Brevet FR2302627A1 — publié le 19760924

La présente invention concerne les diapasons auto-entretenus. De tels diapasons se rencontrent dans de nombreuses industries, et notamment dans le domaine de l'horlogerie. Les dispositifs connus comportent essentiellement un diapason réglable et des moyens électroniques destinés uniquement à l'autoentretien du diapason. Le réglage du diapason se fait de façon classique, à l'aide d'une vis, ou de tout autre organe mécanique susceptible de modifier légèrement sa fréquence propre. Les moyens électroniques se composent ordinairement d'une bobine d'entretien du diapason et d'une bobine d'excitation par le diapason du système électronioue. En outre le dispositif est muni de moyens pour recueillir les vibrations tels qu'une roue phonique entrainée dent par dent à la vitesse de vibration de la branche du diapas on. Dans ces dispositifs le réglage dudit diapason implique obligatoirement une petite erreur, et de ce fait on ne peut pas le faire vibrer à la vitesse prévue. Le but principal de l'invention est de corriger cette erreur, ou pour le moins la réduire dans de telles proprotions qu'elle ne soit plus gênante. L'invention a pour objet un dispositif à diapason auto-entretenu, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de réglage automatique de sa fréquence en cours de fonctionnement. Ce moyen est constitué par une bobine recevant une fréquence de contrôle qui est la fréquence du réseau, ou un multiple ou sous multiple de cette fréquen- ce. La bobine est agencée pour que le diapason s'accorde automatiquement sur cette fréquence, corrigeant ainsi l'erreur du réglage classique. Le montage du moyen du réglage automatique peut varier suivant les cas. Lorsque le dispositif comporte une bobine d'entretien de diapason et une bobine d'excitation par le diapason, montées sur un même noyau, la bobine de contrôle peut également être montée sur ce noyau. Selon une variante, la bobine peut être montée sur un autre noyau, lequel attaque le diapason directement ou indirectement, par exemple dans le cas d'un diapason double. Pour mieux faire comprendre l'invention, il est donné ci-après un exemple de réalisation en référence aux dessins annexés dans lesquels Fig. 1 montre un dispositif dans le cas d'un diapason simple, Fig. 2 montre un dispositif dans le cas d'un diapason double, Fig. 3 montre une variante dans le cas d'un diapason simple. Le diapason 1 est monté de façon connue (qu'il est donc inutile de rappeler ici), avec vis de réglage 6 et roue phonique S. entretien du diapason 1 s'effectue à l'aide de la bobine 2 d'entretien et de la bobine 3 d'excitation par le diapason; les deux bobines étant montées sur un noyau 9, et étant relié au système électronique schématisé par le bloc 4 comprenant toute l'électronique et son alimentation. L'invention réside dans le fait d'ajouter un moyen de réglage et/ou de contrôle de la fréquence du diapason. Sur les figures, une bobine 7 a été ajoutée pour recevoir la fréquence de contrôle. 1a force qui est injectée par une fréquence de contrôle est une force f qui sera nettement plus petite que la force d'entretien F injectée par l'appareil électronique dans la bobine 2, car au moment du démarrage de la force de contrôle on peut démarrer aussi bien en phase qu'en contre-phase. Si on démarre en contre-phase, ce qui est le cas le plus défavorable, on a alors une force d'entretien qui va être F (bobine 2) moins (bobine 7) égale F' La force résultante F' est telle que le diapason n'est pas gêné dans sa marche propre. Il est seulement entretenu d'une façon un peu moins forte, mais suffisamment forte tout de même pour qu'il continue à être entretenu, et ceci sans distortion, ou risoue d'arrêt pendant cette période transitoire. S'il y avait un régime transitoire qui amène un arrêt, même très bref, du diapason, et une reprise, ce régime transitoire entraînerait une mise hors phase de la roue phonique, qui s'arrQte- rait immédiatement ce qui, en aucun cas, ne doit être, car elle ne reprendrait pas sa marche. Partant donc de l'hypothèse ci-dessus d'un démarrage d'entretien synchrone en déphasage avec l'entretien propre, comme il y a obligatoirement une erreur entre la vibration propre du diapason et celle de la fréquence prévue, erreur qui est de epsilon - lambda, 