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Dispositif d'encliquetage et utilisation de celui-ci Le dispositif d'encliquetage revendiqué ci-après comprend une roue dentée dont les dents ont chacune une face approximativement radiale et une face inclinée sur celle-ci, ainsi qu'au moins un élément qui porte un fil flexible présentant une extrémité libre guidée dans une fente transversale de cet élément, de manière que cette extrémité libre du fil ait tendance, du fait de sa propre élasticité, à se rap= procher du centre de la roue dentée et à pénétrer dans sa denture.
Par ailleurs, roue dentée, élément de support et fil sont agencés de manière que chacune des faces radiales des dents de la roue soit capable de retenir l'extrémité du fil engagée dans la denture, en bloquant par conséquent la roue par rapport audit élément, lorsqu'un effort tend à entraîner cette roue dans un sens de rotation par rapport audit élément, tandis que chacune desdites faces inclinées de ces dents est capable de repousser l'extrémité du fil hors du chemin desdites dents, en libérant alors la roue par rapport audit élément, lorsqu'un effort tend à entraîner celle-ci dans l'autre sens par rapport à cet élément.
Enfin, la roue et la face de la partie dudit élément qui présente la fente de guidage du fil sont adjacentes ; le fil n'est ainsi sollicité pratiquement qu'au cisaillement, lorsque son extrémité bloque ladite roue par rapport audit élément.
Le principal avantage de ce dispositif d'encliquetage réside dans le fait qu'il comprend une roue à dents de loup de type courant, mais pas de cliquet extérieur coopérant avec cette roue, ce qui permet de réduire la place occupée en plan par les mécanismes dans lesquels on utilise un tel dispositif.
Selon la revendication II, ce dispositif d'encliquetage est utilisé de façon particulièrement avantageuse dans un mécanisme d'entraînement à sens unique comprenant deux parties mobiles coaxialement l'une par rapport à l'autre. Le dessin représente un mécanisme d'entraînement à sens unique qui illustre un exemple d'utilisation d'une forme d'exécution, donnée à titre d7exem- ple, du dispositif d'encliquetage défini par la première revendication.
La fig. 1 est une coupe axiale de ce mécanisme, et la fig. 2 en est une coupe selon la ligne II-II de la fig. 1.
Le mécanisme représenté comprend trois mobiles montés sur un même arbre 1 : une roue à dents de loup 2, angulairement solidaire de l'arbre 1 grâce à un carré 3 taillé dans une portée de celui-ci, et deux éléments constitués par des supports 4, 5, cylindriques, plats, situés de part et d'autre de la roue 2. L'arbre 1 tourne librement à l'intérieur des supports 4 et 5, qui sont maintenus en contact avec les deux faces de la roue 2 par des moyens non représentés. Le diamètre des supports 4 et 5 est légèrement supérieur à celui de la roue 2, comme on le voit dans la fig. 1.
Deux dispositifs d'encliquetage identiques sont prévus, l'un entre le support 4 et la roue 2 et l'autre entre le support 5 et cette roue 2, dans un but décrit ci-après.
L'organe qui sert de cliquet entre le support 5 et la roue 2 est constitué par un fil 6 logé dans une gorge périphérique 7, taillée dans la face cylindrique du support 5. Comme on le voit à la fig. 2, le fil 6 forme un ressort annulaire qui entoure presque complètement le support 5. Les dimensions du ressort constitué par le fil 6 sont choisies assez petites pour que ce ressort tienne en place dans la gorge 7 par sa propre élasticité. L'extrémité 8 du fil 6 est repliée perpendiculairement au plan défini par l'axe de la partie du fil 6 qui entoure le support 5.
De plus, cette extrémité 8 est engagée dans une fente 9, pra-
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tiquée tout au travers de l'élément 5, selon un plan parallèle à son axe. Cette fente 9 définit une sécante du cercle de base de l'élément 5. En d'autres termes, le plan de cette fente 9 est orienté de manière à ne pas passer par l'axe du support 5. Enfin, la largeur de la fente 9 est juste un peu supérieure à l'épaisseur du fil 6, de façon à en guider l'extrémité 8, tout en permettant à celle-ci de se déplacer librement dans la fente 9.
Etant donné les dimensions du ressort formé par le fil 6, il est clair que son extrémité 8 aura toujours tendance à se déplacer dans la fente 9 de manière à se rapprocher de l'axe du support 5, cette extrémité 8 pouvant évidemment être écartée élastique- ment de sa position de repos, grâce à l'élasticité du ressort constitué par le fil 6.
