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PERFECTIONNEMENTS APPORTES OU RELATIFS AUX MECANISMES D'ENCLIQUETAGE A ROCHET POUR MOUVEMENTS D'HORLOGERIE.
La présente invention se rapporte aux mécanismes d'encliquetage à rochet pour mouvements d'horlogerie.
L'objet de la présente invention consiste à fournir une forme de réalisation perfectionnée de mécanisme d'encliquetage à rochet qui convient particulièrement pour l'utilisation dans des horloges électriques dans les- quelles un pendule, ou élément à oscillations périodiques analogue, effectue ses oscillations grâce à l'électricité et actionne un mouvement d'horlogerie. par l'intermédiaire d'un mécanisme d'encliquetage à rochet. Dans des méca- nismes de cette espèce, il est indispensable que le mécanisme d'encliquetage à rochet ait un fonctionnement absolument sûr, car, dans le cas contraire, il en résulterait une marche peu précise de l'horloge, et les pertes par frottement doivent être réduites au minimum.
Un autre objet de la présente invention consiste à fournir un mou- vement d'horlogerie d'une construction perfectionnée, qui est facile à fabri- quer et qui peut fonctionner avec une source de courant continu ou avec une source de courant alternatif. En particulier, la présente invention a pour but de créer un mouvement d'horlogerie électrique qui ait un fonctionnement doux et de toute sécurité et qui ait seulement une faible consommation d'éner- gie électrique.
Suivant la présente invention, on crée un mouvement d'horlogerie comprenant un cliquet oscillant grâce à un élément à oscillation périodique, tel qu'un pendule, et destiné à faire avancer dent par dent une roue à rochet, le cliquet étant muni d'une surface de verrouillage disposée en coïncidence avec la trajectoire du cliquet, et cette surface de verrouillage passe en sub- stance tangentiellement à travers et au-delà de l'espace compris entre chaque paire de sommets de dents voisines, la distance de ladite surface de verrouil- lage de l'axe de la roue à rochet étant inférieure au rayon desdits sommets, de telle sorte que la roue est effectivement verrouillée dans les deux direc- tions lorsque la surface de verrouillage est en engagement avec chaque paire de dents.
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Dans un mouvement d'horlogerie comportant un mécanisme d'enclique- tage à rochet actionné par un élément à oscillations périodiques tel qu'un pendule, et comprenant une roue à rochet avec un faible nombre de dents, et un cliquet oscillant qui vient successivement en engagement avec les dents de la roue à rochet lors des oscillations successives pour faire tourner progres- sivement la roue, suivant un autre aspect de la présente invention, ledit, cliquet se déplace sur une trajectoire en substance tangentielle recouvrant lé cercle formé par les sommets des dents de la roue et il comporte une sur- face de verrouillage qui se trouve derrière l'arête active du cliquet et coïncide avec ladite trajectoire,
la mesure dudit recouvrement étant inférieu- re à la profondeur du creux entre les dents et étant suffisamment petite pour permettre au cliquet de passer à travers et au delà de chaque creux, de telle sorte que la surface de verrouillage peut verrouiller la roue dans les deux directions en venant en engagement avec les sommets de dents voisines, des dispositifs auxiliaires étant prévus pour faire tourner la roue lorsque la surface de verrouillage se dégage de la roue pendant chaque oscillation de retour du cliquet.
De préférence ledit élément à oscillations périodiques porte une paire de cliquets destinés à venir alternativement en engagement avec la roue à rochet à des points en substance diamétralement opposés, la roue ayant un nombre impair de dents entre les limites de 3 et 21 (ces limites étant inclues) et chacun desdits cliquets étant destiné à faire tourner la roue d'un angle' correspondant en substance à la moitié d'une dent, à chaque oscillation. De préférence chacun des deux cliquets a une surface de verrouillage qui passe en substance tangentiellement entre les sommets des dents et est alors suffi- samment proche de l'axe de la roue pour verrouiller la roue et l'empêcher de tourner.
Les deux cliquets peuvent ainsi comprendre des oreilles portées par un pendule, l'un au-dessus et l'autre en-dessous de la roue à rochet, lesdi- tes oreilles faisant saillie latéralement et étant décalées l'une par rapport à l'autre de manière à venir alternativement en engagement avec la roue à ro- chet, les portibns latérales constituant les surfaces de verrouillage. Les oreilles peuvent avoir la forme d'un "L", chacune comportant un, bras disposé longitudinalement par rapport au pendule et s'éloignant de l'axe de la roue à rochet. Les branches latérales des cliquets peuvent, de préférence, être disposées en substance le long d'arcs concentriques à la suspension par pivo- tement du pendule.
Une détente pour la roue à rochet actionne de manière ap- prppriée, un contact électrique qui commande-un dispositif d'actionnement électrique pour l'élément à oscillations périodiques.
