FR91752E - - Google Patents

Description

RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

MINISTÈRE DE L'INDUSTRIE

SERVICE de la PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE

2e ADDITION

AU BREVET D'INVENTION

N° 1.154.153

P.V. n° 822.537 Classification internationale :

N° 91.752 G 04 c 3/00

Système magnéto-électrique à répulsion pour entretien d'un mouvement d'horlogerie sur source de courant continu ou alternatif.

M. Serge HELD résidant en France (Seine).

(.Brevet principal pris le 4 juin 1956.)

Demandée le 26 mars 1960, à 10h 18m, à Paris.

Délivrée par arrêté du 1er juillet 1968.

(.Bulletin officiel de la Propriété industrielle, n° 32 du 9 août 1968.)

(Certificat d'addition dont la délivrance a été ajournée en exécution de Varticle 11, § 7, de la loi du 5 juillet 1844 modifiée par la loi du 7 avril 1902.)

lre addition n° 91.751.

La présente addition conoerne des modalités et perfectionnements au brevet n" 1.15].153 (invention Serge HELD) : j

« Système magnéto-électrique à répulsion pour entretien d'un mouvement d'horlogerie sur source de courant continu ou alternatif » et à la première addition :

Les perfectionnements concernent plus particulièrement le mode d'agencement constructif représenté figure 7j. ét figure 72, dans le brevet principal, ce mode n'étant pas limitatif mais choisi de préférence aux modalités parce que caractéristique de l'invention et susceptible, sans changement de forme constructive, de fonctionner1 avec un inter-rupteur-contacteur électronique, au lieu d'un con-tacteur mécanique. L'avantage principal de cette coopération des agencements constructifs et moyens électriques décrits dans le brevet principal, avec un amplificateur électronique, est de pouvoir utiliser un ou des aimants fixes et un ou des enroulements fixes, alors que dans la plupart des systèmes jusqu'alors proposés, avec contacteur électronique généralement du type à jonction « Transistor », la force électromotrice nécessaire au déblocage du transistor est obtenue par un petit aimant solidaire du balancier induisant une bobine au passage de la plus grande, vitesse angulaire (équilibre statique du 'balancier). Ou bien encore, il a été proposé de disposer un aimant fixe vis-à-vis d'un enroulement et d'intercepter le flux à un moment donné par un écran magnétique solidaire au balancier, mais les effets d'attraction magnétique perturbent l'isochro-nisme et les pertes par courants de Foucault et 8 210548 7 <*•

hystérésis augmentent la consommation de la pile.

Au contraire, en utilisant les montages constructifs et électriques du brevet principal (fig. 71-72) complétés ou non par les perfectionnements de la première addition, le fonctionnement du capteur d'induction électromagnétique et du moteur électromagnétique d'entretien ne perturbe pas l'iso-ebronisme des oscillations qui sont celles d'un 'balancier libre, la consommation, avec interrupteur sans contact matériel étant du même ordr'e qu'avec lin contact métallique.

Le montage avec aimant solidaire du balancier lorsqu'il s'agit d'un balancier pivoté à couple de rappel élastique présente les inconvénients suivants :

1° Le poids de l'aimant doit être petit, ce qui entraîne une réduction de la force électro-motrice appliquée au transistor et une réduction du couple moteur.

2° L'aimant mobile du balancier donne lieu à des courants de Foucault et des effets d'hystérésis dans les parties métalliques voisines, d'où freinage et pertes d'énergie.

3° L'isochronismc et amplitude peuvent être perturbés par l'approche d'une masse de fer et le champ magnétique terrestre a un effet non négligeable sur un mouvement de précision.

Si on adoptait le montage connu d'un aimant fixe et bobine solidaire du balancier, il faudrait relier la bobine aux parties fixes pile et transistor, ce qui obligerait à des amenées de courant élastiquement déformables ou à un balai frottant en sus du ressort élastique du balancier qui dans une montre

[91.752/1.154.153]

électrique à contact mécànique est utilisé pour le passage du courant dans une entrée de la bobine, la fermeture du courant ayant lieu par un contact solidaire du balancier et un contact fixe dont la rupture libère le balancier, tandis que de toute évidence les connexions avec contacteur électronique sont permanentes entre les parties mobiles et les parties fixes.

