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Balancier à moment d'inertie réglable La présente invention concerne un balancier à moment d'inertie réglable.
Une forme de construction connue depuis longtemps des régulateurs consiste à monter sur l'axe du balancier un levier de régulateur oscillant et comportant un élément qui vient en contact avec le ressort spiral, de sorte que le mouvement du levier du régulateur fait varier le point du ressort spiral où cet élément vient en contact avec lui et fait ainsi varier la longueur efficace du ressort spiral entre l'élément du régulateur et son point d'attache sur le balancier, par exemple le collet du ressort sur l'axe du balancier. Ce réglage effectué en faisant varier la longueur efficace ou de fonctionnement du ressort spiral a de graves inconvénients. Par exemple cette variation de réglage donne lieu à une erreur isochrone, en particulier si l'élément du régulateur est formé par des chevilles sans attache avec le ressort spiral.
De même, il est nécessaire, avec ces régulateurs, que le ressort spiral soit réglé et que sa forme soit déterminée avec précision sur toute la longueur de sa portion avec laquelle l'élément est susceptible de venir en contact entre les limites de réglage prévues.
On sait depuis longuemps qu'on se sert de balanciers de montre pour régler la vitesse du mouvement d'un indicateur ou autre dispositif et pour régler la vitesse du balancier lui-même par des vis amovibles ou réglables ou éléments analogues. Ces vis sont serrées à fond et se dirigent radialement par rapport à l'axe du balancier et on les fait tourner pour régler avec précision la marche de la montre, en faisant varier le moment d'inertie. Ces formes de construction sont coûteuses à fabriquer, ne permettent qu'une marge de réglage limitée et chaque vis doit être réglée indépendamment, mais en agissant sur les vis, par exemple diamétralement opposées, de façon à maintenir l'équilibre du balancier.
Le balancier objet de la présente invention est caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre autour de l'axe du balancier, le premier élément présentant au moins une partie en forme de spirale centrée sur l'axe du balancier, le second élément présentant au moins une partie dirigée transversalement à la partie en spirale dans la région où elle peut se trouver au droit de celle-ci et un élément guidé en même temps par la partie en spirale et par la partie transversale, de sorte que le mouvement relatif de la première et de la seconde desdites parties a pour effet de rapprocher ou d'éloigner de l'axe du balancier ledit élément.
Dans ce balancier le ressort spiral peut rester en principe invariable mécaniquement et on règle la vitesse en faisant varier le moment d'inertie du balancier. On réalise ainsi une forme de construction qui remplit les conditions d'un réglage de précision de la marche de la montre, qui est facile à fabriquer et à assembler à peu de frais et est susceptible d'effectuer le réglage de la marche de la montre sans modifier l'équilibre du balancier. Cette forme de construction ne comporte pas de vis coûteuses et il résulte de leur absence que le métal du balancier est mieux réparti et est maximum à la périphérie, en améliorant ainsi le rapport entre le moment d'inertie et la masse totale de l'ensemble du balancier.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention. Dans ce dessin La fig. 1 est une vue en plan d'un balancier comportant des éléments de réglage qui sont représentés
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dans deux positions en traits pleins et en pointillés, tandis que le ressort spiral et son collet sont supprimés pour rendre la figure plus claire.
La fia. 2 est une coupe diamétrale suivant la ligne 2-2 de la fia. 1, le ressort spiral étant représenté. La fia. 3 est une vue en bout de la roue du balancier des fia. 1 et 2.
La fia. 4 est une vue en perspective d'un poids du balancier de la fia. 1 observé d'un point situé au-dessus de ses plans de bout.
La fia. 5 est une vue en perspective d'un poids du balancier de la fia. 1 observé d'un point situé au-dessous de ses plans de bout.
La fia. 6 est une élévation latérale du levier du régulateur de la fia. 1, à l'état non assemblé. La fia. 7 est une vue en plan d'une autre forme de construction correspondant à la fia. 1.
La fia. 8 est une coupe de la forme de construction de la fia. 7 correspondant à la coupe de la fia. 2.
La fia. 9 est une vue en plan à plus grande échelle d'une partie de la fia. 7.
La fia. 10 est une coupe suivant la ligne 10-10 de la fia. 9.
La fia. 11 est une vue en plan, correspondant à la fia. 1, d'une troisième forme de construction, et la fia. 12 est une coupe de la forme de construction de la fia. 11 suivant la ligne 12-12 de cette figure.
La roue 10 du balancier des fia. 1 à 6 est montée sur une partie 11 de l'axe 12 du balancier. Le ressort spiral 13 est fixé à son extrémité intérieure sur un collet 14 de l'axe 12 du balancier et à son extrémité extérieure sur une cheville 15 qui est fixée d'une manière connue sur une platine de la montre, par exemple sur le pont du balancier (non représenté). La roue du balancier de la forme de construction représentée comporte des bras en spirale 16 disposés entre sa serge et sa partie axiale et d'une largeur constante suivant l'arc de réglage, lequel est supérieur à 180- dans la forme de construction représentée. Ces bras 16 constituent un premier élément de l'ensemble du régulateur.
