Mécanisme d'encliquetage pour la commande du train d'engrenage d'une montre
La présente invention a pour objet un mécanisme d'encliquetage pour la commande du train d'engrenages d'une montre, comprenant une palette montée de manière à pouvoir effectuer des mouvements de basculement, des moyens pour faire effectuer à cette palette ces mouvements de basculement, une roue d'encliquetage munie de dents à sa périphérie et adaptée pour commander le train d'engrenages de la montre, ladite palette présentant une paire de bras portant chacun une partie d'entraînement par contact, lesdites parties d'entraînement par contact étant aptes à s'engager alternativement avec lesdites dents pour fournir une force dirigée approximativement tangentiellement à ladite roue en réponse au mouvement de basculement de ladite palette de manière à entraîner ladite roue d'encliquetage unidirectionnellement.
De tels dispositifs sont, sinon déjà connus, du moins déjà à portée de connaissance par recoupement de ce qui est décrit et représenté dans l'exposé de brevet suisse No 142534 et dans les exposés de brevet français Nos 923788 et 1365794. En effet, l'exposé de brevet suisse en question représente un mécanisme qui correspond à la définition donnée ci-dessus, à ceci près que la force fournie n'est pas dirigée approximativement tangentiellement à la roue d'encliquetage; cependant, l'exposé de brevet français No 1365794, qui présente (fig. 1 à 3) un dispositif quelque peu différent mais du même genre, illustre la possibilité de faire agir une force analogue tangentiellement à une roue d'encliquetage;
mesure technique qui, introduite dans un dispositif comme celui décrit dans l'exposé de brevet suisse No 142534, aboutirait à l'obtention d'un mécanisme correspondant à la définition donnée ci-avant. L'exposé de brevet français No 923788 présente un mécanisme qui ne correspond pas non plus totalement à cette définition, mais qui comporte certains éléments susceptibles d'être intégrés à un mécanisme répondant à cette définition.
Toutefois, dans chacun des mécanismes décrits dans les trois dits exposés de brevet, l'engagement des parties d'entraînement par contact de la palette avec les dents de la roue d'encliquetage se fait de manière telle que ce sont des pointes (ou des éléments aigus etlou relativement minces) de la palette qui viennent périodiquement s'appuyer contre des surfaces latérales des dents de la roue d'encliquetage. Un engagement de cette sorte implique certains inconvénients:
Premièrement, il exige une configuration particulière extrêmement précise des surfaces de flancs des dents de la roue d'encliquetage, ce qui rend la fabrication de cette dernière relativement coûteuse.
Deuxièmement, il provoque, au moindre défaut de régularité affectant le positionnement des surfaces latérales des dents de la roue d'encliquetage - défaut qui, malgré tout le soin apporté à la fabrication de cette roue, risque de se présenter en certains cas - des irrégularités cycliques de fonctionnement qui pourraient nuire à la précision de marche de la montre incluant ledit mécanisme.
Troisièmement, le léger frottement radial qui, quoique très restreint puisque la force est dirigée approximativement tangentiellement, pourra parfois se produire dans une faible mesure tant que la direction de la force n'est pas rigoureusement tangentielle, entraîne des pertes d'énergie dont l'importance dépend de la qualité de la surface contre laquelle s'appuie la pointe et qui ne peuvent être négligeables que si cette surface est d'une excellente qualité. De ceci résulte soit la nécessité d'avoir, chose coûteuse, des surfaces latérales de dents d'une qualité extrêmement soignée, soit la nécessité, défavorable, de prendre en compte une consommation d'énergie légèrement supérieure à celle qu'on aurait avec de telles surfaces latérales de dents de qualité très soignée.
A ce sujet, il y a lieu de tenir compte aussi du fait que la réduction du volume disponible pour la source d'énergie (batterie), nécessaire pour loger celle-ci à l'intérieur d'une montre électrique compacte, diminue sa capacité énergétique dans une mesure plus grande que ne se trouve diminuée la résistance totale au mouvement de la montre pour une diminution proportionnelle des dimensions de celle-ci. Donc, dans les montres électriques relativement petites, une source d'énergie doit fournir l'énergie nécessaire à vaincre une résistance plus importante relativement à ses dimensions, que dans une montre électrique de grandes dimensions. De ce fait, il serait extrêmement souhaitable de pouvoir diminuer l'énergie totale qu'il est nécessaire de fournir pour entrai- ner le mouvement, afin de pouvoir augmenter la durée d'utilisation de la batterie.
