Dispositif pour transformer les oscillations d'un vibreur mécanique en un mouvement de rotation pour la commande d'un mécanisme d'horlogerie La présente invention a pour objet un dis= positif pour transformer les oscillations d'un vibreur mécanique en un mouvement de rota tion, pour la commande d'un mécanisme d'horlogerie.
On a déjà réalisé des dispositifs pour la commande de mécanismes d'horlogerie, dans lesquels un vibreur mécanique est associé à un circuit électrique oscillant, la commande du mécanisme d'horlogerie pouvant s'effectuer soit en dérivant les oscillations électriques pour ali menter un moteur synchrone, soit en transfor mant les vibrations mécaniques du vibreur en un mouvement rotatoire. Un dispositif de ce genre a déjà été décrit dans le brevet suisse No 312290.
Bien que la transformation d'un mouve ment rectiligne alternatif en mouvement de ro tation ait déjà trouvé de nombreuses solutions dans la plupart- des cas qui se présentent dans la technique, aucune solution satisfaisante n'a été proposée jusqu'ici pour la commande d'un mécanisme d'horlogerie par la transformation des oscillations mécaniques d'un vibreur en un mouvement rotatoire d'un mobile de méca nisme d'horlogerie. Les fréquences générale ment élevées des oscillations du vibreur, la nécessité d'obtenir un mouvement rotatoire uni forme et indépendant de l'amplitude des oscil- lations du vibreur, posent des problèmes dont la solution pratique n'a pas été trouvée jus qu'ici.
La présente invention a pour but d'appor ter une solution à ces problèmes ; le dispositif qui en fait l'objet est caractérisé par un fil relié au vibreur mécanique et vibrant avec ce der nier, par un frottoir associé audit fil, une face dudit frottoir étant appuyée contre les dents d'une roue à rochet du mécanisme d'horloge rie et provoquant la rotation dans un sens de cette roue à rochet, par un cliquet d'arrêt en gagé dans les dents de ladite roue à rochet pour en empêcher la rotation dans le sens op posé, et par des moyens aptes à contenir les déplacements dudit frottoir dans des limites déterminées indépendamment de l'amplitude des oscillations du vibreur,
le tout étant agencé de manière que les fréquences propres des dif férentes pièces en mouvement soient supérieu res à la fréquence des oscillations du vibreur mécanique.
A titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention et une variante sont représentées sur le dessin annexé, où la fig. 1 représente schématiquement un dispositif constituant cette forme d'exécution ; la fig. 2 est une coupe transversale selon la ligne<I>11-l1</I> de la fig. 1 ; la fig. 3 représente une variante du dispo sitif de la fig. 1 ; et la fig. 4 montre un détail constructif qui peut être appliqué aux dispositifs des fig. 1 et 3.
Le dispositif illustré à la fig. 1 comprend une roue à rochet 1 pivotée en 2 et faisant par tie d'un mécanisme d'horlogerie. Un vibreur mécanique 4, schématiquement dessiné, oscille dans la direction définie par des flèches A et A'. Au-dessus de la roue à rochet 1 est dis posé un fil 5 dont une extrémité est fixée au vibreur 4 et dont l'autre extrémité est reliée à un ressort à boudin 6 fixé à une partie 8 du bâti du mécanisme d'horlogerie. Le ressort 6 est fixé au bâti 8 par une de ses extrémités qui est introduite dans un perçage pratiqué dans le bâti, et y est maintenu par une goupille coni que 14. Cette disposition permet de régler la tension du ressort 6 et, par conséquent, la ten sion du fil 5, en déplaçant l'extrémité du res sort dans le bâti 8.
Il est clair que, .lorsque le vibreur 4 oscille, le fil 5 oscille également.
Sur le fil 5, et en correspondance de la roue à rochet 1, est disposé un frottoir 7, de manière que sa face inférieure s'appuie avec une légère pression sur les dents 3 de la roue à rochet 1. Le frottoir 7 est en matériau très léger, par exemple en liège, et, ainsi qu'il res sort de la fig. 2, il présente sur toute sa lon gueur une entaille longitudinale 7', de section en V et dans laquelle est engagé le fil 5. A cause du frottement entre le fil 5 et les flancs de l'entaille 7', le frottoir 7 participe norma lement aux vibrations du fil 5. Mais si, pour une cause quelconque, le frottoir 7 est empê ché de se déplacer, le fil 5 glisse dans l'entaille 7'.
