Elektrisk ur

Elektrisk ur Billede i infobox. Acutron og Hisonic elektriske ure
Type Holde øje
brug
Brug Urmageri

Den elektriske bevægelse ur er en teknologi urmager, der var populær før ankomsten af den quartz ur . I et elektrisk ur forbliver tidsmåling mekanisk baseret på en balance eller en stemmegaffel . Imidlertid er energikilden ikke længere et hovedkilde , den er elektrisk. Elektriske ure blev med succes markedsført i lidt over et årti fra slutningen af 1950'erne til begyndelsen af 1970'erne .

Producenterne, der er mest involveret i denne teknologi, er især Hamilton ( USA ), Bulova (USA), Lip ( Frankrig ) og Ébauches SA ( Schweiz ). Elektriske ure har ført til forbedringer i batteriteknologien og til miniaturisering af komponenter, spoler og kontakter. Imidlertid forsvandt denne sektor ganske pludselig med fremkomsten af ​​kvartsmodeller.

Denne teknologi bør ikke forveksles med den for et elektrisk ur, hvor tiden måles ud fra frekvensen på det elektriske netværk, og som derfor ikke inkluderer nogen reguleringsanordning (såsom en balance eller et kvarts).

Oprindelse

Fra XIX th  århundrede, urmagere forsøge at integrere elektrisk strøm til deres kreationer. Det første elektriske pendulur blev oprettet i 1840 af den skotske opfinder Alexander Bain . The Clock Shortt , præsenteret i 1921, bruger en helt fri pendul (ikke tilsluttet en mekanisme) og vakuum, herunder vedligeholdelse og "læsning" er elektromekaniske. Det er det mest præcise middel til måling af tid i tyve år, hvilket gør det især muligt for første gang at måle variationerne i jordens rotationshastighed . I 1934, de Lip og Ericsson selskaber gået sammen om at markedsføre en reception ur , den mekaniske undslipningsprocent af som blev opretholdt af en elmotor.

Forskning til udvikling af et elektrisk armbåndsur begyndte lige efter Anden Verdenskrig i Elgin i USA og i Lip i Frankrig , hvor de to virksomheder samarbejdede i en periode om emnet. De involverer en miniaturisering af elektriske elementer samt udvikling af nye elektriske celler, der er i stand til at levere en meget lav strøm i flere år. Samarbejde med industrien Leclanché er i gang om batterier.

Elektriske ure med motorbalance

Elektriske ure med en motorbalance, hvoraf flere varianter har eksisteret, bevarer et reguleringsorgan svarende til et klassisk ur: en balance knyttet til en spiralfjeder , der svinger med en frekvens i størrelsesordenen 5 hertz, og hvis indstilling er s ' udført ved at ændre spiralfjederens slag ved hjælp af en ketcher . Innovationen ligger i opretholdelsen af ​​en elektromagnets bevægelse af balancen . I en klassisk mekanisk bevægelse er balancen en regulator  : den begrænser bevægelsen af undslapshjulet . I en elektrisk bevægelse er det også en motor , der driver hele mekanismen. Der er to kategorier af sådanne mekanismer, bevægelig spole eller fast.

Bevægelig spole

Hamilton markedsførte i 1957 ure udstyret med Hamilton 500 kaliber med bevægelig spole. Elektromagneten er integreret med balancen. To ledninger fastgjort til pladen og kommer i kontakt med stifter, der er fastgjort til vægten, som kortvarigt etablerer en strøm i spolen og skaber en tiltrækning mellem den og en magnet, der er fastgjort til pladen, og som opretholder bevægelsen. Udover Hamilton produceres bevægelser af denne type af virksomhederne Timex og Epperlein. I Sovjetunionen producerede Slava en kopi af Hamilton-bevægelsen, Slava 114 ChN.

Timex, et amerikansk firma, var dengang specialist i billige ure, der producerede meget rustikke bevægelser uden brug af rubiner med en Roskopf- undslipning . Det var på det tidspunkt den største producent af ure i verden. Rækken af ​​elektriske bevægelser udviklet af Timex følger, hvis den bruger det samme princip som Hamilton-bevægelsen, en logik med billig konstruktion; produktionen flyttes også ret hurtigt til Taiwan .