On voit dans la fig. 1 que l'extrémité 8 du fil 6 est assez longue pour faire saillie de la face infé- rieure du support 5 et plonger dans la denture de la roue 2. On remarquera à ce sujet que le diamètre du fond de la gorge 7 est légèrement inférieur à celui du cercle de base de cette roue 2, afin que la partie 8 du fil 6 puisse pénétrer au fond de la denture de cette roue 2.
Le dispositif d'encliquetage comprenant la roue 2, le support 5 et le fil 6, fonctionne de la manière suivante Si l'on suppose que l'arbre 1 et la roue 2 tournent dans le sens de la flèche a (fig. 2) par rapport au support 5, on remarque sans autre que les faces inclinées 10 des dents de la roue 2 repoussent la partie 8 du fil 6 hors du chemin de ces dents, en laissant tourner la roue 2 et l'arbre 1 librement par rapport au support 5.
En revanche, si la roue 2 a tendance à tourner dans l'autre sens par rapport au support 5, la face radiale de sa dent 11 tend à faire pénétrer la partie 8 du fil 6 plus profondément dans la fente 9, de sorte que cette partie 8 immobilise la roue 2 par rapport au support 5.
Etant donné que les faces 12 des dents de la roue 2 sont approximativement radiales, on remarquera que si la fente 9 était également radiale, le fonctionnement du dispositif d'encliquetage serait théoriquement le même. Pratiquement toutefois, si, comme dans l'exemple représenté, le diamètre du fil 6 est à peu près égal à la hauteur des dents de la roue 2, il se pourrait que la partie 8 de ce fil repose sur la pointe de l'une des dents et ne soit pas en contact avec la face radiale 12 de cette dent.
Dans ces conditions, la dent en question pourrait repousser la partie 8 hors de son chemin et permettre une rotation de la roue 2 par rapport à l'élément 5 dans le sens interdit. Aussi est-il préférable d'incliner la fente 9 comme on le voit à la fig. 2, de façon que la partie 8 du fil 6 soit emprisonnée entre la face radiale de la dent 11 de la roue 2 et la paroi 9' de la fente 9.
Dé ce fait, et du fait que l'élément 5 est en contact avec l'une des faces de la roue 2, il se trouve que la partie 8 du fil 6 est sollicitée au cisaillement pur. Il s'ensuit qu'avec un fil relativement mince, on peut assurer un accouplement de l'élément 5 et de la roue 2, qui résiste à un couple d'entraînement relativement élevé de la roue 2 par rapport à l'élément 5 dans le sens opposé à la flèche a.
On remarquera que le dispositif d'encliquetage décrit utilise une roue à dents de loup usuelle, mais pas de cliquet autour de cette roue, ce qui constitue une économie de place par rapport aux dispositifs connus avec roue à dents de loup et cliquet. De plus, le dispositif décrit est plus simple que les dispositifs connus, puisque le fil 6 remplace le cliquet, le pivot du cliquet, les moyens de fixation du cliquet, le ressort du cliquet et les moyens de fixation et d'armage de ce ressort.
Le montage du dispositif décrit est également extrêmement simple, puisqu'il suffit d'ouvrir légèrement le ressort constitué par le fil 6 pour le mettre en place dans la gorge 7.
Il est bien entendu que les éléments de ce dispositif, en particulier le support 5 et le fil 6, pourraient avoir une autre forme. En effet, dans l'exemple représenté, le support 5 fait partie d'un mobile pivotant fou autour de l'arbre 1, qui constitue, avec la roue 2, un mécanisme à roue libre illustrant un exemple de l'utilisation selon la deuxième revendication du dispositif d'encliquetage selon la revendication I ; mais le support 5 pourrait aussi être solidaire d'un bâti dans lequel l'arbre .1 serait pivoté. Dans ce dernier cas, ledit dispositif d'encliquetage remplacerait un cliquet de retenue.
Par ailleurs, au lieu de constituer un ressort annulaire, le fil remplaçant un cliquet pourrait être rectiligne et s'étendre perpendiculairement à la roue 2. Il suffirait qu'il soit fixé par exemple par une extrémité à un support adjacent à la roue 2 et qu'il s'étende dans une fente pratiquée dans ce support de manière que son extrémité libre fasse saillie du support et pénètre dans la denture de la roue 2, à l'instar de la partie 8 du dispositif représenté. Un tel montage pourrait se faire là où la place au-dessus ou au-dessous de la roue 2 ne serait pas très réduite, au moins dans une zone de cette roue.