8 étant l'erreur de vibration du diapason par rapport à la fréquence du réseau comme objectif, y étant l'erreur de vibration de fréquence correctrice par rapport à la fréquence du dit réseau. Petit à petit lfs deux fréquences en déphasage vont se rapprocher et à partir du moment où elles sont en phase, la force qui agit sur le diapason est passée progressivement de F' = F-f, à F" = F+f. A ce moment là, le diapason s'accroche à cette nouvelle force et n'en décroche plus. On a ainsi vaincu la différence de fréquence, c'est-à-dire absorbé dans le cas maximum lambda + epsilon, et dans le cas minimum lambda - epsilon. Si à un certain moment la fréquence de contrôle vient à être brutalement retirée, il n'y a aucune perturbation, c'est la fréquence d'entrainement propre qui continue à tourner avec l'erreur epsilon et avec la force F. Au moment du retour de la fréquence de contrôle, tout le phénomène ci-dessus s'applique, et on remet à nouveau le diapason en phase, sans qu'il n'y ait eu aucun régime transitoire perturbateur avec la fréquence de contrôle. Sur la Pig. 2 on retrouve le diapason connu 1, avec son systè- me électronique 4 et ses bobines 2 - 3, sa roue phonique 5, son système mécanique de réglage 6 qui l'approche par exemple à 300 hertz + ou - epsilon. Â l'extrémité de la queue de diapason, c' est-à-dire côté arrondi, un deuxième diapason 10 est monté et est lié mécaniquement au premier, cette liaison se faisant soit à l'aide d'une queue 11, soit à l'aide d'une simple soudure en dos à dos du diapason 10 contre le diapason 1. Le tout est qu'ils soient liés mécaniquement. Ce deuxième diapason est soumis par l'intermédiaire d'une bobine 12 à la fréquence de contrôle, cette fréquence de contrôle étant un multiple de la fréquence du réseau, ou la fréquence du réseau elle même. On a donc deux diapasons qui vibrant d'une façon indépendante l'un auto-entretenu, l'autre entretenu par une fréquence extérieure. Si les deux fréquences sont totalement différentes, elles n' au- ront aucune action positive l'une sur l'autre. il peut s'en suivre des phénomènes de battement ou tout autre phénomène secondaire, mais ceux-ci peuvent être considérés comme des perturbations et n' ont rien à voir avec le but recherché. Si au contraire on a : 10) pour le diapason 1 une fréquence réglée par le diapason lui-meme de 300 He + ou - epsilon, et entretenu par le sys- tème électronique connu 4 - 2 - 3, 20) pour le diapason 10 une fréquence entretenue non par le diapason lui-mEme, mais par l'organe de contrôle 21 qui agit sur le diapason par l'intermédiaire de la bobine 12, étant entendu évidemment que ce diapason 10 est construit pour être, par nature, en vibration propre extrêmement proche de la fréquence qu'on veut lui imposer. il s'en suivra qu'on aura alors associé mécaniquement dos à dos deux diapasons apparemment indépendants, qui vibrent comme suit: - le premier, à une fréquence 300 Hz + ou - epsilon - le second, à une fréquence 300 Hz + ou - lambda Dans ce qui vient d'être dit plus haut, on a insisté sur le fait que les forces émises par l'appareil de contrôle 21 étaient nettement inférieure aux forces d'entretien émises par l'appareil d'entretien 4, de façon à ce que la superposition en contre-phase ne vienne pas bloquer le système. Dans le présent cas, on n'est plus soumis obligatoirement à une telle inégalité car apparemment les deux diapasons sont bien indépendants.Ils sont mdme tellement indépendants qu'on pourrait imaginer qu'ils vibrent à des fréquences totalement différentes sans avoir apparemment d'action l'un sur l'autre. Comme en fait, on choisit des fréquences très proches, on remarque que si le diapason de contrôle est entretenu d'une façon suffisamment énergique pour être bien maintenu "en laisse" et que l'appareil de contrôle 21 qui émet une certaine fréquence entretient ce diapason ponctuellement à la fréquence qu'il émet, celui-ci par un système de résonance interne mécanique, va agir sur le diapason 1 qui n'est pas contrôlé mais qui a sa fréquence propre, et ce diapason 1 par un phénomène de sympathie ou de résonance va ajuster sa fréquence à celle du diapason 10. Il est évident que cet ajustage se fera d'une façon d'autant plus simple que dans le cas le plus défavorable lambda + epsilon sera plus petit, mais comme précisément on travaille sur des erreurs petites, dans ce cas le phénomène de résonance fonctionne. La conséquence de ce phénomène de résonance est donc la suivante : L'appareil étant construit comme indiqué en Fig. 2, les différentes phases de fonctionnement seront 1ère Phase : Irise en route du diapason 1 dont la fréquence 300 Hz est réglée à l'aide de la vis b avec une erreur + ou - epsilon, Fonctionnement du système électronique 4 - 2 - 3, Mise en rotation de la roue 5 On a un diapason indépendant fonctionnant d'après un principe connu. 