L'objet de la présente invention est représentée par les dessins. annexés, dans lesquels : -
Fig. 1 est une vue en élévation de dos d'un mouvement d'horlogerie à pendule qui est actionné par le dispositif à alimentation électrique; fig 2 est une coupe verticale suivant la ligne 2-2 de la Fig 1;
Fig. 3 est une vue partielle de la roue à rochet et des cliqueta dans une position;
Figs 4 et 5 sont des vues analogues montrant les positions succes- sives dés cliquets;
Fig. 6 est une vue en élévation partielle d'une forme de réalisation modifiée de mécanisme d'encliquetage à rochet et du dispositif interrupteur.
Fig. 7 est une vue analogue, les éléments occupant une position différente,et
Fige 8 est une vue en élévation partielle d'arrière montrant des cliquets de:' construction différente.
Le,mouvement d'horlogerie comprend une plaque verticale 10 en rési- ne synthétiuq,e ou une autre matière isolante, présentant des fentes 11 pour des vis (non représentées) destinées à la fixer dans le boîtier de l'horloge.
La partie: supérieure de la plaque 10 présente une protubérance 12 dirigée vers l'arrière destinée à supporter un pendule 13. Ce dernier comprend de préé
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rence une pièce métallique estampée rigide 14 à l'extrémité supérieure de la- quelle est attaché un ressort de suspension 15 dont le sommet est fixé à la tête 16 d'un élément fileté 17 monté par glissement dans un alésage diamétral dans la protubérance 12. Un écrou 18 vissé sur Isolément 17 s'appuie sur la protubérance pour reprendre le poids du pendule et constitue également un excellent moyen de réglage vertical pour le pendule entier.
Un goujon trans- versal à l'extrémité inférieure constitue le moyen de fixation pour la len-. tille de pendule ordinaire 20, cette lentille comportant de préférence, une tige 20a sur laquelle est vissé un écrou lourd 21 permettant le réglage du mouvement d'horlogerie.
Le pendule est mis en mouvement à l'aide d'un électro-aimant com- prenant un noyau en fer 22 introduit dans une bobine électrique en fil de cuivre isolé très mince, dont les extrémités respectives sont amenées à une borne 24 et à un support 25 attaché à la plaque 10 à l'aide d'une vis 26.
Lorsque le noyau 22 est aimanté, il attire un bloc d'acier 27 attaché au pen- dule et, dans le but de pouvoir régler l'intensité de l'Impulsion, le noyau peut être réglé axialement. Ainsi, juste au-delà de la bobine 23, le noyau 22 peut glisser sur une branche 28 d'un support 29 en forme de U attaché à la plaque 10 et il est empêché de tourner-par une clavette et une rainure 30 Une tige 31 faisant partie du noyau 22 est montée par glissement dans la se- conde branche 32 du support 29 et est filetée dans le but de pouvoir y visser -un écrou de réglage 33 de grand diamètre.
Cet écrou s'applique sur l'exté- rieur de la-branche 32, tandis qu'un ressort de compression enroulé 34 tra- vaille entre la face intérieure de ladite branche et un épaulement 35 sur le noyau 22; le ressort pousse donc le noyau 22 en direction du pendule aussi loin que le permet la vis de réglage 33. Le support 29 est en acier et sa branche 28 présente des oreilles 36 dirigées vers le pendule pour augmenter l'attraction magnétique.
Le circuit électrique traversant la bobine est commandé par un dis- positif interrupteur comprenant une languette fixe 37 située sur le support 25 et présentant une protubérance de contact 38. Celle-ci coopère avec un contact mobile 39 disposé dans la portion coudée d'un bras oscillant replié 40 pivotant librement sur un goujon 41 faisant saillie vers l'arrière de la plaque 10. Un fil conducteur mince et très flexible 42 raccorde le bras 40 à une deuxième borne d'alimentation de courant 43
Un support 44 en forme de "Z" est attacha à la plaque 10 par une vis 45 et à son autre extrémitéjqui est espacée de la plaque 10 à l'arrière de celle-ci, il est muni d'un goujon de pivotement fixe 46 (voir Fig. 2)..
Sur ce dernier est montée librement une roue à rochet 47 qui comporte une pro- tubérance axiale 48 qui traverse une ouverture dans la plaque 10 et porte des dents d'engrenage 49 actionnant un train d'engrenages réducteur indiqué en 50; celui-ci à son tour actionne les aiguilles de minute et d'heure usuelles 51, 52 de l'horloge, et on a prévu la clef de réglage ordinaire permettant de mettre à l'heure les aiguilles. Si on le désire, le pignon 49 peut être rem- placé par un élément en crampon (non représenté) faisant fonction de pignon à deux ailes, de la forme décrite dans la description du brevet britannique n 444*688 de l'auteur de la présente demande de brevet.
La roue à rochet qui est, de préférence, fabriquée en fibre vulca- nisée pour réduire sa masse et pour avoir une marche silencieuse, possède sept dents qui ont la forme usuelle de dents de roue à rochet, pointue et asymétrique. La forme générale de la roue à rochet apparaît plus clairement dans la Fig. 3. Comme le pendule doit osciller en passant à côté de la roue à rochet, la pièce emboutie 14 a la forme représentée par la Fig. 2, avec une portion de pont 53 déportée pour laisser de la place au support 44.