Fast spole

Varianten med fast spole blev markedsført i 1958 af Lip med R27 kaliber. Et af de første ure udstyret med denne bevægelse blev tilbudt General de Gaulle . Diagrammet til højre viser de to trin i betjeningen af ​​balancehjulet i R27-bevægelsen. På tegningen til venstre er det elektriske kredsløb åbent, og balancen følger dens bevægelse, drevet af spiralfjederen (ikke vist). På tegningen til højre for en bestemt position af vægten har pladen, der er fastgjort til vægten, deformeret kontaktledningen og lukket kredsløbet. De to spoler fungerer derefter som elektromagneter . Enheden dannet af det magnetiske hjerte og balancen danner derefter et magnetisk kredsløb , og et moment udøves på vægten, fordi det har tendens til at placeres vandret for at maksimere den magnetiske flux . En diode gør det muligt at undgå et for voldsomt elektrisk stød, når kredsløbet åbnes igen, induktansen skaber derefter en overspænding.

R27 har et højt strømforbrug til det punkt, at det kræver to batterier, hvilket giver sagen en usædvanlig form. Men i 1960 dukkede en forbedret bevægelse op, Lip R148, som kun krævede et batteri og således blev holdt i formatet 11 og en halv linje (dvs. en diameter på 25,6  mm ). Det har også en version med et datostempel, R184. Disse bevægelser er installeret i en lang række ure hos Lip: et Marie Curie guldur , en hyldest til forskeren, der et halvt århundrede tidligere havde samarbejdet med den franske fremstilling for at introducere selvlysende radiummalinger , versioner af Nautic-ski dykning ur, ure med en gennemsigtig urskive, der viser bevægelsen osv.

Den første schweiziske elektriske bevægelse blev markedsført i 1961 (Hamilton var stadig et amerikansk firma på det tidspunkt): det var Landeron 4750 fra Ébauches SA . Hvis driftsprincippet er det samme, er bevægelsen en helt anden end Lip. Den solenoide er næsten cirkulær, og resten har et indlæg fremstillet af jernholdigt materiale, og ikke en simpel bar. Disse bevægelser bruges af mange mærker. I nogle tilfælde bruges et genopladeligt batteri som erstatning for et batteri.

Citizen , i Japan, påbegyndte igen denne teknologi i 1966 med Citizen X-8. Denne model er især valgt for at have fået et par år senere en titanium- sag , en første i branchen.

Transistorisering

Første generations bevægelser (hvad enten de er faste eller bevægelige spoler) har en stor svaghed: en gnist dannes i enden af ​​kontaktledningen med hver veksling af balancen. Enhedens levetid er kort, og strømforbruget er også ret højt. Den næste generation af bevægelser (fast spole) forbedrer disse aspekter i høj grad, hvilket eliminerer mekanisk kontakt. Vægten bærer en lille magnet, som passerer foran spolerne og skaber en meget svag strøm. Denne strøm forstærkes af en transistor, der leverer strømmen til spolerne. Transistoren er stadig en komponent ifølge den nylige opfindelse: dens første forbrugerapplikation, en bærbar radiomodtager , stammer fra 1954 . Bevægelser af denne type er produceret af Lip, Seiko , Citizen og Ébauches SA .

Hos Lip implementeres denne teknik på R50 kaliber, en lille bevægelse beregnet til dameure. Denne bevægelse slår 6 vibrationer i sekundet (mod 5 for R27, R148, R184) og har 14 juveler . Flere versioner er tilgængelige, med eller uden sekundvisere og datoangivelse. Indført i 1970 mødte denne bevægelse kort succes og blev solgt til andre urmærker, især Waltham i USA . Ébauches SA, der har investeret i Lip hovedstad, sælger bevægelsen på sin side under referencen 9190. Citizen ændrer også sin X-8 bevægelse for at vedtage transistoren.

Elektrisk tuning gaffel ur

Den Bulova Accutron (sammentrækning af nøjagtighed og elektronisk ) bruger en meget anderledes teknologi. Dens opfinder er ingeniøren Max Hetzel, der er ansat i den schweiziske afdeling af det amerikanske firma Bulova. I 1952 bad hans ledelse ham om hans mening om de elektriske pendulure, som især Lip udviklede. Han mener, at da deres reguleringsorgan forbliver nogenlunde identisk med et klassisk ur, giver de ikke nogen væsentlig gevinst med hensyn til præcision. På det tidspunkt forblev præcision det største salgsargument for urmagerfirmaer, der årligt konkurrerer i kronometri-konkurrencer , organiseret i observatorier , hvor stjernernes bevægelse tjener som referencer.