2ème phase : On lance à l'aide de l'appareil de contrôle 21 un cou rant alternatif dans la bobine 12, et le diapason 10 qui est lié à cette bobine se met immédiatement en vi bration puisque l'on est parti du principe que ce dia pason a été construit pour être précisément extrêmement proche de la fréquence qu'on veut lui appliquer. On a à ce moment là deux diapasons qui vibrent d'une façon totalement indépendante : - le premier à la fréquence 300 Hz + ou - epsilon - le second à la fréquence 300 Hz + ou - lambda 3ème phase : Au moment du lancement du deuxième diapason, on n'aura pas, ou alors c'est un cas d'exception qu'on va retrou ver en final de cette explication, un démarrage qui va être de telle sorte que 10 soit en phase avec 1. 10 démarre donc d'une façon absolument indépendante de 1 et peut se situer soit presque en phase, soit déphasé de 900, soit déphasé de 180 ,c'est-à-dire entièrement en contre-phase. oeous ces cas, sauf le cas où il serait bien en phase, sont pratiquement les mêmes, et on a tout simplement deux diapasons qui sont attachés sur une même base mécanique mais qui vibrent chacun à leur façon. Si en effet on prend le cas extrême des diapasons en contre-phase, on peut supposer qu'entre les deux vibrations il y a une différence de 300 + 300 = 600 Hz. Ce qui revient à dire, comme il a été dit plus haut, que l'on a deux diapasons qui vibrent d'une façon tellement éloignée l'un de l'autre qu'ils n'ont aucune influence l'un sur l'autre. Ce raisonnement, employé pour faire image des deux diapasons exactement en contre-phase, peut aussi être employé pour deux diapasons ayant un certain angle de décalage. ils vibrent chacun de leur façon, sans avoir d'influence l'un sur l'autre, mais cette position est une position instable, car si elle était stable il faudrait tout simplement supposer que nous ayons lambda = epsilon, ce qui est exactement en opposition avec le problème posé, et d'ailleurs ce qui ne peut pas être. il s'ensuit donc qu'en raison de l'erreur lambda et epsilon les vibrations des deux diapasons vont petit à petit venir se mettre en phase. Le passage par la position synchronisme provoqué, par le jeu de la résonance et de la sympathie passant à travers le métal, un accrochage des deux diapasons qui vont rester en phase, et ne vont plus quitter cet accord. 4ème phase : Que se passe-t-il exactement à ce moment là ? Deux cas sont à considérer - ou bien les erreurs lambda et epsilon sont situées de part et d'autre de la fréquence de référence 300 nz. La correction que l'on charche à faire est une correc tion de lambda + epsilon, - ou bien les erreurs sont situées du même côté de la fréquence 300 Hz. La correction que l'on cherche à faire (qui s'exprime par un chiffre négatif ou positif suivant la valeur de lambda et epsilon) est lambda - epsilon. La force de contrôle émise par le diapason 10 n'a aucune action sur le diapason tant qu'il n' a pas résonance. Donc on peut avoir une force assez importante, elle ne viendra pas causer de perturbation. Par contre, au moment où on rentre en phase on a dit que, par le jeu de la résonance, les deux diapasons se mettaient en accord. il est donc necessaire qu a ce moment là l'accord se fasse sur la valeur désirée, c'est-à-dire qu'ayant un diapason avec une erreur 300 Hz + ou - epsilon (1) et un diapason contr81eur avec une erreur 300 Hz + ou - lambda (10), c'est ce dernier qui doit imposer sa fréquence à l'autre. Pour qu'il en soit ainsi il faut évidemment que ce dernier possède en lui-même une force de. vibration plus forte que celle de 1, et c'est à ce moment là que 1 va s'accrocher. Quelle erreur va être à rectifier ? Ce sera suivant les cas, comme il est dit ci-dessus - soit lambda - epsilon, cas minimum - soit lambda + epsilon, cas