Ainsi qu'il a déjà été dit, les mécanismes à roue libre constituent l'une des plus intéressantes utilisa- tions du dispositif d'encliquetage revendiqué.
Si l'utilisation de ce dispositif d'encliquetage est intéressante dans un mécanisme à roue libre simple, comprenant deux mobiles coaxiaux, elle l'est encore davantage dans le mécanisme à roue libre représenté au dessin.
Celui-ci comprend en effet un élément 4, outre la roue 2 et l'élément 5. Cet élément 4 est identique à l'élément 5 et il porte aussi, dans une gorge 7a, un fil 6a dont une extrémité 8a est repliée vers le haut, de manière à pénétrer dans la denture de la roue 2. Comme on le voit à la fig. 1, les parties 8 et 8a des fils 6 et 6a ont des longueurs telles que ces deux parties puissent être engagées dans la même dent de la
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roue 2 sans s'accrocher. L'élément 4 présente naturellement une fente 9a identique à la fente 9 de l'élément 5.
L'élément 4 pourrait être fixe par rapport au bâti dans lequel pivote l'arbre 1. La partie 8a du fil 6a constituerait alors un organe de retenue de la roue 2, qui empêcherait celle-ci de tourner dans le sens opposé à celui de la flèche a. Quant aux rotations de l'élément 5 dans le sens de cette flèche, elles seraient transmises à la roue 2 ; tandis que les rotations de l'élément 5 dans l'autre sens n'auraient pas d'effet sur cette roue 2. Un tel mécanisme pourrait être utilisé dans une montre remontée automatiquement par les mouvements d'un élément rotatif, tournant alternativement dans les deux sens autour de l'arbre 1 et duquel l'élément 5 serait solidaire ; tandis que la roue 2 et l'arbre 1 seraient reliés à l'arbre du barillet de la montre.
Dans ce cas, seules les rotations dans un sens de cet élément contribueraient au remontage. Les éléments 4, 5 pourraient aussi être mobiles tous les deux et être reliés cinématiquement entre eux de manière à tourner en sens inverse. Cette liaison pourrait être réalisée par exemple par deux renvois en prise l'un avec l'autre, l'un de ces renvois étant en prise avec une denture non représentée de l'élément 4, et l'autre avec une denture de l'élément 5. Un de ces renvois pourrait alors être fixé à une masse mobile, destinée à assurer le remontage automatique d'une montre. Les éléments 4, 5 tourneraient alors chacun alternativement dans les deux sens, tout en tournant toujours en sens inverse l'un par rapport à l'autre.
Un tel mécanisme à roue libre convertirait les rotations alternatives des éléments 4 et 5 en rotations continues de la roue 2 et de l'axe 1. Celui-ci pourrait porter un pignon relié par engrenages à l'arbre du barillet de la montre. Dans ce cas, les déplacements dans les deux sens de la masse mobile contribueraient au remontage.
Ce mécanisme à roue libre double n'occuperait pas beaucoup de place en hauteur, si les dentures des éléments 4. 5 étaient taillées dans les faces de ces éléments dans lesquelles les gorges 7 et 7a sont pratiquées.
Il est bien entendu que ces mécanismes à roue libre peuvent être appliqués dans une montre à d'autres fins que celle de convertir les déplacements alternatifs d'une masse ou d'un élément mobile en rotations continues. On pourrait par exemple en utiliser un pour débrayer et embrayer alternativement un mécanisme de remontage automatique et un mécanisme de remontage manuel.
On pourrait aussi utiliser un tel mécanisme dans d'autres appareils que des montres, chaque fois que le couple à transmettre ne risque pas de cisailler le fil remplaçant le cliquet d'accouplement.
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Ratchet device and use thereof The ratchet device claimed below comprises a toothed wheel, the teeth of which each have an approximately radial face and an inclined face thereon, as well as at least one element which carries a flexible wire having a free end guided in a transverse slot of this element, so that this free end of the wire has a tendency, due to its own elasticity, to approach the center of the toothed wheel and to enter its toothing.
Furthermore, toothed wheel, support element and wire are arranged so that each of the radial faces of the teeth of the wheel is capable of retaining the end of the wire engaged in the toothing, consequently blocking the wheel relative to said element, when a force tends to drive this wheel in a direction of rotation relative to said element, while each of said inclined faces of these teeth is capable of pushing the end of the wire out of the path of said teeth, thus releasing the wheel relative to said element, when a force tends to cause it in the other direction with respect to this element.