Un second élément est formé par un levier de réglage 17 mobile autour de l'axe du balancier et comportant des bras diamétralement opposés 18, dirigés suivant une corde dans la forme de construction représentée par rapport à l'axe du balancier et passant par-dessus les bras 16 sur toute la longueur de l'arc de leur mouvement relatif. Ce premier et ce second éléments sont concentriques et symétriques par rapport à l'axe du balancier. Les troisièmes éléments de l'ensemble du régulateur sont formés par des masses 20 qui peuvent être fabriquées mécaniquement en série et identiques.
Les masses 20 (fia. 4 et 5) comportent une périphérie circulaire formée par une surface 21 échancrée aux extrémités supérieure et inférieure de la masse de façon à former deux pattes supérieures 22 et deux pattes inférieures 23, diamétralement opposées, les pattes supérieures étant disposées à 90 des pattes inférieures par rapport à l'axe général de la surface 21. Les surfaces intérieures 24 des pattes supérieures sont parallèles entre elles et à l'axe commun et forment entre elles une rainure recevant étroitement un bras 18 qui peut s'appliquer contre les surfaces plus basses 25 qui déparent les pattes. Les surfaces radiales 26 des pattes supérieures 22 ont une forme en arc de cercle et sont échancrées et ce sont elles qui servent à déterminer le poids de la masse 20.
Les surfaces intérieures 27 des pattes inférieures ont une forme en arc de cercle d'un rayon un peu plus petit que le rayon de courbure des bras 16 qui, ainsi qu'on peut le voir, sont symétriques, de sorte qu'on peut monter la masse dans une position ou dans l'autre, dans laquelle les pattes 23 forment une rainure recevant étroitement un bras 16 qui peut également reposer sur les surfaces 28 dans un plan radial entre les pattes 23. Les portions centrales des surfaces 27 comportent une échancrure ou évidement 29 formant une ouverture axiale dans la masse 20 et séparant les paires de surfaces 25, 25 et 28, 28.
La serge de la roue du balancier comporte en coupe un rebord 30 dirigé en dedans dans les plans des bras 16, et les extrémités 31 du levier 17, en métal à ressort, sont rabattues vers ce rebord 30 pour venir en contact de friction avec lui sous l'action élastique du levier 17 dans des plans axiaux. Une rondelle d'assemblage comportant une tête de plus grand diamètre 32 et une partie d'écartement de plus petit diamètre 33 s'ajuste étroitement sur l'axe 12 du balancier. La partie 33 se loge dans un trou circulaire central 34 du levier 17 et forme un support de pivotement de ce levier pendant son mouvement autour de l'axe du balancier, la longueur axiale de la partie 33 étant supérieure à l'épaisseur du levier 17.
La tête 32 sert ainsi de butée exerçant un effort sur le levier 17 pendant l'assemblage et assurant le contact de friction entre les extrémités 31 du levier et la surface du rebord 30.
Les éléments sont faciles à assembler. On pousse la roue 10 du balancier avec ses bras 16 sur la partie 11 de l'axe 12, en supportant les éléments sans attache par un gabarit qui peut consister en une surface plane percée d'un trou de passage de l'axe. On pose une masse 20 sur chaque bras 16, On fait glisser un levier 17 sur l'extrémité supérieure de l'axe 12 et on amène les masses en face des bras 18 du levier. On pose une rondelle d'assemblage 32, 33 en faisant pénétrer la partie 33 dans le trou central du levier 17.
Cette rondelle peut être elle-même posée
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à frottement dur sur l'axe 12 ou à frottement doux sur le collet 14 du ressort spiral de façon à le maintenir en place. Dans les deux cas, on pousse la rondelle 32, 33 de haut en bas jusqu'à ce que la partie 33 s'applique contre la roue du balancier, en établissant ainsi un contact électrique de maintien du frottement entre les extrémités 31 du levier et le rebord 30. On termine l'assemblage en poussant dans sa position le collet 14 avec le ressort spirale 13 et la cheville d'attache 15. On remarquera que le ressort spiral, le collet et la cheville peuvent être assemblés au préalable, en réglant leurs positions relatives avec précision et la longueur efficace du ressort spiral.
Cet assemblage peut s'effectuer dans n'importe quelle position relative des masses 20 sur les bras 16. Lorsqu'il s'agit d'assembler un groupe de montres ou autres dispositifs d'horlogerie semblables avec les tolérances habituelles, l'ouvrier qui exécute l'assemblage peut faire venir le levier 17 dans une position déterminée le long des bras en arc de cercle 16, en montant ainsi l'ensemble du balancier dans l'ensemble du mouvement. Si l'ouvrier a choisi la position A en pointillé de la fig. 1, les masses 20 occupent une position voisine de sa position en dehors maximum, les rayons de giration ont une valeur voisine de leur valeur maximum et par suite la vitesse de tous les dispositifs est en principe inférieure à la vitesse normale.