Les déplacements du frottoir 7 sont limités, d'un côté et de l'autre, par deux butées dont l'une 9 est fixée sur le bâti à une distance d de l'extrémité du frottoir dirigé vers le vibreur 4, et l'autre butée 10 est fixée sur le bâti à une distance<B>d</B> de l'autre extrémité du frottoir.
Sur la face inférieure du frottoir est appli quée un revêtement en matière plastique 11, par exemple en chlorure de polyvinyle, qui a pour but d'assurer l'entraînement de la roue tout en créant entre la face du frottoir et les dents de la roue, des conditions de frottement évitant une usure rapide de cette face et des- dites dents.
Sur une partie 13 du bâti du mécanisme d'horlogerie est monté un cliquet d'arrêt 12, formé par une lame élastique très mince, dont l'extrémité libre s'appuie, avec une légère pres sion sur une dent 3 de la roue 1.
Lorsque le vibreur 4 se déplace dans le sens de la flèche A, le fil 5, qui en est solidaire, se déplace aussi dans le même sens, en tendant le ressort 6 et en entraînant avec lui le frottoir 7. La face inférieure de ce dernier, s'appuyant sur les dents 3, oblige la roue à rochet 1 à effectuer une rotation d'un certain angle, dans le sens de la flèche B. En même temps, le cli quet d'arrêt 12 glisse sur une dent 3 et vient s'appuyer sur la dent suivante.
Lorsque le vibreur 4 se déplace dans le sens de la flèche A', le fil 5 est ramené dans sa position initiale par l'action du ressort 6, et entraîne avec lui le frottoir 7. Mais, pen dant ce déplacement, le cliquet d'arrêt 12 bute contre une dent 3 de la roue 1 et l'empêche, par conséquent, de tourner. Grâce à l'élasticité de la suspension du frottoir 7, la face inférieure de ce dernier glisse sur les dents 3 de la roue 1.
Afin que le dispositif décrit ci-dessus puisse fonctionner de manière satisfaisante, il importe que le frottoir 7 fasse tourner la roue 1 tou jours d'un même angle, indépendamment de l'amplitude des oscillations du vibreur 4 et du fil 5, amplitude qui, pour des causes acciden telles, pourrait ne pas être constante. Pour cela, les deux butées 9 et 10 maintiennent les déplacements alternatifs du frottoir 7 dans des limites exactement déterminées.
D'autre part, le dispositif étant destiné à la commande d'un mécanisme d'horlogerie, il convient que la roue 1 effectue, à chaque fois, une rotation correspondant au pas p de la den ture. En examinant la fig. 1, il est aisé de voir que ces conditions sont satisfaites lorsque le déplacement total<I>(d</I> + <B><I>d</I></B><I>)</I> du frottoir 7 est supérieur au pas p mais inférieur au double de ce pas, en d'autres mots, lorsque 2 p > (d + d' p.
Il est en outre évident que l'amplitude A,, des oscillations du vibreur 4 doit se maintenir supérieure ou au moins égale à la valeur du pas p, sans quoi la roue 1 ne tournerait pas d'un angle suffisant et le mécanisme d'horloge rie s'arrêterait. Il s'ensuit que pour le bon fonc tionnement du dispositif, l'autre condition à remplir s'exprime par la relation Ao > p.
Enfin, il y a lieu de remarquer que, pour que le dispositif fonctionne régulièrement, il est nécessaire que la fréquence propre de toutes les pièces en mouvement, c'est-à-dire du fil 5, du frottoir 7, du ressort 6 et de la roue 1, soit supérieure à la fréquence des oscillations du vibreur mécanique 4.
Ainsi qu'il a été précisé plus haut, afin d'amortir les chocs du frottoir 7 contre les bu tées 9 et 10, le fil 5 est engagé dans l'entaille 7' par simple frottement, de sorte que, lorsque le frottoir heurte une des butées 9 ou 10, le fil peut glisser dans l'entaille 7'.
Dans la variante d'exécution, représentée à la fig. 3, le fil 5 est solidaire du frottoir 7. Pour éviter une rupture du fil 5 lorsque le frot toir 7 heurte la butée 9, le fil est relié au vi breur 4 par l'intermédiaire d'un second ressort à boudin 15.
Comme dans le cas précédent, la fréquence propre de ce ressort 15 doit être supérieure à celle des oscillations du vibreur 4. Pour tout le reste, le dispositif de la fig. 3 est identique à celui de la fig. 1.
