers le bas, à une composante a qui comme force perturbatrice, a la direction de l'écart et se superpose à la force de rappel de la lame. La grandeur de cette composante a peut être considérée, pour de petites oscillations, comme pratiquement proportionnelle à l'écart X: elle a donc le caractère d'une force perturbatrice élastique, étant donné, ainsi qu'il est bien connu, que l'essence d'une force élastique est d'être proportionnelle à la déviation de la pièce élastique.

Mais si la fig. 1 est retournée de 1800, de façon que la pesanteur agisse à l'extrémité supérieure de la lame, on voit immédiatement que, dans ce cas, la composante perturbatrice a sera négative, autrement dit opposée à la force de rappel de la lame. Ainsi, les forces qui agissant sur la lame vibrante représentée en fig. I, dépendent de la position de cette lame par rapport au champ terrestre et par conséquent la fréquence propre de cette lame en dépend aussi. Ainsi, la lame vibrante n'est pas indiquée pour être utilisée comme organe ayant une fréquence invariable, donc, comme résonateur dans un oscillaleur électromécanique destiné aux montres.

En particulier, les résonateurs ulilisant une bilame magnétostrictive qui ont été proposés pour équiper des pièces d'horlogerie ne sont pas non plus exempts, bien que dans une plus faible mesure que les lames vibrant librement, de cette erreur de gravitation.

Dans la montre objet de l'invention, on utilise, comme base de temps, un oscillateur comprenant une bilame magnétostrictive en forme de double U et qui ne présente pas l'effet perturbateur susmentionné.

En recourant à deux manières de produire une magnétisation préalable permanente de la bilame, on obtient, comme il sera montré plus loin, deux modes d'oscillation différents de cette bilame, modes dans lesquels les effets perturbateurs résultant du champ terrestre sont sans effet, dans toutes les positions de la bilame par rapport au champ terrestre. En même temps, par une magnétisation préalable spéciale, on obtient que le point de travail * de la bilame se trouve déplacé sur la ligne caractéristique de déformation et de champ magnétique, dans une région pour laquelle de petites variations du champ magnétique produisent de grands écarts.

Les fig. 2 à 12 du dessin concernent différentes formes d'exécution et des variantes de l'objet de la présente invention, données à titre d'exemple.

Les fig. 2 et 3 montrent deux formes d'exécution de l'oscillateur: les fig. 4, 5, 6, 7a et 7b concernent des variantes. Les fig. 8, 9, 10, montrent trois autres formes d'exécution. La fig. I I est un diagramme explicatif ct la fig. 12, un schéma d'une montre élec troniq ue.

La fig. 2 représente une première forme d'exécution d'un oscillateur, sa bilame en forme de double
U est constituée de deux lames la et 1D, cette de- nière étant représentée hachurée. La bilame est suspendue par ses deux points nodaux K à des lames élastiques 5 et 6 dont une dcs extrémités est fixée à un support 7 stationnaire, c'est-à-dire solidaire de la montre.

Il est connu de la mécanique, que lors de la flexion d'une lame, dans le cas particulier lors de la vibration en flexion de celle-ci, chaque point de la section droite de la lame est sollicité par une tension qui se décompose en deux composantes. l'une normale et l'autre tangentielle, dont la composante nor male est beaucoup plus grande que la composante tangentielle. Il en est de même pour une bilame.

Dans le cas particulier la bilame étant fléchie par la déformation magnétostrictive dans deux directions opposées, elle présentera deux points nodaux, c'està-dire des points par lesquels passent des sections droites dans lesquelles les composantes nonuales sont nulles en tout point de la section.

Pour que la composante tangentielle, bien que relativement faible, ne soit pas transmise au boîtier de la montre, on a prévu des lamelles élastiques de suspension 5 et 6 qui l'absorbent. La fixation rigide de ces lamelles aux points nodaux de la bilame peut se faire par rivage, soudage ou même collage. La fig. 4 donne une vue schématique de la partie de la bilame
I sur laquelle est fixée par encastrement l'extrémité de la lame élastique 5, respectivement 6.

La bilame I est constituée par deux lamelles juxtaposées la et Ih. ayant des coefficients de magnétostriction différents, I'une d'elle peut être constituée d'un alliage de 3S 6/o Ni, 5 < )/o Çr, 0,100/o (, 0,75 O/o
Ti, le reste de Fe, alors que l'autre lame peut être en un alliage du type 96 O/B Ni, 40/o Co.

Dans le cas d'une montre. les dimensions de la bilame sont par exemple : longueur i' environ 16 mm; distance entre les extrémités libres BB' environ 5 mm: épaisseur de la bilame environ 0,15 mm. Une telle bilame, alimentée par une batterie débitant une puissance de 3 microwatts el ayant une fréquence de 300 Hz, subit une déviation de l'ordre de 0,01 mm.

La prémagnétisation de la bilame est obtenue (fig. 2) par un aimant 2 qui est disposé parallèlement à la droite joignant les extrémités libres BB' de la bilame et présente à l'extrémité B, son pôle N el à l'extrémité B' son pôle S. De cette manière, la bilame est prémagnétisée par un champ continu s'étendant pratiquement dans un même sens, de son extrémité
B à son extrémité B'.

