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Dispositif électronique pour entretenir les oscillations d'un balancier à ressort spiral et entraîner le rouage d'un mouvement d'horlogerie La présente invention concerne un dispositif électronique pour entretenir les oscillations d'un balancier à ressort spiral et entraîner le rouage d'un mouvement d'horlogerie auquel appartient ce balancier et a pour but d'assurer ce fonctionnement avec un débit très faible de la source de courant, car les impulsions d'entretien sont fournies non pas à chaque période (deux alternances du balancier), mais bien toutes les deux, trois ou même quatre périodes.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan du balancier. La fig. 2 une vue en élévation.
La fig. 2a montre une variante.
La fig. 3 est le schéma électrique du dispositif; et les fig. 4 et 5 sont deux diagrammes illustrant le fonctionnement de ce dispositif.
Le dispositif représenté comprend un balancier 1 monté de manière conventionnelle dans deux paliers portés l'un par le coq, l'autre par la base d'un étrier 3 en matière ferromagnétique dont les extrémités présentent chacune une expansion 3' dirigée radialement par rapport au balancier 1 et disposée dans le plan de la couronne de ce dernier. Cette couronne de balancier porte, en plus des vis d'équilibrage, deux aimants 2, diamétralement opposés, lesquels sont en alignement avec lesdites expansions 3' lorsque le balancier 1 est en position de repos. Sur chacune de ces expansions est enfilée une bobine A dans laquelle les aimants 2 induisent une f. e. m. lors de chaque passage devant les bobines. Les deux bobines A sont reliées en série de manière que les f. e. m. induites s'additionnent.
A côté du balancier est disposée une bobine d'entretien B à noyau ferromagnétique 4 dont l'extrémité dirigée vers le balancier présente un fraisage qui est traversé par la tête de l'un des aimants permanents 2 lors des oscillations du balancier.
Le dispositif comprend un circuit électronique (fig. 3) qui contient les enroulements des bobines A en série. L'extrémité libre de l'une de ces bobines est connectée à la masse (pôle négatif d'une source de courant E), tandis que l'extrémité libre de l'autre bobine A est reliée à une résistance d'intégration RI branchée sur l'entrée d'une diode Di dont la sortie est reliée à l'armature d'un condensateur d'intégration Cl connecté d'autre part à la masse. La sortie de la diode Dl est en outre connectée à l'entrée d'une deuxième diode D2 de blocage dont la sortie est connectée, à travers un condensateur de blocage C2, à la base d'un transistor Tr polarisé en classe B.
Dans le circuit de sortie du transistor T; sont branchés l'enroulement de la bobine d'entretien B et celui d'un électro-aimant M ; ces deux enroulements sont en série. L'électro-aimant M actionne d'une part le contacteur Ct, qui assure la décharge rapide du condensateur d'intégration Cl et, d'autre part, un cliquet c qui fait avancer d'un pas une roue à rochet R entraînant le rouage du mouvement de montre non représenté.
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Le fonctionnement du dispositif décrit est le suivant. Lors de chaque passage des aimants 2 devant les noyaux 3' des bobines A, le flux qui traverse ces noyaux varie de zéro à un maximum pour revenir à zéro comme indiqué par le diagramme de la fig. 4.
Ces variations de flux engendrent dans les bobines A des forces électromotrices qui s'additionnent et dont le diagramme est montré à la fig. 5. Etant donné la présence de la diode Dl, seule une des alternances fournit une impulsion de courant qui vient charger le condensateur d'intégration Cl. Cette diode Dl empêche d'ailleurs que le condensateur ne se décharge dans les intervalles entre les impulsions. Le courant de charge de Cl sera choisi aussi faible que possible, mais il devra être d'une valeur suffisante pour pouvoir débloquer le transistor TT dès que le condensateur Cl aura été chargé. A chaque oscillation ou alternance de ce dernier, la charge du condensateur Cl augmente d'une certaine valeur.
Après un certain nombre d'oscillations au minimum trois - la tension sur Cl est suffisante pour débloquer la diode D2 qui est polarisée en sens inverse par la source E à travers la résistance limitatrice R2 ; par conséquent, la première impulsion de tension qui suit sera appliquée, à travers la diode D2 et le condensateur C2 à la base du transistor Tr, lequel délivrera alors un courant qui parcourt les enroulements de la bobine d'entretien B et de l'électro-aimant M.
A ce moment, les aimants 2 se trouvent dans la position représentée à la fig. 1 et l'attraction exercée par le noyau 4 de la bobine B sur l'un des aimants 2 fournit au balancier une impulsion motrice servant à entretenir le mouvement. L'impulsion d'entretien se manifeste à partir du moment où le balancier atteint la position d'équilibre en tournant dans le sens de la flèche f. Au lieu d'une seule bobine B, on peut en prévoir deux disposées symétriquement par rapport à l'axe du balancier (pointillé sur la fig. 1).
Lors de l'action- nement de l'électro-aimant M, celui-ci ferme également le contacteur Ct qui ferme le circuit de décharge du condensateur d'intégration Cl, afin que le cycle puisse recommencer, .dès l'oscillation suivante, de manière identique à ce qui vient d'être décrit.
L'entraînement du rouage, étant mécaniquement indépendant du balancier, ne peut .perturber l'isochronisme des oscillations du balancier.