Si l'ouvrier régleur constate un retard de 2 minutes par jour, indiqué par exemple par une machine d'essai, et sachant qu'un mouvement du levier 17 de 180 d'arc dans la forme de réalisation représentée correspond à une avance ou à un retard de 8 minutes environ par jour, avec un poids donné des masses 20, il effectue un réglage d'essai en faisant tourner le levier de 45,, dans le sens des aiguilles d'une montre par rapport aux bras 16, tout en maintenant à l'arrêt la serge du balancier.
Il en résulte que les masses 20 glissent le long des bras 16 et viennent en dedans sur eux dans le sens radial et que ces masses re- çoivent un mouvement radial en dedans par rapport à l'axe du balancier pour venir dans la position en traits pleins de la fig. 1, de sorte que le rayon de giration efficace de l'ensemble des masses diminue. Il exécute un autre essai et un mouvement relatif de faible amplitude du levier 17 dans le sens ou en sens inverse des aiguilles d'une montre permet de réaliser un réglage de grande précision.
La serge de la roue du balancier, telle qu'elle est représentée sur les fig. 1 et 2 comporte un rebord cylindrique 35 muni de traits de scie espacés 36 le long de sa surface de bout et coopérant avec les extrémités du levier 17, en forme de pointe, pour permettre à l'ouvrier régleur de déterminer plus facilement l'amplitude du mouvement angulaire de réglage.
La roue du balancier, les bras et les éléments de de l'axe de la forme de construction des fig. 7 à 10 sont semblables à ceux des fig. 1 à 6. Le levier du régulateur 37 comporte des fenêtres 38 dans ses bras diamétralement opposés. Chaque masse 40 (fi-. 9 et 10) comporte dans sa partie supérieure une patte circulaire 41 qui s'ajuste étroitement dans une fenêtre 38 et dans sa partie inférieure des pattes 42 diamétralement opposées qui forment entre elles une rainure logeant un bras 16 comme précédemment.
Les surfaces intérieures 43 des pattes sont en arc de cercle d'un rayon un peu plus petit que le rayon de courbure minimum d'un bras 16, et sont symétriques et convexes comme précédemment de façon à permettre de les assembler et de les réas- sembler sans avoir à choisir la position. Le levier de réglage 37 est de préférence en métal à ressort et est bombé comme précédemment de façon qu'au cours de l'assemblage ses extrémités 44 viennent en contact élastiquement et avec frottement avec le rebord 30 de la serge. Les éléments peuvent être assemblés et réglés de la manière décrite ci-dessus.
Le levier 47 de la forme de construction des fig. 11 et 12 est monté à rotation comme précédemment autour de l'axe du balancier, sur une rondelle d'assemblage 32, 33 semblable à la rondelle précédente. Ses bras comportent des fenêtres en spirale 48 dans lesquelles pénètrent des parties supérieures cylindriques 49 des masses 50 qui comportent dans leurs parties inférieures des fenêtres logeant les bras dirigés radialement 51 de l'ensemble de la roue du balancier. Les extrémités extérieures du levier 47 peuvent être rabattues vers le bas comme précédemment pour venir en contact élastique de friction avec le rebord 30. Les opérations d'assemblage et de réglage sont les mêmes que précédemment.
Les bras dirigés radialement de la roue du balancier des diverses formes de construction peuvent être élastiques de façon à fléchir sous l'effet de chocs reçus par le mouvement, sans que les efforts d'inertie ou de force vive soient reçus et transmis sous forme de chocs brusques aux axes et aux portées. De même, les leviers de réglage peuvent être élastiques, de façon à retenir les masses dans leurs positions de réglage.
Si la vitesse et l'équilibre des balanciers s'effectuent au moyen de vis de la manière décrite ci- dessus, l'ouvrier régleur dispose dans la pratique de groupes de vis de même forme et de même poids dans chaque groupe, mais dont les poids des groupes sont différents. Si donc une forte erreur d'avance ou de retard doit être corrigée au-delà des possibilités du levier de réglage sur l'axe du balancier, le régleur peut dévisser deux vis existantes diamétralement opposées et les remplacer par des vis d'un groupe de masse plus grande ou plus petite.
On peut prévoir des masses de dimensions et formes identiques, mais formant des groupes en métaux différents, par exemple en alliages de poids spécifiques différents, de façon qu'on puisse effectuer des remplacements, en remarquant toutefois que grâce à la disposition décrite, les masses de remplacement occupent toujours
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exactement les même positions symétriques par rapport à l'axe du balancier et que, par suite, le régleur n'est plus obligé de rétablir l'équilibre de l'ensemble du balancier, par exemple en notant avec soin le nombre de tours reçus par chaque vis.