La pièce emboutie 14 comporte une languette 54 qui est dirigée vers le dessous et est disposée en porte-à-faux comme on J'indique en 55 dans la Fig. 1, l'extrémité inférieure 56 de la languette étant repliée à angle aigu vers la droite,la languette est ainsi en forme de "L" dont la branche supérieure est dirigée vers le dessus et S'écarte de la roue à rochet 47, tandis que l'autre branche 56 est dirigée latéralement.
Cette branche fait fonction de cliquet et est repliée de façon telle que sa surface de verrouillage inférieure a, en sub-
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' stance, la forme d'un arc 57 (Fig. 3) partant approximativement du point cen- tral sur le ressort de suspension 15, c'est-à-dire le centre d'oscillation du pendule.- Ainsi, lorsque le pendule oscille, le cliquet 56 qui lui est so- lidaire, se déplace le long de l'arc 57 et passe en substance tangentiellement devant la roue à rochet 47, la surface de verrouillage se déplaçant évidemment également sur ladite trajectoire arquée 57. La partie inférieure de la pièce emboutie 14 du pendule est munie d'un second support 58 en forme de "L" fixé par une vis 59 s'engageant dans une fente 60 et qui permet de régler la posi- tion du support 58.
Ce support comporte également une portion déportée 61, mais celle-ci est dirigée vers la gauche et porte une branche latérale 62 faisant fonction de deuxième cliquet. Ce cliquet 62 est destiné à se trouver sur et à se déplacer le long d'un arc 63 disposé quelque peu tangentiellement en-dessous de la roue à rochet 47 et ayant le même centre que l'arc 57, la surface supérieure du cliquet 62 constituant la surface de verrouillage.
On constatera que les deux arcs 57 et 63 coupent le cercle indiqué par le chif- fre de référence 64 et qui représente la trajectoire suivie par les pointes des dents de la roue à rochet 47. Le cliquet 62 peut cependant osciller à côté de la roue à rochet 47 lorsque deux dents se trouvent à la partie infé- rieure du cercle, comme on l'a indiqué en 65 et 66 dans la Fig. 3, et il em- pêche ainsi de'façon efficace que la roue à rochet tourne dans l'une ou l'autre direction,comme ce serait le cas, en cas de déplacement vers le des- '=:
sous de l'une où l'autre desdites deux dents 65, 66. Lorsque la roue est dans cette position, on trouve cependant une seule dent (67) au sommet parce que la roue a sept dents, un nombre impair, et cette dent unique se trouvera sur la trajectoire du cliquet supérieur 560
Le fonctionnement du mécanisme d'encliquetage à rochet est indiqué dans les Figs. 3, 4 et 5.
Lorsque le pendule se trouve du côté droit de sa course (vu de der- rière) le cliquet inférieur 62 est enengagement avec la roue à rochet 47 comme on vient de le décrire, et le cliquet supérieur 56 est bien écarté vers la droite. Le creux 68 entre les dents occupe une position favorable pour permettre au bras de contact mobile 40 de descendre sous l'influence de la' gravité dans une position pour laquelle le contact 39 est en engagement, avec le contact 38, fermant ainsi le circuit de la bobine magnétique 23. Au mi lieu environ de l'oscillation vers la gauche, comme indiqué par la Fig 4 le cliquet 62 abandonne la seconde dent 66 des deux dents 65,66 occupant la po- sition inférieure juste avant que l'arête frontale 69 du cliquet supérieur atteigne la dent supérieure 67.
Dans cette position, l'arête frontale 69 a coupé le cercle des dents 64, de telle sorte que la roue à rochet est bloquée et ne tourne plus. L'arête frontale 69 du cliquet supérieur 56 atteint rapi-, dément la dent supérieure 67 et la fait tourner d'un angle correspondant à une demi-dent dans la position représentée par la Figo 5, où le cliquet 56 bloque les deux dents supérieures 67,70, une seule dent 66 se trouvant à la base du cercle, cette dent étant avancée vers la droite par l'arête frontale
71 du cliquet inférieur 62 durant l'oscillation suivante, ayant lieu vers la droite .
On constatera que lorsque la roue à rochet quitte la position re- présentée par la Fig. 4 le bras mobile 40 du dispositif interrupteur est soulevé par la dent 72 suivant le creux 68 entre les dents, de telle sorte que les contacts 38, 39 sont séparés pendant une courte période après le mi- lieu de l'oscillation du pendule vers la gauche. Le circuit est évidemment refermé aussitôt que deux dents de la roue à rochet occupent la position in- férieure comme dans la Figo 3 ce qui a lieu un peu après que le pendule ait dépassé le milieu de son oscillation vers la droite. L'un ou l'autre des deux cliquets 56 et 62 peut être considéré comme "cliquet oscillant" l'autre constituant alors le "dispositif auxiliaire" faisant tourner la roue à ro- chet 47.