Dans les deux exemples décrits, le fil 5 est disposé de manière que le frottoir 7 s'appuie sur la roue 1 avec une pression suffisante pour lui imprimer un mouvement de rotation. Dans des cas particuliers, il peut être nécessaire d'exercer sur le frottoir 7 une pression pour assurer une force de frottement suffisante entre ce frottoir et les dents de la roue à rochet, lors du déplacement actif du frottoir. Ce résultat peut être obtenu au moyen du détail de cons truction représenté à la fig. 4. Un ressort à lame courbe 16, fixé sur le bâti à une vis 17, s'appuie sur la face supérieure du frottoir 7.
La convexité de la lame qui est en forme de spirale est dirigée vers le vibreur 4, de sorte que lorsque le frottoir 7 se déplace pour faire tourner la roue 1, le ressort 16 tend à augmen ter sa pression, tandis que, dans le déplacement en sens inverse, la pression du ressort 16 tend à diminuer.
Device for transforming the oscillations of a mechanical vibrator into a rotational movement for controlling a clockwork mechanism The present invention relates to a positive device for transforming the oscillations of a mechanical vibrator into a rotational movement , for controlling a clockwork mechanism.
Devices have already been produced for the control of clockwork mechanisms, in which a mechanical vibrator is associated with an oscillating electric circuit, the control of the clockwork mechanism being able to be carried out either by deriving the electric oscillations to supply a motor. synchronous, or by transforming the mechanical vibrations of the vibrator into a rotary movement. A device of this kind has already been described in Swiss patent No. 312290.
Although the transformation of a reciprocating rectilinear movement into a rotational movement has already found numerous solutions in most cases which arise in the art, no satisfactory solution has heretofore been proposed for the control of 'a clockwork mechanism by transforming the mechanical oscillations of a vibrator into a rotary movement of a mobile clockwork mechanism. The generally high frequencies of the oscillations of the vibrator, the need to obtain a uniform rotary movement independent of the amplitude of the oscillations of the vibrator, pose problems for which the practical solution has not been found so far. .
The object of the present invention is to provide a solution to these problems; the device which is the subject of it is characterized by a wire connected to the mechanical vibrator and vibrating with the latter, by a wiper associated with said wire, one face of said wiper being pressed against the teeth of a ratchet wheel of the mechanism of clock laughs and causing the rotation in one direction of this ratchet wheel, by a stop pawl set in the teeth of said ratchet wheel to prevent rotation in the opposite direction posed, and by means suitable for containing the displacements of said friction member within determined limits independently of the amplitude of the oscillations of the vibrator,
the whole being arranged so that the natural frequencies of the various moving parts are greater than the frequency of the oscillations of the mechanical vibrator.
By way of example, an embodiment of the object of the invention and a variant are shown in the accompanying drawing, where FIG. 1 schematically represents a device constituting this embodiment; fig. 2 is a cross section taken along the line <I> 11-l1 </I> of FIG. 1; fig. 3 shows a variant of the device of FIG. 1; and fig. 4 shows a constructive detail which can be applied to the devices of fig. 1 and 3.
The device illustrated in FIG. 1 comprises a ratchet wheel 1 pivoted in 2 and forming part of a clockwork mechanism. A mechanical vibrator 4, schematically drawn, oscillates in the direction defined by arrows A and A '. Above the ratchet wheel 1 is placed a wire 5, one end of which is fixed to the vibrator 4 and the other end of which is connected to a coil spring 6 fixed to a part 8 of the frame of the clockwork mechanism. The spring 6 is fixed to the frame 8 by one of its ends which is introduced into a bore made in the frame, and is held there by a conical pin 14. This arrangement makes it possible to adjust the tension of the spring 6 and, consequently, the tension of the wire 5, by moving the end of the res out in the frame 8.
It is clear that, .when the vibrator 4 oscillates, the wire 5 also oscillates.
On the wire 5, and in correspondence of the ratchet wheel 1, is disposed a wiper 7, so that its lower face is supported with a slight pressure on the teeth 3 of the ratchet wheel 1. The wiper 7 is in very light material, for example cork, and, as emerges from FIG. 2, it has over its entire length a longitudinal notch 7 ', of V-section and in which is engaged the wire 5. Because of the friction between the wire 5 and the sides of the notch 7', the friction plate 7 participates Normally to the vibrations of the wire 5. But if, for any reason, the friction pad 7 is prevented from moving, the wire 5 slips into the notch 7 '.
