Brevet FR2224920A1 — publié le 19741031

La présente invention concerne un mécanisme d'avancement d'un type nouveau pour les montres, et particulièrement un transducteur électromécanique plus efficace et plus fiable qui utilise une bobine sans fer montée sur ressorts pour entraîner un mécanisme à cliquet et rochet. Par suite du développement des diviseurs de fréquence binaires à intégration monolithique pour les montres à quartz, le fabricant de montres a maintenant la possibilité d'abandonner le principe de la roue balancier et d'utiliser des mécanismes d'avancement simples pour entraîner les aiguilles des pendules et des montres. Du fait que la précision des pendules et montres de ce type est exclusivement fonction de la stabilité de la fréquence d'un résonateur à quartz, ces mécanismes d'avancement doivent tout simplement convertir les impulsions de sortie basse fréquence des diviseurs de fréquence en un mouvement mécanique. En règle générale, ces mécanismes d'avancement fonctionnent suivant le principe électrodynamique selon lequel une bobine mobile, placée dans un champ magnétique permanent sur des ressorts de rappel, est dévide angulairement en opposition à l'action des ressorts dès qu'un courant la traverse et revient à la position normale dès que le courant est interrompu. Dans les arrangements précédemment connus, la bobine mobile est bobinée sur un noyau et elle subit une excitation qui la place en résonance mécanique de manière à la mouvoir le long d'une roue à rochet denture, au moyen de mécanismes à cliquet. Dans cet arrangement classique, la bobine mobile bobinée sur un noyau a une longueur qui est sensiblement supérieure a son diamètre,ce qui lui confère un faible moment d'inertie. Cependant, du fait que la fréquence de résonance mécanique du système à bobine mobile doit être accordée à la fréquence réduite des impulsions de sortie du diviseur de fréquence, les dimensions des types connus de bobines mobiles doivent être d'une grande précision et constituent,par conséquent,un facteur particulièrement critique. te principe de la résonance implique également la nécessité d'une déviation d'au moins 1800 pour la bobine mobile.De plus, une fréquence d'oscillation de la bobine mobile de l'ordre de 10 hertz environ est nécessaire, de sorte que la présence d'un en nage réducteur mécanique est indispensable entre la roue a rochet et la couronne dentée. Bien que cet arrangement soit supposé etre relativement insensible aux chocs externes, des mouvements de grande amplitude du bras sont susceptibles d'affecter ltentraînement de la roue à rochet et de provoquer un avancement irrégulier. De plus, il convient d'observer des tolérances extrêmement précises aussi bien pour la bobine mobile que pour les ressorts spiral du fait que des inexactitudes du poids et des dimensions de la bobine et des ressorts ont une grande influence sur la fréquence résonante de la bobine. Enfin, une quantité d'énergie importante est indispensable pour provoquer l'accélération pas à pas continue de la roue à rochet. L'un des objets de la présente invention est donc d'éviter les inconvénients des arrangements antérieurs et de prévoir un transducteur électromécanique pour montres db E type nouveau, qui n'implique pas des tolérances spécifiques pour la bobine/et qui est insensible aux chocs et aux mouvements de rotation, et dans lequel les irrégularités résultant de l'accélération brusque de la roue à rochet sont négligeables. Suivant la présente invention ce résultat est obtenu en utilisant une bobine mobile sans fer. n est prévu à une extrémité de l'axe de la bobine un cliquet d'entralnement qui vient en prise avec l'une des dents de la couronne dentée qui comporte une denture de type connu.L'axe de l'engrenage coupe verticalement l'axe de la bobine d'où part le cliquet. Une culasse magnétique supporte un autre cliquet fixe qui engage une autre des dents de la couronne dentée. Les cliquets et les dents de la couronne dentée sont calculés pour que l'engrenage avance d'une dent durant chaque retour de la bobine mobile. Le dispositif est utilisé dans des montres à quartz pour faire avancer la couronne dentée au moyen de la rotation de la bobine mobile qui est traversée par une impulsion de courant. La bobine oscille sur des ressorts de rappel dans l'entrefer d'un aimant permanent qui comprend la culasse magnétique. te diamètre de la bobine mobile est relativement faible par rapport à sa longueur. Les objets et caractéristiques de la prdsente invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de r8alisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexss dans lesquels La figure 1 représente une vue en perspective d'un transducteur électromécanique conçu selon l'invention. La figure 2 représente une vue latérale en coupe partielle du transducteur électromécanique de la figure 1. La figure 2a représente une vue agrandie d'une portion du dispositif de la figure 2. Les figures 3a, 3b, 3c, représentent des vues en plan, avant et latérale d'un outil utilise pour la fabrication de la bobine du transducteur électro maEnétique. La figure 1, représente le transducteur électromécanique de type nouveau conçu selon les principes de l'invention, dont tous les éléments sont fixés sur une embase 4 