Afin de bien montrer que le montage décrit avec contacteur électronique (désigné dans la présente addition « transistor » pour raison d'abréviation mais qui est applicable avec tout système, de passage et d'interruption de courant sans contact de décplacement mécanique) découle directement du principe et mode de construction du brevet principal ou première addition, on a reproduit dans la présente deuxième addition (fig. la et fig. 16) les figures 7i et 72 du brevet principal et en 4a-46-4e-56, les mêmes figures que celles de la première addition, sauf que la bobine co-axiale à l'axe du balancier entoure celui-ci avec un petit espace circulaire au lieu de faire corps avec cet axe.

La figure 2 est une légère variante de la figure la

La figure 3 est intermédiaire entre la figure la et les agencements propres aux montages avec transistor, afin de bien montrer qu'il est possible, sans changer le principe de fonctionnement, de remplacer un fer doux polarisé par un petit aimant permanent, toujours avec interrupteur mécanique à lame souple et plot mobile, du brevet principal et sa première addition.

Les figures 5a-6a-66-7 et 8 concernent les mêmes agencements constructifs et principe, mais en montage avec .transistor au lieu d'un contact matériel mécanique.

Sur la figure la (coupe par l'axe de rotation du balancier) et figure 16 (vue au-dessus) telle que décrite dans le brevet principal (avec connexions complètes), d est une âme de fer doux pivotée. avec spirale de rappel élastique So, P6 et P'6 deux palettes de fer doux attenantes à l'âme, l'ensemble ayant la forme de la lettre U et constituant avec contrepoids d'équilibrage le balancier proprement dit. En vis-à-vis à faible entrefer se trouve un fer de même forme, soit p! et p2 avec même âme magnétique d. Les palettes du balancier sont polarisées par un enroulement co-axial fixe M6 et les palettes fixes en regard par l'enroulement N. C'est le contact porté par le balancier, 1 une lamelle souple, le courant de la pile V parcourant les deux enroulements lorsque C et 1 se touchent sur1 la position d'équilibré statique du balancier, le sens mutuel des enroulements étant déterminé pour que P b et P'6 étant polarisées Nord et Sud par exemple, les polarités de et p2 soient en vis-à-vis de même nom, de sorte qu'il y a répulsion électro-magnétique dans un sens ou l'autre de l'oscillation ce qui entretient le mouvement, la position d'équilibre électro-magnétique instable de coïncidence des pôles étant franchie du fait de la force vive acquise par le balancier lors de l'oscillation précédente. Il y a deux impulsions motrices de part et d'autre de la position d'équilibre statique du balancier-spirale qui est aussi la position d'équilibre ponctuelle instable électro-magnétique. Sans rien changer au principe, on peut supprimer une palette mobile, soit P'6 et une palette fixe p2 (fig. 2), K étant un pont magnétique fixe pour la fermeture du flux. On voit que rien ne sera changé à l'instant du contact où s'établit le couple moteur, si on substitue à l'âme d et bobine N un aimant A, les polarités relatives étant les mêmes, le flux magnétique étant supposé équivalent au flux électro-magnétique de la bobine N d'excitation de la figure la. Ce montage mixte électro magnétique-magnétique est représenté figure 3. Mais en régime de non alimentation, lorsque les palettes ne se trouvent plus en répulsion pôle à pôle, les palettes fixes (fig. 3) conservent leur aimantation, alors qu'avec fer doux excité, celles-ci au rémanent près deviennent magnétiquement indifférentes une fois le courant coupé. Il est facile de se rendre compte que ce changement dans le régime est au contraire favorable à l'isochronisme. En effet, les impulsions motrices produites un peu après le passage du balancier par sa position d'équilibre, oscillations ascendantes sur un angle de l'ordre de 40° à 45° allongent la période par rapport à celle du balancier' libre, la montre retarde et ceci pour les deux alternances oscillatoires. L'aimant, lorsque les palettes mobiles se rapprochant sont soumises à son influence, exerce une force dirigée vers la position d'équilibre (partie descendante de l'alternance) ce qui raccourcit la période (la montre avance). Les deux effets se compensent s'ils sont égaux pour chaque alternance, de sorte que l'isochronisme n'est pas troublé par l'entretien et le balancier se comporte comme s'il était libre, soumis seulement à son inertie et à la force élastique du ressort spiral.

