Brevet FR2102306A1 — publié le 19720407

La présente invention concerne m dispositif de synchronisation d'une horloge alimentée en courant continu (fourni par exemple par une batterie, en particulier d'une horloge de commande, comportant des rouages entraînés par un oscillateur 5 mécanique commandé ou excité électromagnétiquement et alimenté en courant continu, cette synchronisation s'effectuant à la fréquence d'une source de courant alternatif, et la fréquence d'oscillation de l'oscillateur mécanique .étant transmise aux rouages de l'horloge non pas mécaniquement, mais par un couplage 10 magnétique » La synchronisation des horloges connue de ce type s'effectue d'une façon telle que le système mécanique oscillant, commandé ou excité électromagnétiquement, soit forcé de vibrer à la fréquence de la source de courant alternatif» Il en résulte 15 alors des problèmes tels que des phénomènes de résonance, par exemple» On sait que de tels phénomènes se produisent toujours lorsque la fréquence propre du système magnétique coïncide exactement avec la fréquence de la source de courant alternatif. Dans le cas des horloges connues, on surmonte ces difficultés 20 en désaccordant, pendant la synchronisation, la fréquence propre du système oscillent*> .Toutefois, cela implique, dans la plupart des cas, de recourir à des moyens compliqués et onéreux» La présente invention a pour but de réaliser, avec des moyens simples, la synchronisation avec la fréquence d'une 25 source de courant alternatif, et en particulier avec la fréquence du réseau, d'une horloge alimentée en courant continu, afin d'en permettre, par exemple, l'utilisation comme mécanisme pour horloges synchrones avec alimentation de secours» Le dispositif de synchronisation selon l'invention est 30 caractérisé par le fait qu'un élément tournant à vitesse synchrone agit sans glissement sur une roue dentée des rouages de l'horloge, par l'intermédiaire d'un accouplement, de préférence magnétique* On obtient un fonctionnement parfait si le couple d'accrochage transmis par l'accouplement, de préférence magné-35 tique à la roue dentée des rouages est nettement supérieur au couple d'entraînement de 1'oscillateur mécanique excité et commandé électromagnétiquement» On utilise avantageusement comme accouplement magnétique, un réducteur magnétique à deux roues assurant non seulement un couplage msgnétique sans glissement, 40 mais encore une réduction adéquate d« la vitesse, k'xine cLep 71 29881 2 2102306 roues de ce réducteur magnétique est alors reliée aux rouages de l'horloge tandis que l'autre roue est raccordée à un entraînement synchrone. Il est particulièrement avantageux de recourir à un accouplement magnétique formé par un disque denté, 5 type éventail en fer, tournant avec l'une des roues dentées du mécanisme de l'horloge, et par une roue polarisée entraînée à vitesse synchrone. On peut, en outre, obtenir une autre simplification importante en raccordant un élément de cet accouplement à l'arbre d'un moteur synchrone à rotor coulissant. Une 10 telle disposition permet alors de faire l'économie d'un point de couplage supplémentaire entre l'entraînement synchrone et les rouages de l'horloge, ce point d'accouplement supplémentaire étant, sans cette disposition pué vue par l'invention, nécessaire pour que l'horloge à courant continu ne soit pas inutilement 15 surchargée en cas -d'interruption de la source de colorant alternatif servant à la synchronisation» D-'-autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture des revendications et de l'exemple non limitatif suivant, décrit en se référant au des-20 sin annexé sur lequel s la figure 1 illustre schématiquement le principe de synchronisation d'une horloge alimentée en cotirant continu ; et la figure 2 représente me vue latérale de 25 l'accouplement magnétique selon l'invention» Sur la figure 1, on voit une horloge à courant continu dans laquelle les rouages sont actionnés par un oscillateur mécanique ayant la forme d'un diapason 1, excité électromagnétiquement au moyen d'une bobine d'excitation 2 . 