FR1236191A - Dispositif électronique d'entretien électromagnétique de balanciers - Google Patents

Description

Dispositif électronique d'entretien électromagnétique de balanciers.
La présente invention concerne un dispositif électronique, adaptable aux appareils destinés à la mesure du temps à l'aide d'appareils dits régulateurs dont l'organe de réglage est un balancier du système vertical, comportant une masse pendue au bout d'une tige et animée d'un mouvevement alternatif dans un plan vertical, ou du système de pendule circulaire, composé d'un tore pesant animé d'un mouvement circulaire alternatif et qui peut être placé dans n'importe quelle position, le type le plus connu étant le balancier

A titre d'exemple, mais sans que cela soit limitatif, le dispositif, objet du brevet, est appliqué à une horloge du type Ferry, dont le fonctionnement est brièvement rappelé ci-après :
Dans un dispositif d'entretien électrique, un courant électrique, de sens et de valeur convenables, est envoyé dans une bobine qui attire alors un aimant solidaire du pendule de règlage. Cette attraction doit se produire au moment où le balancier passe presque à la verticale; l'établissement et la coupure du courant dans la bobine sont réalisés au moment opportun à l'aide d'un contact commandé par ce balancier.
La présente invention vise à supprimer l'interrupteur de commande qui, dans les appareils connus, est une cause très fréquente des arrêts des régulateurs électriques.
Dans ce but, il est employé en combinaison : Un oscillateur, de conception classique, produisant une tension à une fréquence relativement élevée, de l'ordre de 100 kilocycles par exemple: et Un condensateur variable tournant mis en mouvement par le balancier à entretenir et dont une des parties fixes reçoit la tension produite par l'oscillateur, le courant haute-fréquence recueilli sur la deuxième partie fixe du condensateur traversant un transformateur abaisseur, et, après détection, étant appliqué au circuit d'entrée d'un amplificateur à un ou plusieurs étages, le courant amplifié est alors appliqué à la bobine d'entretien du pendule.
On a donc ainsi un système permettant d'appliquer à la bobine d'entretien d'un pendule, vertical ou circulaire, un courant dont le sens et l'intensité sont tels qu'ils permettent l'entretien du mouvement pendulaire.
Les dessins schématiques annexés représentent, à titre d'exemples non limitatifs, diverses applications du dispositif électronique objet de l'invention : Figure 1 montre, sous une forme très simplifiée, les connexions entre les différents organes de ce dispositif dont un condensateur variable placé sous la dépendance du balancier; Figure 2 est une vue de détail des connexions reliant les divers éléments de l'appareillage électrique; Figure 3 est une variante d'application de ce dispositif dans le cas d'un balancier circulaire; Figures 4 et 5 sont des vues de détail montrant la commande de la partie tournante du condensateur à l'aide d'une roue à rochet mue par le mouvement du balancier; Figures 6 et 7 représentent chacune une alimentation d'horloge secondaire sans contact de distribution;Figure 8, à une échelle agrandie, est une coupe transversale partielle suivant 8-8 de figure 5; Figures 9 et 10 sont, à une échelle agrandie, des vues de détail des connexions de l'amplificateur de figure 6 dans deux variantes d'application.
Le fonctionnement du régulateur alimenté suivant l'invention sera mieux compris à l'aide de la description suivante avec référence aux figures 1 et 2.
Un oscillateur classique 2, c'est-à-dire comprenant les éléments connus et non représentés par exemple : transistor, bobine et condensateur, fournit à ses bornes 3 et 4 (fig. 1) une tension hautefréquence; l'ensemble 5-6 et 7 forme un condensasateur variable dont la capacité résiduelle est presque . nulle alors que la capacité maximum atteint quelques picofarads (approximativement