Dans une variante constructive décrite dans la première addition, les palettes mobiles P, et P2 sont placées sur un diamètre figure 46, au lieu d'être orientées suivant deux rayons. Cela ne change rien au fonctionnement, mais évite les contrepoids d'équilibrage. Les deux palettes fixes peuvent être échanorées et, si les palettes mobiles sont diamétrales, elles doivent de même être diamétrales, comme représenté (détail) figure 4c et vue d'ensemble au-dessus, figure 4a. On peut supprimer une des palettes mobiles de même que deux palettes fixes et on obtient alors la forme constructive de la figure 56 qui dérive de la figure 2.

Les figures 4a-46-4c et 56 étant identiques à celles représentées sur la première addition, sauf que dans la présente deuxième addition la bobine M6 co-axiale à l'âme d ne fait pas corps avec cette

âme et est fixe (ce qui est mentionné dans le brevet principal) ne seront pas détaillées, ayant été reproduites ici pour la commodité de l'explication, avec contacteur électrique. On voit que tous les enroulements sont fixes, de. même que l'aimant (fig. 3), ce qui est précisément le but recherché en montage avec transiter, lequel n'intervient que pour remplacer le contact mécanique, sans rien changer au montage électrique, sauf l'adjonction d'un enroulement supplémentaire, co-axial à l'âme, destiné à fournir le. signal ou tension d'entrée au transistor, laquelle tension de sens convenable fait tomber brusquement la résistance interne du cristal composé et permet à la pile de débiter dans l'enroulement de polarisation de la palette mobile, le résultat étant sensiblement identique à la fermeture du contact mécanique C et l des figures la-16-2 et particulièrement de la figure 3 avec aimant A à la place d'un électro-aimant.

L'agencement électro-magnétique équipé avec transistor selon figures 6a à 8, est une fusion intime du couplage à mutuelle variable pour signal d'entrée du transistor avec les éléments moteurs : fer doux mobile et fer doux fixe polarisé par le courant de la pile délivré par le signal. Il est utilisé en effet un aimant fixe, comme pour la figure 3, induisant un enroulement fixe, la variation du flux étant obtenue par le fer doux mobile (lié au balancier) ce fer assumant à la fois la fonction de capteur magnétique fournissant le signal d'entrée et de micro-moteur d'entretien, lorsque ce fer est polarisé par le courant de sortie du transistor.

Sur la figure 6a (coupe par l'axe de pivotement) le balancier proprement dit comporte une âme magnétique d, avec deux palettes de fer doux P6-P'6, ayant sensiblement la forme indiquée, figure 66 (vue au-dessus). Co-axialement autour de l'âme d et sans la toucher, sont disposés les enroulements circulaires M6 e.t m juxtaposés côte à côte ou bobinés fil à fil. m est l'enroulement affecté au signal d'entrée (tension de déblocage du transistor) et M6 est l'enroulement parcouru par le courant de sortie fournissant au balancier l'énergie compensatrice des pertes et motrice de la minuterie, les forces créées étant dirigées dans le sens de l'oscillation du balancier. Lorsque le balancier passe par sa position d'équilibre (vitesse maxima), les palettes P6-P'6 sont en regard des palettes pr p2 et le flux, traversant l'âme d et l'enroulement m, est maxima. Le circuit qui alimente la bobine Mb comprend la pile V, l'électrode em. d'entrée et l'électrode cc de sortie ou collecteur. Normalement la différence de potentiel entre la 'base 6 (cristal-rc) et l'électrode em (cristal p) est positive.

Les connexions sont établies de telle sorte, que lorsque le flux dans d croît, c'est-à-dire lorsque les branches P6-P'6 s'approchent de l'aimant A,

— [91.752/1.154.153]

la polarité de la force électro-motrice est positive, le transistor restant a fortiori bloqué, cette force électro-motrice changeant de sens lorsque les 'branches mobiles s'éloignent de l'aimant A.