On constatera qu'il est important que les deux cliquets 56 et 62 oscillent avec précision à côté de la roue à. rochet, mais le réglage correct est aisément réalisé en réglant l'écrou 18 pour donner la course nécessaire au cliquet supérieur 56 et en réglant ensuite la course du cliquet inférieur 3,3 62 à 1'aide de la vis et fente 59, 60
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Dans le but d'avoir une sécurité supplémentaire contre la rotation vers l'arrière de la roue à rochet, on prévoit une faible dénivellation 73 sur le bras de contact mobile 40 et l'angle 74 (Fig. 5) empêche également un mouvement arrière de la roue à rochet.
Pour réaliser l'action de verrouillage la roue à rochet 47 devrait avoir un faible nombre de dents (21 ou moins), mais on a constaté que les meilleurs résultats avaient été obtenus lorsque la roue à rochet avait sept dents; Inaction de verrouillage "tangentielle" nécessaire peut être obtenue avec trois dents seulement, et en fait, en utilisant l'arrangement à deux cliquets représenté par les Figs. 1 à 5, tout nombre impair de dents compris entre 3 et 21 peut être employé avec satisfaction, pourvu que la'précision de fabrication soit suffisante, spécialement pour des nombres de dents assez grands.
Si on le désire, on peut employer un seul cliquet pour actionner la roue à rochet, et un tel arrangement est représenté par les Figs. 6 et 7 le pendule 13 étant muni, comme antérieurement, du cliquet 56 disposé concen- triquement par rapport à l'axe d'oscillation du pendule de manière à osciller en substance tangentiellement au sommet de la roue à rocheto Cette roue est représentée en 80 et comporte six dents pointues, dont les sommets se trouvent sur un cercle imaginaire 81 Le cliquet 56 coupe ce cercle, de telle sorte que, lorsque le pendule se trouve sur la moitié de gauche de sa trajectoire oscillante, le cliquet verrouille la roue en venant en engagement avec deux dents, par exemple les dents 82, 83 de la Fig. 6.
Une détente, constituant le dispositif d'actionnement auxiliaire, collabore également avec la roue à rochet 80 et comprend un doigt élastique léger 84, ancré sur un bloc isolant 85 et replié pour former une protubérance pointue 86a qui est appliquée élas- tiquement contre la roue 80.
A son extrémité-extérieure le doigt 84 est en forme de crochet et est muni d'un contact mobile 86 destiné à venir en enga- gement avec un contact fixe 87 sur un autre doigt 88 Vu que les côtés de la protubérance 86a sont en pente, le doigt élastique 84 tend toujours à faire tourner la roue 80 pour que ladite protubérance pénètre complètement dans un des creux entre les dents, comme le montre la Fig. 7, mais lorsque le cliquet 56 occupe sa position de verrouillage; la protubérance peut seulement péné- trer partiellement, comme le montre la Fig. 6. Les contacts 86, 87 forment- évidemment un circuit avec un électro-aimant 23, semblable à celui de la Fig. 1.
En marche, les contacts 86, 87 sont écartés lorsque le pendule se trouve du côté gauche de sa position centrale étant donné que le cliquet 56 verrouille la roue 80, la protubérance 86a étant seulement partiellement en- gagée dans un creux entre les dents. La protubérance 86a tend cependant de façon élastique à faire tourner la roue 80 dans le sens contraire au mouve- ment des aiguilles d'une montre. Lorsque le pendule 13 se déplace vers la droite le cliquet 56 abandonne d'abord la dent 82 mais la roue 80 ne peut pas encore tourner parce que la dent 83 reste engagée.
A la fin de l'oscil- lation vers la droite du pendule, le cliquet 56 quitte la dent 83 et la pro- tubérance de détente 86a fait immédiatement avancer la roue 80 dans la posi- tion représentée par la Fig. 7, fermant en-même temps les contacts 86, 87, pour aimanter l'électro-aimant 23. La dent 83 se trouve maintenant sur la trajectoire du cliquet 56, de telle sorte que lorsque le pendule oscille vers la gauche 1'arête frontale 69 du cliquet vient en engagement avec la dent 83 et la roue 80 tourne donc jusqu'à ce qu'elle reprenne la position représentée par la Fig. 6, mais avancée d'une dent, ce mouvement provoquant la séparation des contacts 86, 87. La roue 80 reste donc verrouillée jusqu'à ce que le cli- quet 56 atteigne la position représentée par la Fig. 7.
Dans le but d'améliorer les caractéristiques de fonctionnement des cliquets 56 et 62 (Fig. l) et également pour simplifier leur fabrication, on peut leur donner la forme représentée par la Fig. 8 La languette 54 qui en fait partie est plus longue et plus en porte-à-faux que dans la Fig. 1, et son extrémité est recourbée vers l'intérieur en direction du pendule 13 pour former le cliquet 56.