30 Cette bobine d'excitation coopère, de façon connue, avec un aimant permanent 3 fixé à l'extrémité libre d'une branche du diapason 1. L'extrémité libre de l'autre branche du diapason 1 est pourvue d'un aimant permanent 4, en forme de U qui, afin de former un couplage magnétique, enserre sans contact le bord d'U-35 ne roue dentée 5 réalisée en un matériau magnétiquement conducteur. Cette roue 5 présente, concentriquement à sa denture, une série de trous telle que les contours dès dents et des trous forment, à la périphérie de la roue 5» une trajectoire ondulée en matériau magnétique. Du fait de ce couplage magnétique, les os-40 cillâtions de la branche du diapason 1 qui porte l'aimant 4 71 29881 3 2102306 déclenchent un mouvement de rotation de la roue dentée 5» Un pignon 6 relié à cette roue dentée coopère avec une autre roue dentée 7- Cette dernière constitue un élément des rouages du mécanisme d'horlogerie, lequel est simplement évoqué sur le des-5 sin par une flèche en traits interrompus. Ce mécanisme entraîne, selon le "but recherché pour la pendule, un dispositif indicateur, tin disque de-commande, etc0 L'invention met en oeuvre l'idée fondamentale suivante : 10 du fait que la fréquence d'oscillation du diapason 1 est transmise non pas mécaniquement, mais par couplage magnétique aux rouages 5 à 8, on peut, pour assurer la synchronisation, accélérer ou ralentir la vitesse des roues du mécanisme au moyen d'une influence extérieure« Bour synchroniser 15 cette horloge à diapason, on imprime alors, selon l'invention, une vitesse synchrone au moyen d'un accouplement, de préférence magnétique, à un disque de roue du mécanisme» Dans le cas de l'exemple de réalisation représenté, on obtient un couplage magnétique par le fait qu'un disque denté enjfer, type éventail,9 20 est posé sur l'une des roues dentées, par exemple sur la roue dentée 7 des rouages 5 à 8, ce disque en fér coopérant avec un élément polarisé 10. L'élément polarisé 10 esir relié, au moyen d'un organe de couplage 11, à l'arbre 12 d'un'moteur synchrone 15 à rotor coulissant» Lorsque l'accouplement magnétique est 25 engagé, lè disque denté 9 et l*élément 10 forment alors ensemble un réducteur à couplage magnétique, la vitesse de rotation de l'arbre 12 du moteur 13 pouvant être réduite en proportion,, A sa périphérie, l'élément 10 porte alternativement des pôles nord et sud, la distance des axes de ces pôles correspondant à 30 la distance séparant l'une de l'autre les différentes dents du disque en fer 9° Tant qu'ils se trouvent sous la tension du réseau, les éléments 9 et 10 sont mutuellement en prise, et la roue dentée 7, et par conséquent aussi le mécanisme 8 de l'hor-35 loge, sont entraînés à vitesse synchrone, indépendamment des oscillations du diapason 1» Par contre, si la tension du réseau vient à faire défaut, le déplacement axial du rotor du moteur synchrone 13 met l'élément polarisé 10 hors de prise avec le disque denté en fer 9» de sorte que le mécanisme d'hor-40 logerie continue à fonctionner sous la commande du diapason . 71 29881 4- 2102306 L'horloge est alors alimentée par une batterie servant d1alimentas,ion de secours. Pour pouvoir disposer à tout moment de cette alimentation de secours, la batterie est avantageusement chargée en permanence par un redresseur branché sur le réseau» 5 Si la tension du réseau revient, le couplage magnétique 9, 10, est rétabli et la vitesse' synchrone est à nouveau imprimée au mécanisme d'horlogerie 8. Le diapason 1 peut alors, étant donné le couplage magnétique avec la roue dentée 5» continuer à vibrer à sa fréquence propre» Afin que la synchronisation puis-10 se s'effectuer aussi rapidement et sûrement que possible, il est préférable que le couple d'accrochage transmis à la roue dentée du train de roues par l'accouplement magnétique, soit nettement plus grand que le couple d'entraînemènt de l'oscillateur à commande électromagnétique. La figure 2 représente un 15 mode de réalisation préféré de l'accouplement magnétique. La roue dentée 7 est fixée sur un axe 14-, tandis que le disque denté type éventail 9 est monté de façon à être solidaire en rotation avec cet arbre tout en pouvant s'y déplacer axialement. A cet effet, la roue dentée 7 et le disque 9 sont reliés entre 20 eux au moyen d'une attache à ressort 15 dont les pattes latérales 16, traversant des perçages agencés frontalement ont leurs extrémités 17 repliées à une distance qui permette au disque 9 de se déplacer axialement d'une valeur a par rapport à la roue