qui peut etre en matériau isolant ou en métal. Sur l'embase sont fixes deux pâles d'aimant 1 qui, conjointement avec la culasse magnétique 6, constituent un système d'aimant parmanent qui engendre un champ magnétique radial dans l'entrefer constitué par les. pâles magnétiques N et S. La bobine mobile 2 est disposée de manière que son axe longitudinal soit placé dans l'entrefer entre les piles magnétiques N, S, de sorte que cet axe est parallèle à la surface plane de l'embase 4. L'extrémité est montée dans un palier lisse 5 qui, selon la qualité mcanique attendue du transducteur, peut etre pourvu d'un rubis. Un second palier lisse pour la bobine 2 est disposé dans la portion transversale supérieure de la culasse magnétique 6. La bobine mobile 2 est reliée à une paire de ressorts spiral, à chacune des extrémités supérieure et inférieure , par lesquels l'impulsion de courant destinée à provoquer la déviation de la bobine est appliquée. Les ressorts spiral 3 sont montés sur un support 16 en matériau isolant,fixé à l'embase 4 au moyen d'un dispositif de blocage 15 qui est également en matériau isolant. Un étrier support 9, destiné à maintenir la couronne dentée 8 qui comporte un axe 17 vertical par rapport à 1' embase, est monté sur ladite embase au-dessus de la portion transversale de la culasse magnétique 6. La couronne dentée présente sur sa surface extérieure une denture de forme conique. L'axe 17 de la couronne dentée 8 est disposé de manière à couper verticalement une ligne partant d'une extrémité de l'axe de la bobine 14. Ut porte-cliquet 7 est placé en un point central sur I'extrémité de l'axe 14 de la bobine qui se prolonge en direction de la couronne dentee 8. Le cliquet 10 est fixé à une extrémité du porte-cliquet 7. Sur l'embase 4, sous les deux extrémités du porte-cliquet, sont fixées deux broches de butée 13 qui limitent le mouvement tournant de la bobine 14 à environ 200 du fait que le porte-cliquet 7 vient buter sur ces broches d'arret. Un autre cliquet tl est monté à la droite de la culasse magnétique 6 et il est fixé par un élément de serrage 12. Le cliquet 10 et les dents de la couronne dentée 8 sont conçus de manière que la couronne dentée avance de l'intervalle d'une seule dent après chaque retour de la bobine mobile. Dans ce but, il est prévu un taquet 18 avec la surface d'extrémitd duquel le cliquet 10 vient en prise. Le taquet 18 est placé à gauche de la culasse magnétique 6 et il est maintenu en position par un élément de serrage 19. La bobine mobile 2 qui ne comporte pas de noyau est maintenue par les ressorts spiral 3 dans la position normale indiquée. La ligne en pointillé de la figure 2 montre la position du porte-cliquet 7 dans la position qu'il occupe après que la bobine mobile a été devisée par une impulsion de courant. Par suite de la déviation de la bobine mobile, le porte-cliquet 7 est dévié jusqu's venir au contact de la broche d'arret représentée à la droite de la figure 2, de sorte que le cliquet 10 vient en prise avec la dent suivante de la couronne dentée 8 qui vient immédiatement à la suite de la dent d'origine.Lorsque le courant cesse de passer dans la bobine mobile 2,celle-ci est ramenée à la position normale par l'action des ressorts spiral de sorte que le cliquet 10 vient en prise avec une dent et fait progresser la couronne dentée 8 dans le sens des aiguilles d'une montre. En meme temps le cliquet 11 entre en prise avec une nouvelle dent. Du point de vue de lténergie, cette action est équivalente à l'exemple de réalisation inverse qui fait avancer l'engrenage durant la déviation initiale de la bobine. Cependant, du fait que l'avancement est provoqué tandis que la bobine mobile revient à la position normale, celle-ci est déviée par une impulsion de courant et il reste ainsi un temps, suffisant pour l'action d'avancement durant l'intervalle comparativement long qui sépare deux impulsions de courant successives. Afin d'obtenir un fonctionnement sur, la durée de l'impulsion de courant peut être réglée pour que le porte-cliquet 7 vienne au contact des broches d'arrêt 13 avant la fin de l'impulsion de courant. La figure 2a représente un autre exemple de réalisation de l'invention à échelle agrandie. Les cliquets tO, 11 qui peuvent se présenter sous la forme de ressorts 10b, 11b, portent des rubis lova, Ila. Le rubis 10a du cliquet 10 comporte une extrémité en forme de coin qui est en prise avec une dent de la couronne dentée 8 et qui est monts sur un ressort 10b de manière que les arêtes du rubis 10a épousent à la fois les faces avant et arrière d'une dent de la couronne dentée 8. La face avant de la dent est celle qui rencontre tout d'abord le cliquet durant ltopération d'avancement. Lorsque la bobine est en position normale, ltextrémité du rubis 10a du cliquet 10 est également au contact d'une surface d'extrémité de forme correspondante du taquet 18, tandis que la surface supérieure du rubis est au contact de la surface arrière de la dent correspondante de la couronne dentée 8. Les surfaces supérieure et inférieure du rubis 10a forment entre elles un angle de 15 à 180 de préférence, tandis que les surfaces des faces avant et arrière de la dent sont de préférence verticales l'une par rapport à l'autre. Cette configuration du rubis 10a s'oppose efficacement à un avancement de la couronne dentée excèdant un pas de dent circulaire, du fait que la face arrière de la dent qui est au contact du rubis, dans le cas d'une rotation ultérieure ou d'une accélération extérieure, devrait repousser le rubis verticalement vers le bas. 