The movements of the slider 7 are limited, on one side and the other, by two stops, one of which 9 is fixed to the frame at a distance d from the end of the slider directed towards the vibrator 4, and the another stop 10 is fixed to the frame at a distance <B> d </B> from the other end of the wiper.
On the underside of the friction pad is applied a plastic coating 11, for example polyvinyl chloride, which aims to ensure the drive of the wheel while creating between the face of the friction and the teeth of the wheel , friction conditions preventing rapid wear of this face and said teeth.
On a part 13 of the frame of the clockwork mechanism is mounted a stopper 12, formed by a very thin elastic blade, the free end of which rests, with a slight pressure on a tooth 3 of the wheel 1. .
When the vibrator 4 moves in the direction of the arrow A, the wire 5, which is integral with it, also moves in the same direction, by tensioning the spring 6 and bringing with it the friction plate 7. The lower face of this last, resting on the teeth 3, forces the ratchet wheel 1 to rotate through a certain angle, in the direction of the arrow B. At the same time, the stop pawl 12 slides on a tooth 3 and comes to rest on the next tooth.
When the vibrator 4 moves in the direction of the arrow A ', the wire 5 is brought back to its initial position by the action of the spring 6, and drives with it the wiper 7. But, during this movement, the pawl d stop 12 abuts against a tooth 3 of the wheel 1 and therefore prevents it from turning. Thanks to the elasticity of the suspension of the slider 7, the underside of the latter slides on the teeth 3 of the wheel 1.
In order for the device described above to be able to operate satisfactorily, it is important that the wiper 7 rotates the wheel 1 always at the same angle, regardless of the amplitude of the oscillations of the vibrator 4 and of the wire 5, which amplitude , for accidental causes, may not be constant. For this, the two stops 9 and 10 maintain the alternative movements of the friction plate 7 within exactly determined limits.
On the other hand, the device being intended to control a clockwork mechanism, the wheel 1 should perform, each time, a rotation corresponding to the pitch p of the toothing. By examining fig. 1, it is easy to see that these conditions are satisfied when the total displacement <I> (d </I> + <B><I>d</I></B> <I>) </I> of the friction 7 is greater than the pitch p but less than the double of this pitch, in other words, when 2 p> (d + d 'p.
It is also evident that the amplitude A ,, of the oscillations of the vibrator 4 must remain greater than or at least equal to the value of the pitch p, otherwise the wheel 1 would not turn by a sufficient angle and the mechanism of the clock would stop. It follows that for the proper functioning of the device, the other condition to be fulfilled is expressed by the relation Ao> p.
Finally, it should be noted that, for the device to operate regularly, it is necessary that the natural frequency of all the moving parts, that is to say of the wire 5, of the wiper 7, of the spring 6 and of wheel 1, i.e. greater than the frequency of oscillations of mechanical vibrator 4.
As was specified above, in order to absorb the impacts of the friction pad 7 against the stops 9 and 10, the wire 5 is engaged in the notch 7 'by simple friction, so that, when the friction strikes one of the stops 9 or 10, the wire can slide into the notch 7 '.
In the variant embodiment, shown in FIG. 3, the wire 5 is integral with the wiper 7. To prevent the wire 5 from breaking when the rubbing 7 hits the stop 9, the wire is connected to the vibrator 4 by means of a second coil spring 15.
As in the previous case, the natural frequency of this spring 15 must be greater than that of the oscillations of the vibrator 4. For everything else, the device of FIG. 3 is identical to that of FIG. 1.
In the two examples described, the wire 5 is arranged so that the friction pad 7 rests on the wheel 1 with sufficient pressure to give it a rotational movement. In particular cases, it may be necessary to exert pressure on the wiper 7 to ensure a sufficient frictional force between this wiper and the teeth of the ratchet wheel, during the active movement of the wiper. This result can be obtained by means of the construction detail shown in fig. 4. A curved leaf spring 16, fixed to the frame with a screw 17, rests on the upper face of the slider 7.
The convexity of the blade which is in the form of a spiral is directed towards the vibrator 4, so that when the slider 7 moves to rotate the wheel 1, the spring 16 tends to increase its pressure, while, in the displacement in the opposite direction, the pressure of the spring 16 tends to decrease.