Ce condensateur est constitué par deux jeux de lames fixes 5 et 6 séparées par un intervalle dans lequel est logé et se déplace au moins une lame mobile 7 entraînée d'un mouvement discontinu par une roue à rochet 8 mue elle-même par un dispositif solidaire du balancier 9.Les lames fixes 5 et 6 et mobile 7 sont taillées de telle façon que la capacité de l'ensemble soit maximum au moment où le balancier 9, dans son mouvement oscillant, passe au point le plus convenable pour lui appliquer une impulsion motrice, c'est-à-dire quand il est très près du point d'équilibre statique (fig. 1) Pendant tout le reste du temps, la capacité du condensateur reste à sa valeur minimum, le plus près possible de zéro.
Viennent ensuite l'étage détecteur 11 et l'étage amplificateur 12, enfin, la bobine d'entretien 13 qui sert à l'entretien du mouvement du balancier.
Le fonctionnement de cet ensemble se comprend alors très aisément.
Lorsque le balancier 9, dans son mouvement oscillant, approche de son point d'équilibre (fig.
1), de la droite vers la gauche sur le croquis (fig. 4 et 1) et que l'aimant 14 commence à pénétrer dans la bobine d'entretien 13, la roue à rochet 8, poussée par le dispositif 15, à cliquet par exemple, entraîne la partie mobile 7 du condensateur variable, le tout étant réglé de telle façon que, au moment où le balancier passe près de son point d'équilibre (fig. 1), la capacité passe à son maximum. La roue à rochet 8 continuant sa course (fig. 5), la capacité du condensateur variable retombe à son minimum, valeur à laquelle elle reste jusqu'à ce que, le balancier 9 ayant terminé son mouvement et se rapprochant à nouveau de son point d'équilibre (fig. 4), le cycle recommence.
Si une tension haute-fréquence est appliquée à ce condensateur variable, le courant qui le traversera variera en fonction de sa capacité. Si ce courant haute-fréquence est redressé puis amplifié à l'aide d'appareils convenables, le courant obtenu est proportionnel à la capacité du condensateur 5, 6 et 7 et la valeur maxima de ce courant se produit au moment le plus convenable pour entretenir le mouvement du balancier. Il suffit donc de faire traverser la bobine d'entretien 13 par ce courant pour avoir un dispositif permettant d'entretenir le mouvement du balancier 9 aussi longtemps que dureront les piles ou les accumulateurs alimentant le dispositif.
Il est évident que ce dispositif fonctionnerait tomt aussi bien si, au lieu de faire attirer l'aimant par la bobine d'entretien, on le lui faisait refouler.
Tout le dispositif fonctionnerait alors en sens ini verse et la capacité du condensateur passerait à sa valeur maxima au moment- où le balancier approcherait de son point d'équilibre en sortant de la bobine, dans le sens de la gauche vers la droite des figures du dessin.
Il est bien évident que l'on pourrait utiliser tout autre moyen de couplage, par exemple une bobine mobile entraînée par la roue à rochet et passant au moment opportun devant des bobines fixes dont elle assurerait le couplage mutuel.
Le dispositif ci-dessus décrit permet donc de faire passer un courant, de sens 'et d'intensité convenables, dans la bobine d'entretien 13 d'un balancier 9 sans l'intervention d'un interrupteur mécanique.
La figure 2 donne un schéma plus détaillé de l'invention et permet de suivre, avec plus de précision, le fonctionnement de ce dispositif.
L'oscillateur, dont l'ensemble est désigné par 18, destiné à fournir le courant haute-fréquence, comporte, de manière connue, un transistor 19, monté