Den regulator (og motor) at Max Hetzel motiver i respons ikke en balance, men en lille stemmegaffel med en længde på 3  mm , hvis frekvens er fastsat til 360  Hertz. Tuninggaffelens bevægelse opretholdes af to elektromagneter, som skaber en kraft på de to permanente magneter, der er placeret i slutningen af ​​tuninggaffelens grene. En lille skralde, der er fastgjort til tuninggaffelen, kommer med hver vibration af sidstnævnte til at føre flugthjulet frem med en tand. Dette hjul har 300 tænder, så det udfører 1,2 fulde omdrejninger pr. Sekund. Det var, for tiden, en meget høj frekvens mekanisme, bemærkelsesværdigt i historien om mikromekanik og en af de første masseproducerede elektromagnetiske mikro- aktuatorer . Den kvalitet faktor denne oscillator er i størrelsesordenen 3000, ti gange bedre end for en balance, det er nøglen til den forbedrede præcision af disse bevægelser. Den daglige drift af denne bevægelse er kun få sekunder.

I 1960'erne samarbejdede Bulova med NASA inden for rammerne af Apollo-programmet  : mens urene, som astronauter bærer på deres håndled, er Omega, bruges Accutron-tuningsgaffelbevægelsen som en kilde til tidsmåling i forskellige instrumenter ved kanten af månemodulet. .

I 1969 markedsførte Ébauches SA en bevægelse, der opererer efter det samme princip (efter at have købt patentlicensen fra Bulova) med en tuninggaffel på 300  Hertz, 9162, hvorfra en kronografversion , 9210, blev afledt. Flere schweiziske mærker fremstillet brug af disse bevægelser, herunder Eterna , Longines , Omega , Tissot . Bulova vil også sælge licenser til sin teknologi til Universal Genève og Citizen .

En mere avanceret tuninggaffelbevægelse blev bragt på markedet af Omega i 1972. Omega 1220 Megasonic blev også udviklet af Max Hetzel, der i mellemtiden var blevet afbrudt. Frekvensen fordobles til 720  Hz . Derudover elimineres den mekaniske kontakt med flugthjulet, et lille system baseret på magneter sikrer dets kørsel ved indstillingsgaffel uden mekanisk slid.

Tuning gaffelure har to meget genkendelige egenskaber. Den ene er bevægelsen af sekundviseren, som er visuelt perfekt kontinuerlig, i stedet for at bevæge sig frem i brøkdel af sekunder (afhængigt af balancehjulets frekvens) på rent mekaniske ure. Den anden er deres lyd  : i stedet for den sædvanlige tikkende af en undslippe udsender de en dæmpet brummer, der er synlig ved at holde uret op til øret . Sloganet "  The Watch That hums  " ("Uret surrer") bruges også til markedsføring af Bulova Accutron, De Forenede Stater.

En kortvarig succes

Selvom de opfattes, da de blev frigivet, som meget innovative, havde elektriske ure kun en kort succes. Allerede før 2. verdenskrig begyndte brugen af ​​en kvartskrystal som en piezoelektrisk oscillator, der giver en ekstremt præcis reference, at blive undersøgt i laboratoriet. I Japan , Seiko skabt en forskergruppe i 1959 at udvikle denne teknologi, og en bærbar kvarts kronograf blev udviklet lige i tide til brug i løbet af de Sommer-OL 1964 i Tokyo .

I 1969 markedsførte Seiko det første kvartsur ( Seiko Astron ), lidt foran de mange konkurrenter, der arbejder på denne teknologi. Det markerer et spring i både præcision og omkostningsreduktion, hvilket gør elektriske bevægelser forældede og forstyrrer hele branchen. Således præsenterede Lip sin prototype kvartsur med navnet Exachron i 1972 og opgav al udvikling på elektromekaniske ure, som gradvist forsvandt fra kataloget i de følgende år. Det samme gælder for alle konkurrenter.