Les bobines A pourraient être montées sur les jambes de l'étrier 3 (fig. 2a), ce qui permettrait d'en diminuer la largeur ; les expansions 3' seraient alors également plus courtes.
En réglant opportunément les valeurs des éléments électriques du circuit électronique, on peut obtenir que ce soit la sixième ou la huitième impulsion de tension, au lieu de la quatrième, qui débloque le transistor. L'amplitude des oscillations, comptée à partir de la position de repos, est au maximum d'environ 150 . De ce fait, la vitesse des aimants 2 au passage de la position de repos est très élevée et, par conséquent, la tension induite dans les bobines A l'est également. Par un blindage en métal ferromagnétique, il est possible de rendre le dispositif insensible aux champs magnétiques extérieurs.
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The present invention relates to an electronic device for maintaining the oscillations of a spiral spring balance and driving the cog of a movement watchmaking to which this balance belongs and is intended to ensure this operation with a very low flow from the current source, because the maintenance pulses are supplied not at each period (two vibrations of the balance), but indeed all the two, three or even four periods.
The accompanying drawing shows, by way of example, one embodiment of the device which is the subject of the invention.
Fig. 1 is a plan view of the balance. Fig. 2 an elevation view.
Fig. 2a shows a variant.
Fig. 3 is the electrical diagram of the device; and fig. 4 and 5 are two diagrams illustrating the operation of this device.
The device shown comprises a balance 1 mounted in a conventional manner in two bearings carried one by the cock, the other by the base of a bracket 3 made of ferromagnetic material, the ends of which each have an expansion 3 'directed radially with respect to the balance 1 and arranged in the plane of the crown of the latter. This balance ring carries, in addition to the balancing screws, two diametrically opposed magnets 2, which are in alignment with said expansions 3 'when the balance 1 is in the rest position. On each of these expansions is threaded a coil A in which the magnets 2 induce an f. e. mr. during each passage in front of the reels. The two coils A are connected in series so that the f. e. mr. induced add up.
Next to the balance is arranged a maintenance coil B with a ferromagnetic core 4 whose end directed towards the balance has a milling which is crossed by the head of one of the permanent magnets 2 during the oscillations of the balance.
The device comprises an electronic circuit (fig. 3) which contains the windings of the coils A in series. The free end of one of these coils is connected to ground (negative pole of a current source E), while the free end of the other coil A is connected to an integration resistor RI connected on the input of a diode Di, the output of which is connected to the armature of an integration capacitor C1 connected on the other hand to ground. The output of diode D1 is furthermore connected to the input of a second blocking diode D2, the output of which is connected, through a blocking capacitor C2, to the base of a transistor Tr biased in class B.
In the output circuit of transistor T; the winding of the maintenance coil B and that of an electromagnet M are connected; these two windings are in series. The electromagnet M actuates on the one hand the contactor Ct, which ensures the rapid discharge of the integration capacitor Cl and, on the other hand, a pawl c which advances a ratchet wheel R by one step causing the cog of the watch movement, not shown.
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The operation of the device described is as follows. During each passage of the magnets 2 in front of the cores 3 'of the coils A, the flux which passes through these cores varies from zero to a maximum to return to zero as indicated by the diagram of FIG. 4.
These variations in flux generate electromotive forces in the coils A which add up and whose diagram is shown in FIG. 5. Given the presence of diode Dl, only one of the halfwaves provides a current pulse which charges the integration capacitor C1. This diode Dl also prevents the capacitor from discharging in the intervals between the pulses. The charging current of Cl will be chosen as low as possible, but it must be of a sufficient value to be able to unblock the transistor TT as soon as the capacitor C1 has been charged. At each oscillation or alternation of the latter, the charge of the capacitor C1 increases by a certain value.
After a certain number of oscillations at least three - the voltage on C1 is sufficient to unblock the diode D2 which is polarized in the opposite direction by the source E through the limiting resistor R2; therefore, the first voltage pulse that follows will be applied, through the diode D2 and the capacitor C2 at the base of the transistor Tr, which will then deliver a current which flows through the windings of the sustaining coil B and the electro -magnet M.
At this moment, the magnets 2 are in the position shown in FIG. 1 and the attraction exerted by the core 4 of the coil B on one of the magnets 2 provides the balance with a driving impulse serving to maintain the movement. The maintenance impulse is manifested from the moment when the balance reaches the equilibrium position by turning in the direction of arrow f. Instead of a single coil B, one can provide two arranged symmetrically with respect to the axis of the balance (dotted in FIG. 1).
When the electromagnet M is actuated, the latter also closes the contactor Ct which closes the discharge circuit of the integration capacitor Cl, so that the cycle can start again, from the next oscillation, identically to what has just been described.
The gear train, being mechanically independent of the balance, cannot disturb the isochronism of the oscillations of the balance.
The coils A could be mounted on the legs of the stirrup 3 (fig. 2a), which would make it possible to reduce their width; the 3 'expansions would then also be shorter.
By appropriately adjusting the values of the electrical elements of the electronic circuit, it is possible to obtain that it is the sixth or the eighth voltage pulse, instead of the fourth, which unblocks the transistor. The amplitude of the oscillations, counted from the rest position, is at most about 150. As a result, the speed of the magnets 2 when passing from the rest position is very high and, consequently, the voltage induced in the coils A is also very high. By shielding in ferromagnetic metal, it is possible to make the device insensitive to external magnetic fields.