L'arête frontale active 69 se trouve donc à l'extrémi- té de la languette et peut être usinée avec plus de précision et plus facile-
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ment que 'la portion angulaire correspondante dans la Fig. 1 Le cliquet 62 est également recourbé vers l'intérieur en direction du pendule, sa partie frontale se trouvant à l'extrémité de la bande 58
Il est bien entendu que les arrangements qui viennent d'être dé- crits sont donnée uniquement à titre d'exemple et que de nombreuses modifi- cations peuvent être apportées à la forme et la construction des éléments.
On a constaté que le mécanisme perfectionné suivant'la présente invention a un fonctionnement extrêmement doux et de toute sécurité et que l'exactitude de la marche du mouvement d'horlogerie est très grande. En ou- tre, le rendement est élevé étant donné que les pertes dues au frottement entre la roue à rochet et les cliquets sont très faibles.
REVENDICATIONS
1. Mouvement d'horlogerie comprenant un cliquet oscillant sous l'influence d'un élément à oscillations périodiques, tel qu'un pendule, et destiné à faire tourner dent à dent une roue à rochet, dans lequel le cli- quet est muni d'une surface de verrouillage qui est disposée en coïncidence avec la trajectoire du cliquet, cette surface de verrouillage passant en sub- stance tangentiellement à travers' et 'au-delà du creux entre chaque paire de sommets de dents, la distance de ladite surface de verrouillage de l'axe étant inférieure au rayon desdits sommets, de telle sorte que la roue est verrouillée de façon efficace dans les deux directions pendant que la surfa- ce de verrouillage est en engagement avec chaque paire de dents.
2. Mouvement d'horlogerie comportant un mécanisme d'éncliquetage . à rochet actionné par un élément à oscillations périodiques, tel qu'un pendu- le, et comprenant une roue à rochet.avec un petit nombre de dents, et un cli- quet oscillant qui vient en engagement successif avec les dents de la roue à rochet au cours des oscillations successives, pour faire tourner progressive- ment là roue, dans lequel ledit cliquet se déplace sur une trajectoire en substance tangetielle recouvrant le cercle des sommets des dents de la roue, et ayant 'une surface de verrouillage qui se trouve derrière l'arête active du cliquet et qui coïncide avec ladite trajectoire,
la largeur du recouvrement étant inférieure à la profondeur radiale des creux entre les dents et étant' suffisamment faible pour permettre que le cliquet puisse passer au travers et au-delà de chaque creux, et provoquer ainsi le verrouillage de la roue dans les deux directions par la surface de verrouillage qui vient en engagement avec les sommets de dents voisines, des dispositifs auxiliaires étant prévus : pour faire avancer la roue lorsque la surface de verrouillage se.dégage de la roue -pendant chaque oscillation de retour du cliquet.
3. Mouvement d'horlogerie suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 1 et 2, dans lequel ledit élément à oscillations périodiques porte une paire de cliquets destinés à venir alternativement en engagement avec la roue à rochet à des endroits en substance diamétralement opposés, la roue ayant un 'nombre impair de dents compris entre les limites de 3 et 21, et chacun desdits 'cliquets étant Destiné à faire avancer à chaque oscillation la roue d'un angle correspondant en substance à la moitié d'une dent.
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IMPROVEMENTS MADE OR RELATING TO RATCHET SNAP MECHANISMS FOR WATCHMAKING MOVEMENTS.
The present invention relates to ratcheting mechanisms for clockwork movements.
The object of the present invention is to provide an improved embodiment of a ratchet ratchet mechanism which is particularly suitable for use in electric clocks in which a pendulum, or similar periodically oscillating element, oscillates. thanks to electricity and operates a clockwork movement. via a ratchet ratchet mechanism. In mechanisms of this kind, it is essential that the ratchet ratchet mechanism has an absolutely safe operation, because, otherwise, this would result in an imprecise running of the clock, and losses by friction. should be kept to a minimum.
Another object of the present invention is to provide a clockwork movement of improved construction, which is easy to manufacture and which can operate with a direct current source or with an alternating current source. In particular, the object of the present invention is to create an electric clockwork movement which has a smooth and safe operation and which has only a low consumption of electric power.
According to the present invention, a timepiece movement is created comprising an oscillating pawl by means of a periodically oscillating element, such as a pendulum, and intended to advance tooth by tooth a ratchet wheel, the pawl being provided with a locking surface disposed in coincidence with the path of the pawl, and this locking surface substantially passes tangentially through and beyond the space between each pair of neighboring tooth vertices, the distance from said latch surface the axis of the ratchet wheel being less than the radius of said vertices, so that the wheel is effectively locked in both directions when the locking surface is in engagement with each pair of teeth.
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In a clockwork movement comprising a ratchet click mechanism actuated by a periodically oscillating element such as a pendulum, and comprising a ratchet wheel with a small number of teeth, and an oscillating pawl which successively comes into play. engagement with the teeth of the ratchet wheel during successive oscillations to gradually rotate the wheel, according to another aspect of the present invention, said pawl moves on a substantially tangential path covering the circle formed by the vertices of the teeth of the wheel and it has a locking surface which is located behind the active edge of the pawl and coincides with said path,
the measurement of said overlap being less than the depth of the recess between the teeth and being small enough to allow the pawl to pass through and beyond each recess so that the locking surface can lock the wheel in both directions by engaging the tops of neighboring teeth, with auxiliary devices being provided to rotate the wheel as the locking surface disengages from the wheel during each return oscillation of the pawl.