Noter og referencer

  1. (in) RW Burns, "  Alexander Bain, A Most genious opfinder and meritorious  " , Engineering Science and Education Journal , vol.  2 n o  21993, s.  85-93.
  2. Edmond Guyot, "  Præcisionen af astronomiske penduler  ", La Fédération horlogère suisse , n o  47, 56 th  år,20. november 1941, s.  407 ( læs online )
  3. Marie-Pia Coustans, Lip, timer at fortælle , Grenoble, Glénat ,2017, 223  s. ( ISBN  978-2-344-02113-2 og 2-344-02113-2 , OCLC  993050714 , online præsentation )
  4. (i) US patent 2662366A "Elektrisk ur" Fred Koehler Hamilton Watch, udstedt 15. december 1953
  5. (i) US patent 2577703A "Elektrisk ur" Arthur Fillinger for Hamilton Watch, udstedt 4. december 1951
  6. (i) US patent 2954664A "Magnetic Circuit til en elektrisk armbåndsur," Philip E. Biemiller og James H. Reese Hamilton Watch, udstedt 4. oktober 1960
  7. "  Slava 114ChN Russian Clone  " (en-US) , fra elektriske ure (adgang 21. november 2020 )
  8. François Burgat, Struktur af den globale urmagerforsyning og markedsform, THESIS præsenteret på Det Juridiske Fakultet for at opnå en grad som doktor i økonomiske videnskaber , Biel, Neuchâtel Universitet,1973, 211  s. ( læs online [PDF] ) , s.  18
  9. François Burgat, Struktur af den globale urmagerforsyning og markedsform, THESIS præsenteret på Det Juridiske Fakultet for at opnå en grad som doktor i økonomiske videnskaber , Biel, Neuchâtel Universitet,1973, 211  s. ( læs online [PDF] ) , s.  55
  10. Elodie Baërd , "  General de Gaulle's læbeur antænder auktionerne  " , på Le Figaro.fr ,12. juli 2019(adgang 19. februar 2020 )
  11. (in) Patent CH 314051A "motor elektrisk cirkulært pendulur," Paul Dargier St. Vaulry for Lip Watch, udstedt 31. maj 1956
  12. (De) "  Arkiv: Watch Movements: Landeron 4750  " , på ranfft.de (adgang 13. marts 2021 )
  13. (en-US) "  Batterier til Landeron Electrics  " , på elektriske ure (adgang til 13. marts 2021 )
  14. (i) "  Citizen Watch Story  " [PDF] ,2013 : ”  I maj 1970 markedsførte Citizen X-8 i et titanium-etui, det første nogensinde titaniumur.  » , P.  7/8
  15. (i) US patent 3098185A "Elektrisk ur SOM transistor styret kontakt" Roderick Jackson Hamilton Watch, udstedt den 16. juli 1963.
  16. "Transistoren erobret til at erobre Frankrig: La radio nomade (1954-1970)" [arkiv], på franceculture.fr, april 2012 (adgang til 28. februar 2018)
  17. (i) "  Citizen Watch Story  " [PDF] ,2013 : ”  Citizen fulgte X-8 med X-8 Cosmotron i 1967, en mands transistoriseret ur med fire magneter på vægten og to faste spoler.  » , P.  6/8
  18. (in) Carlene Stephens og Maggie Dennis , "  Engineering Time: Inventing the Electronic Wristwatch  " , The British Journal for the History of Science , vol.  33, nr .  4,2000, s.  477–497 ( ISSN  0007-0874 , abstrakt )
  19. "  Konkurrence fra 1953 til 1968  " , Chronometry Service of the Geneva Observatory (hørt den 13. marts 2021 )
  20. (en) US patent 2791732A
  21. (i) Albert P. Pisano , "  resonansstrukturen-mikromotorer: historisk perspektiv og analyse  " , sensorer og aktuatorer , vol.  20, n knogle  1-2,November 1989, s.  83–89 ( DOI  10.1016 / 0250-6874 (89) 87105-7 , resumé )
  22. "  Historien om Bulova-mærket siden starten  " , TimeTicker (adgang 13. marts 2021 )
  23. (in) "  Arkiv: Watch Movements: ETA ESA 9162  " , på ranfft.de (adgang 21. november 2020 )
  24. (in) "  Arkiv: Watch Movements: Omega 1255 (9210 ETA-ESA)  " , på ranfft.de (adgang 21. november 2020 )
  25. (en-US) “  Ebauches SA (ESA)  ” , elektriske ure (adgang 12. marts 2021 )
  26. (in) "  Omega Megasonic  " på hknebel.de (adgang 13. marts 2021 )
  27. (in) "  Bulova" Accutron Astronaut Mark II "  " , Father Time Antiques (adgang 21. november 2020 )

Se også

Relaterede artikler

eksterne links