't tel mouvement est cependant arrêté par le cliquet 11, de sorte que la couronne dentée 8 demeure fermement orientée dans sa position après chaque opération d'avancement. Une rotation supplémentaire de la couronne dentée peut également etre eFpech e sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un rubis.Pour cela, il convient de prolonger le taquet 18 de manière qu'en position normale de la bobine mobile 2, le ressort du cliquet vienne au contact de la surface d'extrémité du taquet. Du fait que le transducteur électro^;ca ique selon l'invention n'utilise pas une résonance mécanique comme dans le cas de la technique antérieure, il est possible de conrerer à la bobine mobile une forme beaucoup plus simple dont les dimensions ne soient pas critiques en ce qui concerne la fiabilité de l'avancement. Le présent dispositif peut donc utiliser une bobine sans fer. Il est facile de fabriquer une telle bobine comme le montrent les figures 3a, 3b et 3c On utilise pour cela un outil de bobinage 21 en forme de U, qui est fait dans un matériau flexible et dont les extrémités peuvent être rapprochées l'une contre l'autre. Chaque extrémité de l'outil en forme de U, 21, comporte un évidement 20 dans lequel la bobine est bobinée.Après que le nombre voulu de spires a été constitué, les enroulements individuels de la bobine sont maintenus en position les uns par rapport aux autres par imprégnation ou immersion dans un vernis. Après durcissement du vernis, les extrémités de l'outil en forme de U sont pressées l'une contre l'autre ce qui permet d'extraire la bobine. Du fait que le transducteur prévu selon l'invention peut être entraîné par des impulsions de courant relativement brèves, la bobine mobile peut etre bobinée de manière à présenter une résistance sensiblement inférieure à celle que doit présenter une bobine utilisée dans un arrangement du type à résonance mécanique. Ceci permet l'utilisation d'un fil de calibre normal. Le courant qui circule dans la bobine est momentanément plus fort que dans un arrangement classique. Cependant, du fait que ce courant ne circule que durant une fraction de seconde, la consommation totale d'énergie de cet arrangement est inf'erieure d'environ un quart à celle de l'arrangement classique. Cette économie d'énergie peut etre utilisée pour attaquer des étages diviseurs de fréquence de manière à réduire encore la fréquence habituelle de quelques dix hertz à une fréquence de un hertz. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATI0hS 1. Dispositif d'avancement électromécanique,caractérisé en ce qu'il comprend - une culasse magnétique comportant une paire de poles opposés - une bobine mobile sans fer montée à pivot entre lesdits piles sur un axe dont l'axe longitudinal est parallèles à ces pâles ; - une paire de ressorts de rappel fixés aux extrémités opposées dudit axe, et reliés à ladite bobine pour y amener le courant et pouvant tourner avec la bobine et la ramener à une position de repos - une roue dentée montée sur un axe central aligné avec ledit axe de la bobine et perpendiculaire à celui-ci ;; - un premier cliquet monte à une extrémité dudit axe de manière à venir en prise avec les dents successives séparées dudit engrenage à chaque mouvement de retour de ladite bobine, après que celle-ci a été excitée par une impulsion de courant de manière à lui imprimer un mouvement de rotation, ledit engrenage progressant d'une dent à chaque mouvement de retour de ladite bobine. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu il comprend - un porte-cliquet monté à pivot sur une extrémité dudit axe qui assure la fixation du premier cliquet ; - et une paire de broches d'arrêt montes sous chaque extrémité dudit porte cliquet de manière à limiter la rotation de celui-ci. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un second cliquet fixé à une extrémité de ladite culasse de manière à venir successivement en prise avec une autre des dents dudit engrenage chaque fois que ledit premier cliquet vient au contact d'une dent. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend un taquet fixé à 1' autre extrémité de ladite culasse afin de limiter le mouvement dudit premier cliquet. 5. Dispositif'selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits premier et second cliquets sont montés aux extrémités des ressorts. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une paire de rubis fixés respectivement à l'extrémité de chaque cliquet qui vient en prise avec lesdites dents. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les arêtes du rubis à l'extrémité dudit premier cliquet viennent en prise à la fois avec les faces avant et arrière d'tune dent dudit engrenage. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une autre arête dudit rubis vient en prise avec une surface dudit taquet. 9. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les faces avant et arrière des dents dudit engrenage forment entre elles un angle de 900.