Pour une certaine valeur négative de la tension induite, la .résistance entre les électrodes em et ec tombe à une valeur négligeable vis-à-vis de la résistance ohmique de l'enroulement M6 et un courant passe dans l'enroulement M/, les connexions étant établies pour que le flux de polarisation des palettes soit de sens opposé au flux magnétique de l'aimant et sensiblement de même valeur. II y a alors effet répulsif et précisément au moment où les palettes s'éloignent de l'aimant, c'est-à-dire dans le sens où se dirige le :balancier. Lorsque le balancier' libre ayant atteint son amplitude maxima rebroussera chemin, les palettes qui lui sont solidaires, commencent à se rapprocher de l'aimant A placé dans l'axe de la position d'équilibre statique du balancier. Arrivé dans la zone d'influence magnétique, il y a attraction, puis après dépassement léger, répulsion. Bien entendu, on peut séparer les deux actions et équiper d'une part un système de deux palettes avec bobine induite pour tension de déblocage du transistor, et d'autre part un système à deux palettes polarisées par le courant amplifié ou non de la pile, lorsque le circuit du transistor est libéré avec deux aimants ou un seul aimant commun ou non. Dans cette variante les palettes motrices auront de préférence la forme de la lettre Z suivant figure 4a, alors que les palettes induites auront la forme de la lettre U suivant figure 3.

On peut encore supprimer une des palettes motrices suivant figure 2 en rendant commune aux deux effets une des palettes, ce qui est représenté figure '5a où M6 et m, sont les enroulements du capteur et du moteur, d l'âme commune, xx et x2 les palettes du capteur électro-magnétique, P6 la palette motrice montée avec des éléments de fer doux fixes extérieurs, non représentés sur la figure 5a, mais conformes à la figure 56 où qx et (]: représentent deux palettes fixes, placées de telle sorte que la palette P6 se trouve dans l'axe médian séparant les deux pièces qx et q2 à l'instant où le courant moteur s'établit. On équilibre le balancier par des contrepoids opposés aux palettes, les enroulements M6 et m étant fixés sur un pont de façon à ménager le jeu axial et les jeux latéraux, permettant la libre rotation de l'âme et des palettes. Pour la commodité de la construction, on peut supprimer l'une des palettes, comme représenté figure 7, l'aimant A et les bobines M6 et m reposant par un côté sur une plaquette en .tôle de fer très perméa'ble et à faibles pertes, comme expliqué pour la figure 2.

La figure 8 est une légère variante où il est utilisé un barreau aimant A fixe, parallèle à la

[91.752/1.154.153] —

palette mobile P b, y étant une tigelle de fer doux polarisé par un pôle de l'aimant A, soit le pôle S par exemple.

Dans certains cas il peut se produire par rétroaction des deux enroulements m et M6 l'amorçage d'oscillations à fréquence élevée qu'on supprime par l'adjonction dans un des circuits, d'une capacité ou d'un redresseur sec en parallèle, suivant dispositions connues.

résumé

Balancier circulaire à ressort spiral dont les oscillations sont entretenues par des forces électromagnétiques appliquées à chaque passage du balan-. cier par sa position d'équilibre et dans les deux sens de l'oscillation sans inversion du courant. Les ruptures et passage du courant s'effectuent sans contact matériel, eji utilisant les propriétés des semi-conducteurs (transistor à jonction ou tout autre interrupteur contacteur électronique) et sans utiliser d'aimant mobile solidaire du balancier, lequel ne comporte aucun conducteur de liaison souple pour le passage du courant dans le circuit fixe extérieur.

Le système est caractérisé par des agencements constr.uctifs et montages électriques mettant en œuvre une force électro-motrice induite par un aimant fixe, coopérant avec des éléments de f< doux fixes et mobiles et bobines fixes.

Dans une réalisation, il y a fusion des élémen formant le capteur électro-magnétique et le nu teur, des palettes de fer doux étant utilisées poi produire le signal d'entrée de déblocage du trai sistor, en fermant le circuit magnétique d'un aimai fixe sur un enroulement entourant un fer axial, * courant de la pile débitant alors sur un autre enroi lement entourant le même fer axial, excitant 1< mêmes palettes, ce qui produit la force motrk d'entretien du mouvement horloger, le balancû étant soumis à une force .tangentielle magnétiqu un peu avant d'atteindre sa position d'équiiibi statique et à une force motrice électro-magnétiqu égale à la première, un peu après cette position i pour les deux alternances de sa période oscillatoin Dans une autre réalisation les éléments, aiman fer doux et bobine du circuit induit et les élémen du moteur d'entretien à fer doux polarisé former deux ensembles distincts ou avec certaines pa: ties communes, aimant ou fer doux.

Dans les deux réalisations, l'aimant ou les a rnants et les enroulements sont fixes dans l'espao

Serge HELD,

37, rue de Chazelles. Paris (xvne)

Pour la vente des fascicules, s'adresser à 1'Impri.>;erie Nationale, 27, rue de la Convention, Paris (15*).