Finally, the wheel and the face of the part of said element which has the thread guide slot are adjacent; the wire is thus subjected practically only to shearing, when its end blocks said wheel with respect to said element.
The main advantage of this ratchet device lies in the fact that it comprises a common type wolf tooth wheel, but no external pawl cooperating with this wheel, which makes it possible to reduce the space occupied in plan by the mechanisms. in which such a device is used.
According to claim II, this latching device is used particularly advantageously in a one-way drive mechanism comprising two movable parts coaxially with respect to one another. The drawing shows a one-way drive mechanism which illustrates an example of use of an exemplary embodiment of the ratchet device defined by the first claim.
Fig. 1 is an axial section of this mechanism, and FIG. 2 is a section along the line II-II of FIG. 1.
The mechanism shown comprises three mobiles mounted on the same shaft 1: a wolf tooth wheel 2, angularly secured to the shaft 1 by virtue of a square 3 cut in a span of the latter, and two elements formed by supports 4 , 5, cylindrical, flat, located on either side of the wheel 2. The shaft 1 rotates freely inside the supports 4 and 5, which are kept in contact with the two faces of the wheel 2 by means not shown. The diameter of the supports 4 and 5 is slightly greater than that of the wheel 2, as can be seen in fig. 1.
Two identical latching devices are provided, one between the support 4 and the wheel 2 and the other between the support 5 and this wheel 2, for a purpose described below.
The member which serves as a pawl between the support 5 and the wheel 2 consists of a wire 6 housed in a peripheral groove 7, cut in the cylindrical face of the support 5. As can be seen in FIG. 2, the wire 6 forms an annular spring which almost completely surrounds the support 5. The dimensions of the spring formed by the wire 6 are chosen small enough for this spring to hold in place in the groove 7 by its own elasticity. The end 8 of the wire 6 is folded back perpendicular to the plane defined by the axis of the part of the wire 6 which surrounds the support 5.
In addition, this end 8 is engaged in a slot 9, pra-
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ticked all through the element 5, in a plane parallel to its axis. This slot 9 defines a secant of the base circle of the element 5. In other words, the plane of this slot 9 is oriented so as not to pass through the axis of the support 5. Finally, the width of the slot 9 is just a little greater than the thickness of the wire 6, so as to guide the end 8, while allowing it to move freely in the slot 9.
Given the dimensions of the spring formed by the wire 6, it is clear that its end 8 will always tend to move in the slot 9 so as to approach the axis of the support 5, this end 8 obviously being able to be resiliently separated. - ment of its rest position, thanks to the elasticity of the spring formed by the wire 6.
We see in fig. 1 that the end 8 of the wire 6 is long enough to protrude from the lower face of the support 5 and plunge into the teeth of the wheel 2. It will be noted in this connection that the diameter of the bottom of the groove 7 is slightly lower than that of the base circle of this wheel 2, so that part 8 of wire 6 can penetrate to the bottom of the teeth of this wheel 2.
The latching device comprising the wheel 2, the support 5 and the wire 6, works as follows If it is assumed that the shaft 1 and the wheel 2 turn in the direction of arrow a (fig. 2) relative to the support 5, it is noted without further that the inclined faces 10 of the teeth of the wheel 2 push the part 8 of the wire 6 out of the path of these teeth, leaving the wheel 2 and the shaft 1 to rotate freely with respect to the support 5.
On the other hand, if the wheel 2 tends to turn in the other direction with respect to the support 5, the radial face of its tooth 11 tends to make the part 8 of the wire 6 penetrate more deeply into the slot 9, so that this part 8 immobilizes wheel 2 with respect to support 5.
Given that the faces 12 of the teeth of the wheel 2 are approximately radial, it will be noted that if the slot 9 were also radial, the operation of the ratchet device would theoretically be the same. Practically however, if, as in the example shown, the diameter of the wire 6 is approximately equal to the height of the teeth of the wheel 2, it could be that the part 8 of this wire rests on the point of one teeth and is not in contact with the radial face 12 of this tooth.
Under these conditions, the tooth in question could push part 8 out of its way and allow wheel 2 to rotate relative to element 5 in the prohibited direction. It is therefore preferable to incline the slot 9 as seen in FIG. 2, so that part 8 of wire 6 is trapped between the radial face of tooth 11 of wheel 2 and wall 9 'of slot 9.
