Les horloges portatives
Définition
Les horloges portatives sont des horloges de petites dimensions, dans lesquelles le poids moteur est remplacé par un ressort - spiral, dont la force de traction joue le rôle de force motrice.
Taqi-al-Din distingue deux catégories pour ses horloges portatives :
A - Les horloges sans corde
Description
Une horloge sans corde se compose des éléments suivants:
a - Le tambour ou barillet
C'est une pièce métallique cylindrique en forme de tambour appelé barillet, qui sert à recevoir le ressort spiral moteur de l'horloge, soit (A) sur le schéma. Ce barillet est fixé sur la roue dentée (B), à cette fin son fond porte deux ou trois tenons qui servent à la river sur cette roue. L'ouverture du barillet est fermée par un couvercle qui entre solidement dans trois chevilles fixées sur son périmètre. Un axe métallique passant par le centre d'inertie du couvercle et celui du fond de la barillé ainsi que celui de la roue (B) forme L'axe de rotation du système. Les trous de ces centres d'inertie sont consolidés par des petits cubes métalliques qu'on appelle ''tétine'' afin d'assurer la bonne rotation de l'axe .
b - Le ressort
Le ressort, moteur des horloges portatives, est une longue lame de fer ou d'acier trempé, pliée en spirale. Sa largeur doit être légèrement inférieure à la hauteur du barillet. Sa longueur est telle que, une fois enroulé en spires non jointives, elle entre facilement dans le barillet sans frotter sur ses bords. L'extrémité intérieure de cette lame est fixée à l'axe de rotation du barillet, tandis que l'autre extrémité est soudée à un crochet fixé à l'intérieure du barillet.
c - La roue motrice
Cette roue est celle qui s'applique au fond du barillet. Soit (B) cette roue. Notons que son périmètre porte 45 dents triangulaires et dépasse légèrement le périmètre du barillet.
Les dents de la roue motrice (B) s'engrènent avec celles du pignon (a) dont l’axe porte la roue (D). Cette dernière roue a 45 dents et porte sur sa surface quatre chevilles qui indiquent que la durée d'une révolution de cette roue est de quatre heures. La roue (D) engrène avec le pignon (e) de six dents dont l'axe porte la roue secondaire (G) de 50 dents qui s'engrènent avec les cinq dents du pignon (g). Ce dernier pignon porte sur son axe la roue de champs (E) de 45 dents qui s'engrènent avec celles du pignon (d) de cinq dents. L'axe de ce dernier pignon porte la roue de rencontre (R) de quinze dents.
d - Le balancier
Le balancier est formé d'un cerceau métallique sur lequel on a fixé deux barres rectangulaires qui se croisent à angle droit. Une tige verticale, fixée au centre d'inertie (o) du cerceau, porte deux palettes (g et h) qui font échappement avec la roue de rencontre (R).
e - La roue du cadran
On ajoute à l'extrémité de l'axe de la roue principale un pignon dont les dents s'engrènent avec une roue qui porte sur son axe l'aiguille des heures qui doit se déplacer devant un cadran gradué.
e - La roue du cadran
On ajoute à l'extrémité de l'axe de la roue principale un pignon dont les dents s'engrènent avec une roue qui porte sur son axe l'aiguille des heures qui doit se déplacer devant un cadran gradué.
le système d'engrenage le cliquet et son rochet la clé et son rochet
Figure tirées du traité de Taqi al-Din
reconstitution de l'horloge portative sans corde (d'après la description de Taqi al-Din )
Fonctionnement
Le tambour (A) ou barillet roule sur un arbre placé dans la cage de l'horloge. Cet arbre porte un crochet qui s'accroche à l'ouverture intérieure du ressort moteur; de sorte qu'en faisant tourner cet arbre, on bande le ressort. A cet effet , l'arbre porte en dehors de la platine un pivot prolongé dont la partie excédante à la platine prend la forme d'un carré, dans ce carré entre un rochet d'encliquetage sur lequel agit un cliquet et un arc flexible pour arrêter l'action du ressort (voir figure ci-dessous) . Ainsi le ressort agit seulement sur le barillet. De même le bout de l'arbre du tambour porte une carré dans laquelle on introduit la clé pour rebander le ressort moteur .
Pour faire fonctionner l'horloge, il suffit de tourner la clé pour bander le ressort . Ce dernier entraîne ensuite la rotation de tout le système d'engrenage et la montre fonctionne .
Les remarques signalées par Taqi-al-Din
- Pour que l'horloge fonctionne régulièrement, il faut que l'enroulement et le déroulement du ressort soient limités. A cette fin on prend une plaque de fer, on applique la pointe d'un compas en son centre d'inertie et on trace un cercle de même diamètre que le barillet. On divise ensuite le rayon en cinq parties égales et on trace un autre cercle concentrique au premier et de rayon égale au 4/5 du grand rayon . Les deux cercles ainsi tracés forment une couronne. On trace de nouveau une autre cercle concentrique aux deux premiers et de rayon 2/5 du grand rayon ,puis on lie l'arc supérieur de ce petit cercle à la couronne par deux autres arcs et on vide le reste de la plaque . On coupe ensuite la plaque selon le périmètre du grand cercle tout en laissant une languette diamétralement opposée à la bande. Cette pièce ainsi fabriquée s'appelle (al- dabita) la clavette (figure ci-contre) .
On fabrique ensuite une virole de même périmètre que les trous de la base du barillet. On fixe à son bord inférieur une dent qui peut rentrer facilement dans un des trous de la base du barillet. On lime le bord supérieur de cette virole en forme d'hélice, tout en tournant dans le sens opposé de l'inclinaison des dents de la roue de base du barillet.(figure ci-contre)
On fait rentrer le barillet dans cette virole et on lui accorde la clavette de sorte que sa languette se déplace sur le bord de la virole. Ceci fait, on tourne la clé pour enrouler le ressort jusqu'à ce que le balancier se déplace. On tire ensuite la virole et on la place dans une nouvelle position tel que la languette de la clavette reprend sa position initiale.
C'est ainsi qu'on limite les positions extrêmes du ressort.