quence est fixée par la bobine 21 et le condensateur 22. Le courant haute-fréquence, produit par cet oscillateur, se retrouve entre ses bornes 23 et 24 et il traverse le condensateur 5-6-7 et l'enroulement primaire 26 du transformateur 27.
Dans la forme d'exécution décrite, cette fréquence est réglée au voisinage de 100 kilocycles, mais cette valeur peut être quelconque. A la place du transistor 19, on pourrait utiliser tout autre mode de production de courant haute-fréquence. par exemple un tube électronique.
La partie mobile 7 (fig. 2) du condensateur va! riable de commande est entraînée par la roue à rochet 8, poussée, au moment opportun, par le cliquet 15 solidaire du balancier moteur suspendu en 28 et comprenant la tige 9, la masse 31 et l'aimant 14.
La tension haute-fréquence disponible entre les bornes 23 et 24 est appliquée à l'ensemble formé du condensateur variable 5, 6 et 7 et du primaire 26 du transformateur qui est de préférence accordé sur la fréquence de l'oscillateur 18 à l'aide du condensateur 25. On obtient ainsi, dans le primaire 26 de ce transformateur, un courant variant avec la position de la partie mobile 7 du condensateur variable. Ce courant a une valeur maximum lors! que la capacité est maximum et il a une valeur presque nulle lorsque la capacité est minimum comme il est dit plus haut. Ce courant induit dans le secondaire 33 un courant haute-fréquence, éga- lement variable, qui est ensuite détecté, c'est-à-dire . transformé en courant non alternatif par le détecteur dont l'ensemble est désigné par 34 et qui ne laisse passer le courant que dans un sens.Dans cette forme d'exécution, un cristal de germanium 35 a été utilisé dans ce but, mais il est évident que tout autre dispositif détecteur ou redresseur pourrait aussi être utilisé. Par exemple, cet effet pourrait être combiné avec l'étage d'amplification montré en 12 (fig. 1).
Le courant ainsi détecté est appliqué à l'entrée d'un amplificateur de courant à un ou plusieurs étages qui permettra d'obtenir le courant nécessaire à l'entretien du balancier par le moyen de la bobine d'entretien.
Dans la forme d'exécution représentée (fig. 2), il a été montré un amplificateur à transistors 36 et 37 composé de deux étages montés en cascade. Mais il est évident que n'importe quel type d'amplificateur eonnu pourrait être utilisé, par exemple des amplificateurs à tubes électroniques ou des amplificateurs du type transducteur réalisés à l'aide de ferrites. Les transistors sont utilisés en raison de leur commodité d'emploi et de leur vie pratiquement indéfinie.
Une roue dentée 46, solidaire par son arbre 47 de la roue à rochet 8, entraîne un mouvement d'horlogerie 38 qui donne ainsi l'heure avec précision. Ce mouvement peut, à son tour, entraîner un dispositif établissant des contacts à des moments déterminés, ce qui permet de maintenir à l'heure des horloges asservies à ce dispositif électronique. Dans la forme d'exécution montrée figure 3, le balancier circulaire 39, qui porte un système électromagnétique d'entretien, peut avoir son axe dans n'importe quel plan et même varier de plan. Ce balancier 39 qui supporte un cliquet 41, entraîne d'un mouvement interrompu une roue à rochet 42 entraînant à son tour la partie mobile 7 du condensateur variable 5, 6 et 7. Le reste de l'installation est tout à fait semblable à ce qui a été décrit à propos des figures 1 et 2.Le courant sortant de l'étage amplificateur traverse la bobine d'entretien 13 qui, par l'entremise de l'aimant 32, transmet au balancier 39 la puissance nécessaire à vaincre les diverses résistances opposées par ce balancier et les autres organes qui peuvent lui être associés.
Pour améliorer encore l'isochronisme du système, au lieu de faire entraîner par la roue à rochet 8 tout le système compteur de temps, ainsi que les contacts auxiliaires de distribution d'heure, on fait osciller librement le balancier de telle sorte que le compteur de temps et tout l'appareillage de distribution associé, sont commandés par des amplificateurs, de préférence à transistor dont le courant d'excitation est prélevé, par exemple, aux bornes 43 et 44 de l'étage détecteur ou aux bornes '48 et 49 de la bobine d'entretien. Les figures 6 et 7 donnent les indications non limitatives sur cette amélioration.
La figure 6 montre un dispositif d'entraînement d'un compteur de temps dont le fonctionnement détaillé est donné par le schéma de la figure 9.
Pour cette réalisation, on utilise une bascule monostable qui laisse passer le courant dans la bobine 63 au moment où une impulsion d'amplitude suffisante se produit aux bornes 43, 44 de l'étage détecteur précédemment décrit.
La durée, pendant laquelle le courant circule dans la bobine 63, est déterminée par les valeurs de la résistance 66 et la capacité 67. Un dispositif mécanique, non représenté, permet d'entraîner le compteur de temps d'un angle correspondant à la cadence des impulsions produites entre les bornes 43, 44.
En figure 7, le système d'entraînement du compteur de temps est commandé par le moyen d'un amplificateur push-pull de technique courante monté en classe C , par exemple, pour limiter la consommation.
Le détail des connexions est donné dans la figure 10.
Dans ce dispositif la tension existant aux bornes 48, 49 de la bobine se retrouveauxbornes du transformateur 50 qui attaque les bases d'un amplificateur push-pull à transistors. Le courant amplifié traverse la bobine 55 et produit dans l'armature 56 un champ magnétique qui s'inverse à chacun des mouvements du balancier; on a donc entre les deux pièces polaires de l'armature 56 un champ magnétique qui change de sens à la même cadence. Cette variation de champ fait basculer alternativement dans un sens et dans l'autre le petit aimant 57 qui, par un dispositif mécanique non représenté, entraîne le compteur de temps 69.
Ce dispositif électronique, par l'entraînement électro-magnétique d'un condensateur de capacité variable périodiquement en fonction du mouvement du balancier ou d'un dispositif inductif à couplage variable, assure aussi l'autorégulation de l'amplitude de l'oscillation du balancier puisque le courant, traversant la bobine d'entretien 13 est inversement proportionnel à la vitesse du balancier et que le temps pendant lequel le courant est appliqué est aussi inversement proportionnel à la course du balancier. On est donc en présence de deux effets qui se cumulent pour éviter une variation de l'amplitude d'oscillation du balancier.

Claims (2)

RÉSUMÉ

1. Dispositif électronique d'entretien électromagnétique de balancier sans contact, caractérisé par l'emploi en combinaison : D'un dispositif d'injection de courant dans la bobine commandé par un condensateur dont la capacité varie d'une valeur nulle ou très faible lorsque le courant dans la bobine doit être réduit au minimum, à une valeur maximum, lorsque le courant doit passer dans la bobine et fournir la puissance nécessaire pour vaincre les diverses résistances passives rencontrées sur l'horloge ; D'un oscillateur, de conception classique, produisant une tension à une fréquence relativement élevée, de l'ordre de 100 kilocycles par exemple ; et D'un condensateur variable tournant mis en mouvement par le balancier à entretenir et dont une des parties fixes reçoit la tension produite par l'oscillateur, le courant haute-fréquence recueilli sur la deuxième partie fixe du condensateur traversant un transformateur abaisseur et, après détection, étant appliqué au circuit d'entrée d'un amplificateur à un ou plusieurs étages, le courant amplifié étant alors appliqué à la bobine d'entretien du pendule.

2. A titre de produit industriel nouveau, tout appareil destiné à la mesure du temps comportant un dispositif électronique d'entretien électro-magnétique de balancier, tel que spécifié en 1.