As a result, and due to the fact that the element 5 is in contact with one of the faces of the wheel 2, it turns out that the part 8 of the wire 6 is subjected to pure shear. It follows that with a relatively thin wire, a coupling of the element 5 and the wheel 2 can be ensured, which withstands a relatively high driving torque of the wheel 2 relative to the element 5 in the direction opposite to the arrow a.
It will be noted that the ratcheting device described uses a conventional wolf tooth wheel, but no ratchet around this wheel, which constitutes a saving in space compared to known devices with wolf tooth wheel and pawl. In addition, the device described is simpler than the known devices, since the wire 6 replaces the pawl, the pawl pivot, the pawl fixing means, the pawl spring and the means for fixing and winding this spring. .
The assembly of the device described is also extremely simple, since it suffices to slightly open the spring formed by the wire 6 to place it in the groove 7.
It is understood that the elements of this device, in particular the support 5 and the wire 6, could have another shape. In fact, in the example shown, the support 5 forms part of a mobile pivoting idle around the shaft 1, which constitutes, with the wheel 2, a freewheel mechanism illustrating an example of the use according to the second claim of the ratchet device according to claim I; but the support 5 could also be integral with a frame in which the shaft .1 would be pivoted. In the latter case, said ratchet device would replace a retaining pawl.
Furthermore, instead of constituting an annular spring, the wire replacing a pawl could be rectilinear and extend perpendicularly to the wheel 2. It would suffice that it be fixed for example by one end to a support adjacent to the wheel 2 and that it extends in a slot made in this support so that its free end protrudes from the support and penetrates into the teeth of the wheel 2, like part 8 of the device shown. Such an assembly could be done where the space above or below the wheel 2 would not be very small, at least in one zone of this wheel.
As has already been said, freewheel mechanisms constitute one of the most interesting uses of the claimed ratchet device.
If the use of this locking device is interesting in a simple freewheel mechanism, comprising two coaxial wheels, it is even more so in the freewheel mechanism shown in the drawing.
This in fact comprises an element 4, in addition to the wheel 2 and the element 5. This element 4 is identical to the element 5 and it also carries, in a groove 7a, a wire 6a, one end 8a of which is folded towards the top, so as to penetrate into the toothing of wheel 2. As can be seen in FIG. 1, the parts 8 and 8a of the wires 6 and 6a have lengths such that these two parts can be engaged in the same tooth of the
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wheel 2 without catching. Element 4 naturally has a slot 9a identical to slot 9 of element 5.
The element 4 could be fixed with respect to the frame in which the shaft 1 pivots. Part 8a of the wire 6a would then constitute a member for retaining the wheel 2, which would prevent the latter from rotating in the direction opposite to that of the arrow a. As for the rotations of element 5 in the direction of this arrow, they would be transmitted to wheel 2; while the rotations of element 5 in the other direction would have no effect on this wheel 2. Such a mechanism could be used in a watch wound automatically by the movements of a rotating element, rotating alternately in the two directions around the shaft 1 and which the element 5 would be integral; while the wheel 2 and the shaft 1 would be connected to the barrel shaft of the watch.
In this case, only the rotations in one direction of this element would contribute to the reassembly. The elements 4, 5 could also both be movable and be kinematically connected to each other so as to rotate in the opposite direction. This connection could be achieved for example by two references engaged with one another, one of these references being in engagement with a toothing not shown of the element 4, and the other with a toothing of the item 5. One of these references could then be attached to a moving mass, intended to ensure the automatic winding of a watch. The elements 4, 5 would then each rotate alternately in both directions, while still rotating in the opposite direction with respect to each other.
Such a freewheel mechanism would convert the reciprocating rotations of the elements 4 and 5 into continuous rotations of the wheel 2 and of the axis 1. The latter could carry a pinion connected by gears to the shaft of the barrel of the watch. In this case, the movements in both directions of the moving mass would contribute to reassembly.
This double freewheel mechanism would not occupy much space in height, if the teeth of the elements 4. 5 were cut in the faces of these elements in which the grooves 7 and 7a are made.
It is understood that these freewheel mechanisms can be applied in a watch for purposes other than that of converting the reciprocating movements of a mass or of a mobile element into continuous rotations. One could for example use one to disengage and engage alternately an automatic winding mechanism and a manual winding mechanism.
Such a mechanism could also be used in devices other than watches, whenever the torque to be transmitted does not risk shearing the wire replacing the coupling pawl.