Preferably said periodically oscillating element carries a pair of pawls intended to come into engagement alternately with the ratchet wheel at substantially diametrically opposed points, the wheel having an odd number of teeth between the limits of 3 and 21 (these limits being included) and each of said pawls being intended to rotate the wheel by an angle 'corresponding in substance to half of a tooth at each oscillation. Preferably each of the two pawls has a locking surface which passes substantially tangentially between the tops of the teeth and is then sufficiently close to the axis of the wheel to lock the wheel and prevent it from turning.
The two pawls can thus comprise ears carried by a pendulum, one above and the other below the ratchet wheel, the said ears projecting laterally and being offset with respect to one another. the other so as to come into engagement alternately with the caster wheel, the lateral ports constituting the locking surfaces. The ears may have the shape of an "L", each having an arm disposed longitudinally with respect to the pendulum and away from the axis of the ratchet wheel. The side branches of the pawls may preferably be arranged substantially along arcs concentric with the suspension by pivoting of the pendulum.
A trigger for the ratchet wheel appropriately actuates an electrical contact which controls an electrical actuator for the periodically oscillating element.
The object of the present invention is represented by the drawings. annexed, in which: -
Fig. 1 is a rear elevational view of a pendulum clockwork movement which is operated by the electrically powered device; Fig 2 is a vertical section taken on line 2-2 of Fig 1;
Fig. 3 is a partial view of the ratchet wheel and clicks in one position;
Figs 4 and 5 are similar views showing the successive positions of the pawls;
Fig. 6 is a partial elevational view of a modified embodiment of the ratchet ratchet mechanism and switch device.
Fig. 7 is a similar view, the elements occupying a different position, and
Fig 8 is a partial rear elevational view showing pawls of different construction.
The clockwork movement comprises a vertical plate 10 of synthetic resin or other insulating material, having slots 11 for screws (not shown) for fixing it in the clock case.
The upper part of the plate 10 has a protuberance 12 directed towards the rear intended to support a pendulum 13. The latter preferably comprises
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There is a rigid stamped metal part 14 at the upper end of which is attached a suspension spring 15, the apex of which is fixed to the head 16 of a threaded member 17 slidably mounted in a diametrical bore in the protuberance 12. A nut 18 screwed onto Insulation 17 rests on the protuberance to take the weight of the pendulum and is also an excellent means of vertical adjustment for the entire pendulum.
A cross stud at the lower end provides the attachment means for the lens. ordinary pendulum 20, this lens preferably comprising a rod 20a on which is screwed a heavy nut 21 allowing the adjustment of the clockwork movement.
The pendulum is set in motion by means of an electromagnet comprising an iron core 22 introduced into an electric coil of very thin insulated copper wire, the respective ends of which are brought to a terminal 24 and to a bracket 25 attached to plate 10 using a screw 26.
When the core 22 is magnetized, it attracts a block of steel 27 attached to the pendulum, and in order to be able to adjust the intensity of the Pulse, the core can be adjusted axially. Thus, just beyond the spool 23, the core 22 can slide over a branch 28 of a U-shaped bracket 29 attached to the plate 10 and is prevented from turning - by a key and a groove. 31 forming part of the core 22 is slidably mounted in the second branch 32 of the support 29 and is threaded in order to be able to screw therein -an adjusting nut 33 of large diameter.
This nut is applied on the outside of the branch 32, while a coiled compression spring 34 works between the interior face of said branch and a shoulder 35 on the core 22; the spring therefore pushes the core 22 in the direction of the pendulum as far as the adjustment screw 33 allows. The support 29 is made of steel and its branch 28 has lugs 36 directed towards the pendulum to increase the magnetic attraction.
The electrical circuit passing through the coil is controlled by a switch device comprising a fixed tab 37 located on the support 25 and having a contact protrusion 38. The latter cooperates with a movable contact 39 arranged in the bent portion of an arm. folded oscillator 40 freely pivoting on a stud 41 protruding rearwardly from the plate 10. A thin and very flexible lead wire 42 connects the arm 40 to a second power supply terminal 43
A "Z" shaped bracket 44 is attached to plate 10 by a screw 45 and at its other end which is spaced from plate 10 at the rear thereof is provided with a fixed pivot pin 46. (see Fig. 2) ..
On the latter is freely mounted a ratchet wheel 47 which has an axial protuberance 48 which passes through an opening in the plate 10 and carries gear teeth 49 actuating a reduction gear train indicated at 50; this in turn actuates the usual minute and hour hands 51, 52 of the clock, and the ordinary adjustment key is provided for setting the hands on time. If desired, pinion 49 may be replaced by a spiked member (not shown) acting as a two-flanged pinion, of the shape described in the UK Patent Specification No. 444 * 688 by the author of the present patent application.