Une bobine captrice Bc est disposée autour de l'une des jambes extérieures du double U alors qu'une bobine motrice Bm entoure l'autre jambe extérieure.

La bobine captrice est incorporée de façon connue au circuit d'entrée d'un amplificateur 10 alors que la bobine motrice est incorporée au circuit de sortie de cet amplificateur. Lorsque la bobine motrice Bin reçoit une impulsion de courant, la lame lb s'allonge en vertu de ses propriétés magnétostrictives, tandis que la iongueui- de la lame 1ü ne varie pratiquement pas. Cet nllongenlent provoque une déformation de la bilame, déformation telle que le point A se déplace vers la droite, dans le sens de la flèche, alors que le point 13 se déplace vers la gauche.

En correspondancc, le point B' sc déplace vers la droite et le point A' vers la gauche, de telle sorte que les points A et A' se rapprochent l'un de l'autre alors que les points B et B' s'éloignent l'un de l'autre.

Chacun de ces quatre points décrit un arc de cercle sur lequel agit une composante de la pesanteur, telle que a de la fig. 1 , laquelle est positive pour les points
A et A' et négative pour les points B et B'. Lorsque l'on donne à la bilame (fig. 2) une longueur ] | légèrement supérieuie à i;, les circonférences sur lesquelles agissent lesdites composantes a de gravité de sens opposé, ont des diamètres différents et les composantes a ont une résultante non nulle.

Si les longueui-s I et I, de la fig. 2 sont choisies à peu près de même valeur, les composantes perturbatrices susmentionnées sont égales et opposées. La perturbation produite par la pesanteur disparaît donc et ceci pour toutes les positions dans le champ terrestre de l'oscillateur.

Le rôle de la prémagnétisation peut être expliqué par le diagramme de la fig. 11 qui comprend, en abscisse, le champ magnétique H total appliqué à la bilame el en ordonnéc les allongements relatifs 4 de la bilame. La courbe S sera donc la caractéristique donnant les valeurs proportionnelles aux déplacement
A, A', B, B' en fonction du champ magnétique. Lorsque la prémagnétisation est nulle, et que la bobine Bm produit un champ t ;\ H, lesdits déplacements, appelés dans la suite écarts, sont très faible.

Lorsque l'on soumet la bilame à une prémagnétisation, produite par le champ i H < t de l'aimant permanent, le point de travail P se trouve dans la partie fortement inclinée de la caractcristisqlle. de sorte qu une augmentation de champ o \ H provoque une grande variation d'écart
Dans la forme d'exécution de la fig. 3, la bilame se trouve dans un champ de magnétisation homogène et le point de travail est le même en toutes ses sections.

La prémagnétisation étant différente de celle représentée à la fig. 2, la forme d'oscillation est toute différente. De nouveau la bilame B, en forme de double U, est suspendue en ses points nodaux au moyen de lames élastiques 5, 6, dont une extrémité est fixée au support 7. La disposition des bobines
Bc et Bm est égalcment la même que dans l'exemple précédent. La bilame est donc placée dans un champ magnétique extérieur qui est orienté suivant l'axe longitudinal des jambes du double U. La prémagnétisation est donnée par deux aimants parallèles 3, 4 qui, disposés dans le plan de la bilame, engendrent un champ approximativement homogène.

Les aimants sont placés parallèlement à la droite joignant les ex extrémités libres B, n' de la bilame et à la tangente commune aux sommets des deux arrondis du double U.

La bilame est ainsi disposée entre le pôle S de l'aimant 3 et le pôle N de l'aimant 4. Ce champ prémagnétise la bilame d'une façon discontinue aux points A, A' et C, de sorte que le sens de prémagnétisation est inverse. Selon la fig. 11. les points de travail P des jambes A-B et A'-C sont définis par le champ + Ho tandis il que les points de travail P' des jambes A-C et A'-B' sont définis par le champ -Ho.

Le champ I NH induit par la bobine motrice Bnt dans la bilame est le même en chaque point de la bilame et produit, comme montré en fig. II, dans toutes les sections susmentionnées de la bilame, une augmentation régulière du champ qui, cependant, pour les sections B-A et C-A' avec le point de travail P produisent un allongement -t- .\). et pour les sections A-C et A'B' avec le point de travail P' un raccourcissement -A i..

Ainsi selon la fig. 3. I'extrémité B et le point d'inflexion A de la bilame se déplacent à peu près linéairement vers la gauche alors que l'extrémité B' et le point d'inflexion A' se déplacent vers la droite.

Lorsque la longueur 1 de la fig. 2 est environ équivalente à 1,02 fois la longueur 1 l, les points A, A' et B, B' se déplacent sur une droite perpendiculaire à la direction du champ de prémagnétisation. Comme dans la forme d'exécution précédente, les composantes perturbatrices dues à la pesanteur s'annulent de façon que le travail de l'oscillateur est indépendant de sa position.