maximum. Quand les deux diapasons seront ainsi accroches il ne décrocheront plus, et c'est lambda + epsilon qui va procéder à la marche du système. Une extension à cette solution va se faire, qui donne une sin- plification importante à l'appareillage On a vu précédemment que le diapason 10 pouvait vibrer à la fréquence du courant, au lieu de vibrer à la fréquence du diapason 1, et il peut même vibrer à une autre fréquence qui serait soit un multiple, soit un sous-nultiple de a fréquence prévue. u moment précis où le diapason vibration 10 entre en phase avec le diapason vibration 1, cette entrée en phase n'est plus une superposition exacte, mais à ce moment là c'est l"la-~loni^lue de vibration de 10 qui va rentrer en jeu et qui va tenir "en laisse" le diapason 1. ainsi dans la Fig. 1 il a été montré sous une forme schémati quescomment le générateur de fréquence F, qui entretient le diapason, peut être corrigé par le générateur de fréquence f, lequel agit sur le diapason par l'intermédiaire de la bobine 7, cette correction étant possible compte tenu que la fréquence f est proche de la fréquence F. La bobine 3 est une bobine d'excitation pour déclencher dans F les impulsions données sur la bobine 2 qui entretient le diapason, et l'action de cette bobine 2 est modifiée par celle de la bobine 7, qui est la bobine correctrice; ce qui veut dire que les deux forces auxquelles est soumis le diapason sont des forces qui sont provoquées par la bobine 2 et par la bobine 7. Selon une variante on peut supprimer la bobine 7 et seule reste la bobine 2 à condition qu'elle reçoive le courant normal d'entretien venant de F auquel se superposeront les impulsions correctrices venant de f. Ainsi la fréquence du réseau agit directement sur les moyens de commande de la bobine d'entretien. Fn se reportant à la Fig.3 on remarque que le générateur 21 injecte ses impulsions de correction directement à l'intérieur de l'appareil électronique 4, qu'il asservit de telle manière que les impulsions de 21 emises vers la bobine 2 soient des impulsions d'entretien corrigées. La bobine 2 est donc soumise à la marche normale et en même temps à la marche correctrice, et la somme de ces deux éléments agit directement sur le bras d'entretien 9. BEVENDICATIOS 1. Dispositif à diapason auto-entretenu, caractérisé en ce qu' il est asservi à une fréquence de contrôle proche de sa fréquence propre, cette fréquence de contrôle étant fournie par le réseau, qu'elle soit celle du réseau lui-même, un multiple ou un sousmultiple. 2. Dispositif à diapason auto-entretenu selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'Il comporte un moyen d'asservissement automatique de sa fréquence en cours de fonctionnement et que ce moyen est constitué par une bobine recevant la fraquence de contrôle ve nant du réseau. 3. Dispositif à diapason selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une bobine d'entretien de diapason et une bobine d'excitation montées sur un noyau commun touchant une branche libre du dit diapason, caractérisé en ce que la bobine de contrôle est montée sur le même noyau. 4. Dispositif à diapason selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comportant une bobine d'entretien et une bobine d'ex- citation montées sur un noyau, caractérisé en ce que la bobine de contrôle est montée sur un noyau indépendant touchant également le diapason directement ou indirectement. 5. Dispositif à diapason selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il est double, qu'il comporte deux diapasons solidarisés entre eux par leur partie opposée aux extrémités libres de leur branches, les bobines d'auto-entretien étant montées en relation avec un diapason tandis que la bobine de contrôle est montée en relation avec l'autre diapason. 6. Dispositif à diapason selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la fréquence du réseau, un multiple ou un sous-multiple, agit directement sur les moyens de commande de la bobine d'entretien. 7. Dispositif à diapason auto-entretenu selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il fonctionne sous le contrôle permanent du réseau et, en cas d'absence momentanée du dit réseau, continue à fonctionner sur sa fréquence propre, puis se raccroche à la fréquence du réseau sitôt que celui-ci réapparait.