The ratchet wheel which is preferably made of vulcanized fiber to reduce its mass and to have a quiet running, has seven teeth which have the usual shape of ratchet teeth, pointed and asymmetrical. The general shape of the ratchet wheel appears more clearly in Fig. 3. As the pendulum must oscillate past the ratchet wheel, the stamped part 14 has the shape shown in FIG. 2, with a portion of the bridge 53 offset to leave room for the support 44.
The stamped part 14 has a tongue 54 which is directed downwards and is disposed in a cantilever manner as indicated at 55 in FIG. 1, the lower end 56 of the tongue being bent at an acute angle to the right, the tongue is thus in the shape of an "L", the upper branch of which is directed upwards and moves away from the ratchet wheel 47, while that the other branch 56 is directed laterally.
This branch acts as a pawl and is folded back in such a way that its lower locking surface has, in sub-
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'stance, the shape of an arc 57 (Fig. 3) starting approximately from the center point on the suspension spring 15, that is to say the center of oscillation of the pendulum.- Thus, when the pendulum oscillates, the pawl 56 which is integral with it, moves along the arc 57 and passes substantially tangentially in front of the ratchet wheel 47, the locking surface obviously also moving on said arcuate path 57. The lower part of the stamped part 14 of the pendulum is provided with a second "L" shaped support 58 fixed by a screw 59 which engages in a slot 60 and which makes it possible to adjust the position of the support 58.
This support also includes an offset portion 61, but the latter is directed towards the left and carries a side branch 62 acting as a second pawl. This pawl 62 is intended to lie on and move along an arc 63 disposed somewhat tangentially below the ratchet wheel 47 and having the same center as the arc 57, the upper surface of the pawl 62 constituting the locking surface.
It will be seen that the two arcs 57 and 63 intersect the circle indicated by the reference number 64 and which represents the path followed by the tips of the teeth of the ratchet wheel 47. The pawl 62 can however oscillate next to the wheel. ratchet 47 when two teeth are at the bottom of the circle, as indicated at 65 and 66 in FIG. 3, and thus 'effectively prevents the ratchet from turning in either direction, as it would, when moving down-' =:
under either of said two teeth 65, 66. When the wheel is in this position, however, there is only one tooth (67) at the top because the wheel has seven teeth, an odd number, and this tooth single will be in the path of the upper pawl 560
The operation of the ratchet ratchet mechanism is shown in Figs. 3, 4 and 5.
When the pendulum is on the right side of its travel (seen from behind) the lower pawl 62 engages with the ratchet wheel 47 as just described, and the upper pawl 56 is set far to the right. The recess 68 between the teeth occupies a favorable position to allow the movable contact arm 40 to descend under the influence of gravity into a position in which the contact 39 is in engagement with the contact 38, thus closing the circuit. the magnetic coil 23. At about halfway of the oscillation to the left, as shown in Fig 4, the pawl 62 releases the second tooth 66 of the two teeth 65,66 occupying the lower position just before the front edge 69 of the upper pawl reaches the upper tooth 67.
In this position, the front edge 69 has cut the circle of the teeth 64, so that the ratchet wheel is locked and no longer turns. The front edge 69 of the upper pawl 56 rapidly reaches the upper tooth 67 and turns it by an angle corresponding to a half tooth in the position shown in Fig. 5, where the pawl 56 blocks the two upper teeth. 67,70, a single tooth 66 being at the base of the circle, this tooth being advanced to the right by the front edge
71 of the lower pawl 62 during the next oscillation, taking place to the right.
It will be seen that when the ratchet wheel leaves the position shown in FIG. 4 the movable arm 40 of the switch device is lifted by the tooth 72 following the recess 68 between the teeth, so that the contacts 38, 39 are separated for a short period after the midpoint of the pendulum swing towards the top. left. The circuit is obviously closed as soon as two teeth of the ratchet wheel occupy the lower position as in Figo 3 which takes place a little after the pendulum has passed the middle of its oscillation to the right. One or the other of the two pawls 56 and 62 may be considered as an "oscillating pawl" the other then constituting the "auxiliary device" rotating the pawl wheel 47.
It will be seen that it is important that the two pawls 56 and 62 oscillate precisely next to the wheel at. ratchet, but the correct adjustment is easily achieved by adjusting nut 18 to give the necessary stroke of the upper pawl 56 and then adjusting the stroke of the lower pawl 3.3 62 using the screw and slot 59, 60
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In order to have additional security against the rearward rotation of the ratchet wheel, a small drop 73 is provided on the movable contact arm 40 and the angle 74 (Fig. 5) also prevents backward movement. of the ratchet wheel.
To achieve the locking action the ratchet wheel 47 would have to have a low number of teeth (21 or less), but it has been found that the best results have been obtained when the ratchet wheel has seven teeth; The necessary "tangential" locking inaction can be achieved with only three teeth, and indeed, using the two pawl arrangement shown in Figs. 1 to 5, any odd number of teeth between 3 and 21 can be used with satisfaction, provided that the manufacturing precision is sufficient, especially for fairly large numbers of teeth.