Lorsque la partie centrale du double U, partie à laquelle appartient le point C, (fig. 3) présente une courbure suffisamment grande, les deux points nodaux K se rapprochent l'un de l'autre et constituent pratiquement une zone nodale permettant de suspendre la bilame soit au moyen d'un seul élément 1 1 (fig. 5) relié élastiquement à un support stationnaire 17, soit au moyen d'un bloc 21 (fig. 6) lié rigidement à un support stationnaire 27. Les fig. 7a et 7h représentent un mode de fixation simple, suivant lequel la bilame est fixée par collage ou serrage, dans la rainure 32 de la virole 31. Celle-ci est assemblée au bâti 38 par une vis 33.

Les bobines captrices Be et motrices Bm peuvent être disposées de diverses manières autour de la bilame. On voit à la fig. 8 que ces deux bobines coaxiales sont placées autour des deux jambes intérieures de la bilame 1. Dans les fig. 9 et l0, il y a trois bobines la première entoure l'une des jambes extérieures, la seconde, les deux jambes intérieures et la troisième, I'autre jambe extérieure; dans la fig. 9.

les bobines extérieures sont motrices, dans la fig. 10, elles sont captrices.

La fig. 12 montre le schéma de principe d'une montre électronique comprenant le résonateur 1 entretenu par ses bobines captrice Bc et motrice
Bm, à travers un amplificateur V. Cet ensemble constitue un générateur de fréquence réglant les oscillalions d'un oscillateur moteur comprenant un résonateur 81 entraînant, par un cliquet 86, la roue 87, première du rouage de minuterie. Ce résonateur 81 présente la forme d'un U et possède une fréquence propre F,, qui est un sous-multiple de la fréquence fo du résonateur, la fréquence de vibration est F fo/n, où n est un nombre entier, et F, frO
n
L'oscillateur moteur comprend les bobines cap- trice be et motrice hni reliées par un circuit d'amplification.

Dans une réalisation pratique, la fréquence du résonateur est de 300 ou 450 Hz et le facteur de division n vaut 2 ou 3.

L'oscillateur moteur 81 peul évidemment présenter d'autres fonnes qu'un U, par exemple celle d'une lame vibrante rectiligne, ou d'tin élément ma gnétostrictif.

Claims

REVENDICATION

Montre électronique ayant comme base de temps un oscillateur électromécanique comprenant une bilame magnétostrictive en relation fonctionnelle avec au moins une bobine captrice et au moins une bobine motrice, caractérisée par le fait que ladite bilame a la forme d'un double U.

SOUS-REVEN DI CAT IONS 1. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que la bilame est prémagnétisée par au moins un aimant voisin. pour obtenir tin point de travail optimum sur sa courbe caractéristique champ magné tique-déformation (fig. 1
2. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que la bilame est prémagnétisée longitudinalement, de façon à présenter à l'une de ses extrémités libres un pôle Nord et à l'autre, un pole Sud.
3. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que la prémagnétisation est provoquée par au moins un aimant dont l'un des pâles est au-dessus de l'une des extrémités de la bilame et son autre pôle au-dessus de l'autre extrémité (fig. 2).
4. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que le champ de prémagnétisation est pratiquement homogène et orienté suivant les jambes du U.
5. Montre selon la sous-revendication 4, caractérisée par le fait que la prémagnétisation est créée par le champ pratiquement homogène et rectiligne issu de deux aimants dont les faces polaires sont disposées parallèlement l'une à l'autre, la première étant placée parallèlement et au voisinage du plan, joignant les extrémités libres de la bilame et, la seconde, parallèlement et au voisinage du plan tangent aux deux arrondis de ladite bilame.
6. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que la bilame est suspendue en ses points nodaux.
7. Montre selon la sous-revendication 6. caractérisée par le fait que la bilame en double U est suspendue par les deux points nodaux de sa partie cen trale à des lames élastiques fixées d'une part audit double U et, d'autre part. à une masse stationnaire solidaire de la montre.
8. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que l'arc central de la bilame présente un rayon de courbure suffisamment petit pour que les deux points nodaux constituent pratiquement une zone nodale, combinée avec un seul organe de suspension.
9. Montre selon la sous-revendication 8, caractérisée par le fait que la bilame est collée par ladite zone nodale sur une virole qui est elle-même fixée au bâti de la montre.
10. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que la bobine captrice est disposée autour de l'une des jambes externes du double U alors que la bobine motrice est disposée autour de l'autre jambe externe.
11. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que les bobines captrice et motrice sont toutes deux disposées autour des deux jambes centrales du double U.
12. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que les deux branches centrales ainsi que chacune des branches extérieures du double U sont entourées d'une bobine, la bobine centrale constituant la bobine captrice et les deux bobines extérieures, la bobine motrice.
13. Montre selon la revendication, caractérisée par le fait que les deux branches centrales et chacune des branches extérieures du double U sont entourées d'une bobine, la bobine centrale constituant la bobine motrice et les deux bobines extérieures. la bo bine capirice.

Ecrits et images opposés en cours d'examen Brevet Jratiçaîs No 1 285 703