dentée 7« 25 La possibilité de déplacement axial du dis que denté 9 a pour but de lui permettre ainsi qu'à l'élément polarisé 10 de venir au contact l'un de l'autre par attraction magnétique lorsque l'accouplement est excité, de sorte que des conditions magnétiques constamment identiques régnent au point 30 d'accouplement et que les tolérances sont ainsi compensées» Afin que l'élément polarisé 10 puisse rouler sur la face frontale du disque denté 9 , ce dernier est enrobé de matière plastique, afin de constituer une surface lisse» Afin que le processus de couplage soit assuré indépendamment de la situation 35 du disque 9» le bout 18 de l'élément 10 est de forme conique. Le couplage magnétique peut également être réalisé sous une autre forme, par exemple de façon que pour obtenir des couples de transmission accrus, les deux éléments 71 29881 2102306 coopérants soient pourvus d'une polarisation telle que des pôleB cWstrâires s° attirento Le couplage magnétique peut aussi être réalisé sous la forme d'un couplage à hystérésis dont un élément est relié à l'arbre du moteur synchrone à rotor cou- 5 lissant» Les deux éléments coopérants sont, en cas d'arrêt de la tension du réseau, constamment séparés l'un de l'autre de façon à supprimer toute force de couplage notable entre eux» Les axes des arbres à coupler peuvent être aussi bien parallèles que croiséso 10 Des arbres croisés, selon la figure 1, pré sentent l'avantage qu'ils sont moins fortement sollicités en flexion et en pression sur leurs paliers0 71 29881 b 2102306 Revendications 10 Dispositif de synchronisation d'une horloge alimentée en courant continu, en particulier d'une horloge de commande, comportant des rouages entraînés par un oscil-5 lateur mécanique commandé ou excité électromagnétiquement et alimenté en courant continu, cette synchronisation s'effectuant à la fréquence d'une source de courant alternatif et la fréquence d'oscillation de l'oscillateur mécanique étant transmise aux rouages de l'horloge non pas mécaniquement, mais par un coupla-10 ge magnétique, ce dispositif étant caractérisé par le fait qu'un élément tournant à vitesse synchrone agit sans glissement sur line roue dentée des rouages par l'intermédiaire d'un accouplement de préférence magnétique,. 2o Dispositif selon la revendication 1, ca-15 ractérisé par le fait que le couple d'accrochage transmis par l'accouplement, de préférence magnétique, à la roue dentée des rouages est nettement supérieur au couple d'entraînement de l'oscillateur mécanique excité et commandé électromagnétiquement » 20 Dispositif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'accouplement magnétique est constitué par un réducteur magnétique à deux roues dont l'une est reliée aux rouages et l'autre à un entraînement synchrone « 4. Dispositif selon l'une quelconque des 25 revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'accouplement magnétique est formé par un disque denté en fer, type éventail, tournant avec une roue dentée des rouages, et par line roue polarisée entraînée à vitesse synchroneo 5° Dispositif selon la revendication 4, ca-30 ractérisé par le fait que l'angle au centre des axes des pôles magnétiques de la roue polarisée correspond à la distance séparant les dents du disque en fer0 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 et 5s caractérisé par le fait que l'axe du disque 35 denté en fer est disposé perpendiculairement à celui de la roue polarisée.» 7° Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le disque denté en fer est enrobé de matière plastique , afin d'obtenir une 40 surface lisse» 71 29881 •' 2102306 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé par le fait que le disque denté en fer est solidaire, en rotation , de la roue dentée, tout en étant mobile axialement dans une fourchette détenninée. 5 9» Dispositif selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le disque denté en fer est relié à la roue dentée par une attache élastique» 10o Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 9> caractérisé par le fait que l'un des é-10 léments de l'accouplement est relié à l'arbre d'un moteur synchrone à rotor coulissant. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que la roue polarisée a, dans le sens de l'accouplement, une forme conique»