If desired, a single pawl can be employed to actuate the ratchet wheel, and such an arrangement is shown in Figs. 6 and 7, the pendulum 13 being provided, as before, with the pawl 56 arranged concentrically with respect to the axis of oscillation of the pendulum so as to oscillate substantially tangentially at the top of the ratchet wheel This wheel is shown at 80 and has six pointed teeth, the vertices of which lie on an imaginary circle 81 Pawl 56 intersects this circle, so that when the pendulum is on the left half of its oscillating path, the pawl locks the wheel as it comes in engagement with two teeth, for example teeth 82, 83 of FIG. 6.
A trigger, constituting the auxiliary actuator, also collaborates with the ratchet wheel 80 and comprises a light resilient finger 84, anchored to an insulating block 85 and folded back to form a pointed protuberance 86a which is pressed elastically against the wheel. 80.
At its outer end the finger 84 is hook-shaped and is provided with a movable contact 86 intended to come into engagement with a fixed contact 87 on another finger 88 Since the sides of the protuberance 86a are sloping. , the elastic finger 84 always tends to rotate the wheel 80 so that said protuberance completely penetrates one of the hollows between the teeth, as shown in FIG. 7, but when the pawl 56 occupies its locking position; the protuberance can only partially penetrate, as shown in FIG. 6. The contacts 86, 87 obviously form a circuit with an electromagnet 23, similar to that of FIG. 1.
In operation, contacts 86, 87 are moved apart when the pendulum is on the left side of its central position as pawl 56 locks wheel 80 with protrusion 86a only partially engaged in a recess between the teeth. The protuberance 86a, however, resiliently tends to rotate the wheel 80 in a counterclockwise direction. When the pendulum 13 moves to the right the pawl 56 first releases the tooth 82 but the wheel 80 cannot yet turn because the tooth 83 remains engaged.
At the end of the right-hand swing of the pendulum, the pawl 56 leaves the tooth 83 and the rebound extension 86a immediately advances the wheel 80 to the position shown in FIG. 7, at the same time closing the contacts 86, 87, to magnetize the electromagnet 23. The tooth 83 is now in the path of the pawl 56, so that when the pendulum swings to the left the front edge 69 of the pawl comes into engagement with tooth 83 and wheel 80 therefore rotates until it returns to the position shown in FIG. 6, but advanced by one tooth, this movement causing the separation of the contacts 86, 87. The wheel 80 therefore remains locked until the pawl 56 reaches the position shown in FIG. 7.
In order to improve the operating characteristics of the pawls 56 and 62 (Fig. 1) and also to simplify their manufacture, they can be given the shape shown in Fig. 8 The tongue 54 which forms part of it is longer and more cantilevered than in FIG. 1, and its end is curved inward towards the pendulum 13 to form the pawl 56.
The active front edge 69 is therefore at the end of the tongue and can be machined with greater precision and easier-
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ment that 'the corresponding angular portion in FIG. 1 The pawl 62 is also curved inwards towards the pendulum, its front part being at the end of the band 58
It is understood that the arrangements which have just been described are given only by way of example and that many modifications can be made to the shape and construction of the elements.
It has been found that the improved mechanism according to the present invention has an extremely smooth and safe operation and that the running accuracy of the clockwork movement is very high. In addition, the efficiency is high since the losses due to the friction between the ratchet wheel and the pawls are very low.
CLAIMS
1. Clockwork movement comprising a pawl oscillating under the influence of a periodically oscillating element, such as a pendulum, and intended to make a ratchet wheel turn tooth to tooth, in which the pawl is provided with 'a locking surface which is disposed in coincidence with the path of the pawl, this locking surface substantially passing tangentially through' and 'beyond the recess between each pair of prongs, the distance from said surface of axle locking being less than the radius of said vertices, so that the wheel is effectively locked in both directions while the locking surface is in engagement with each pair of teeth.
2. Clockwork movement comprising a snap mechanism. ratchet actuated by a periodically oscillating element, such as a hanger, and comprising a ratchet wheel with a small number of teeth, and an oscillating pawl which comes into successive engagement with the teeth of the second wheel. ratchet during successive oscillations, to gradually rotate the wheel, wherein said pawl moves on a substantially tangential path covering the circle of the tops of the teeth of the wheel, and having a locking surface which lies behind the active edge of the pawl and which coincides with said path,
the width of the overlap being less than the radial depth of the recesses between the teeth and being sufficiently small to allow the pawl to pass through and beyond each recess, thereby causing the wheel to lock in both directions by the locking surface which engages with the tops of neighboring teeth, auxiliary devices being provided: for advancing the wheel as the locking surface disengages from the wheel during each return oscillation of the pawl.
3. Clock movement according to either of claims 1 and 2, in which said periodically oscillating element carries a pair of pawls intended to come into engagement alternately with the ratchet wheel at substantially places. diametrically opposed, the wheel having an odd number of teeth between the limits of 3 and 21, and each of said pawls being intended to advance with each oscillation the wheel by an angle corresponding in substance to half a tooth .