Nous arrivons maintenant au stade final du développement de l’horlogerie
électrique. William Hamilton Shortt combina deux horloges Synchronome
dont l’une, la file, accomplissait le déclenchement du bras de
gravité, et l’autre était la mère. Grâce
à son système baptisé "hit and miss" (toucher
et manquer) il pouvait établir une "communication" entre
les deux horloges.
William Hamilton Shortt (1881-1971)
En 1921, William Hamilton Shortt, un ingénieur anglais des chemins
de fer et directeur de la société Synchronome Co Ltd, réussit
à crée un système pour maintenir deux balanciers en parfaite
sympathie (brevet No 187814).
Une lame ressort est fixée à la tige du balancier de l’esclave
et une armature est attire par un électroaimant recevant son signal de
synchronisation de l’horloge mère. Le balancier de l’esclave
est maintenu en léger retard de telle sorte que, lorsque le ressort arrive
en retard contre la pointe de l’armature, il est saisi et repoussé,
accélérant ainsi la demi vibration du balancier.Si le ressort arrive plus vite, il ne sera pas pris par l’armature, d’où l’expression "hit and miss".
La tension du ressort est telle que l’avance effective est environ
le double du retard (à cause du ralentissement du balancier) accumulé
entre deux impulsions, si bien que l’engagement (le “hit”)
a lieu environ à chaque deuxième oscillation.
A droite, nous voyons une Synchronome ordinaire (la file) à laquelle
on a ajouté la lame ressort et le système 
“hit and miss”.
A gauche, nous voyons le balancier libre (la mère) placé dans
un tank sous vide. Il n’y a pas de roue à rochet ici mais seulement
un électroaimant pour libérer le bras de gravité.
animation
Les expériences conduites par Shortt ont montré qui si le vide est maintenu à 3 cm de mercure, l’énergie consommée par la flexion de la suspension est égale à l’énergie nécessaire pour mouvoir les molécules d’air résiduelles; en conséquence, il n’y a pas besoin d’un vide plus complet.
Lorsque, à chaque demi minute, le doigt a fixé à la roue à rochet b libère le bras de gravité c, le balancier esclave reçoit une impulsion. Ensuite, le bras de gravité touche la vis de contact d de l’armature e. L’électroaimant f est maintenant énergisé et remonte le bras de gravité. Au même moment, l’électroaimant g du balancier libre est énergisé et libère le bras de gravité h du balancier libre qui est en train de passer par le point zéro sur son chemin vers la gauche. Le rubis j fixé à la fin de ce bras de gravité tombe sur une petite roulette fixée à l’étrier supporté par le balancier. L’impulsion commence quand le rubis atteint la périphérie de la roulette et se termine quand il en tombe.
Le bras de gravité tombe alors sur le doigt k et libère le levier m, qui en tombant remonte le bras de gravité sur son loquet. A la fin de la chute, un contact est fermé avec l’armature p et le levier m est remonté par l’électroaimant r.
Lorsque l’électroaimant r est énergisé, les aimants s et t le sont également. Ce sont eux qui font avancer les aiguilles et retirent contre le bas l’armature v du synchroniseur “hit and miss”.
On réalise le temps considérable qui s’écoule entre la libération du bras de gravité h et l’opération du remontoir qui remet en place le bras m. Il est de 0.7 à 0.8 s, temps durant lequel le balancier esclave, qui était en train de passer par le point zéro sur son chemin vers la droite, complète son oscillation et retourne vers le point zéro pour accomplir la comparaison qui détermine s’il faut une correction ou non.
Lorsque le balancier esclave est en retard, la lame ressort z sera attrapée et repoussée par l’armature v, ce qui accélère sa demi vibration. S’il est en avance, rien ne se passe.
Si l’on néglige l’énergie nécessaire à la flexion de la suspension et celle pour remuer l’air résiduel, le balancier est libre est n’a aucun travail à effectuer! La seule interférence à sa liberté qu’il faut accepter est celle de l’impulsion donnée par le bras de gravité à chaque demi minute.
L’introduction du balancier libre de Synchronome-Shortt fut un grand
pas en avant. Une centaine environ de ces horloges furent construites. La
première fut installée à l’observatoire d’
Edimbourg. D’un seul coup, la précision de la mesure du temps
atteignait le millième de seconde par jour et il ne fallut pas longtemps
avant que beaucoup d’observatoires à travers le monde installent
de telles horloges.
| Introduction |
| Electricité et magnétisme |
| Electricité et horlogerie |
| A. Horloges électrostatiques |
| B. Les premiers inventeurs |
| C. Indépendance de l'état de batterie |
| D. Fiabilité du contact |
| E. Synchronisation |
| F. Roue à rochet et impulsion |
| G. Le premier balancier libre |
| H. Le balancier libre de Shortt |
| Conclusion |
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| page 2. |
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