Le but de la présente invention est de fournir un mécanisme d'encliquetage ne présentant pas ces inconvénients.
Le mécanisme d'encliquetage selon Ia présente invention est caractérisé en ce que lesdites parties d'entraînement par contact comprennent des faces de contact adjacentes aux parties terminales desdits bras et susceptibles de s'engager en appui contre les pointes desdites dents.
Dans le mécanisme ainsi caractérisé, ce ne sont plus des pointes portées par les bras de la palette qui s'appuient contre des surfaces présentées par les dents de la roue d'encliquetage, mais ce sont des surfaces présentées par la palette qui s'appuient contre les pointes des dents de la roue d'encliquetage. Cette dernière n'a donc à être fabriquée de manière précise qu'en ce qui concerne les pointes de ses dents, et d'autre part, les surfaces à réaliser avec un grand soin et une grande précision sont les surfaces de la palette, lesquelles ne sont qu'au nombre de deux et peuvent être du reste, selon le cas, de rubis synthétique.
Une forme d'exécution du mécanisme d'encliquetage selon l'invention est maintenant décrite, à titre d'exemple, en liaison avec le dessin annexé dans lequel:
la fig. 1 est une vue en plan du mécanisme d'encliquetage montrant la palette à la fin d'un basculement d'entraînement, immédiatement avant le basculement de retour;
la fig. 2 est une vue en plan du même mécanisme montrant la palette en une position centrale;
la fig. 3 est une vue en plan du même mécanisme montrant la palette à la fin du basculement d'entraînement opposé, immédiatement avant le basculement de retour;
;
la fig. 4 est une vue fragmentaire à grande échelle montrant l'engagement initial et final entre l'extrémité d'un bras de la palette et une dent de la roue d'encliquetage au cours de l'avancement de cette dernière, et
la fig. 5 est une vue fragmentaire à grande échelle montrant l'engagement initial et final entre l'extrémité de l'autre bras de la palette et une dent de la roue d'encliquetage durant l'avancement de cette dernière.
En examinant particulièrement les figures du dessin, on voit un pivot de balancier 10 portant un plateau 12 muni d'une cheville de plateau 14, et monté sur une platine 16 d'une manière conventionnelle non représentée.
Le pivot de balancier 10 est commandé par un balancier non représenté, qui est amené à osciller par l'action d'une force motrice électrique agissant de manière conventionnelle, le dispositif d'actionnement du balancier étant de préférence du type illustré dans la publication du brevet USA No Re26187 et le plateau de balancier 12 étant de type conventionnel.
Une palette 18 est montée de manière pivotante sur la plaque 16 au moyen d'un arbre 20 et présente une extrémité en fourchette 22 formée de deux pattes 24 entre lesquelles se trouve une encoche 26. La cheville 14 s'engage dans cette encoche 26 de façon alternative au cours des excursions d'oscillation du plateau 12 et s'appuie alternativement contre chacune des pattes 24, faisant basculer la palette 18 autour de son arbre 20 de façon conventionnelle. Une paire de tétons d'arrêt 28 sont montés sur la plaque 16 de chaque côté de la palette 18 entre l'axe 20 et l'extrémité en fourchette 22.
Les tétons 28 limitent le mouvement de basculement de la palette 18 de chaque côté et ils peuvent comprendre des aimants permanents qui retiennent cette palette 18 d'un côté ou de l'autre pendant que la cheville 14 termine son excursion d'oscillation dans une direction et revient pour s'engager à nouveau dans l'encoche 26, faisant basculer à nouveau la palette 18 vers le côté opposé contre l'autre téton 28.
L'autre extrémité de la palette 18 est formée de manière à présenter un bras court 30 et un bras long 32, qui font corps avec la palette 18 et s'étendent depuis celle-ci de manière à s'engager alternativement avec les dents 34 d'une roue d'encliquetage 36 en réponse au mouvement de basculement de la palette 18 afin de faire avancer cette roue d'encliquetage 36 dans une seule direction (montrée sur les figures par une flèche). La roue d'encliquetage 36 est montée de manière pivotante sur la plaque 16 au moyen d'un arbre 37 et elle engrène avec le train d'engrenages de la montre, par des moyens non représentés, pour entraîner ce dernier dans une seule direction. Le bras court 30 s'étend en direction de la roue d'encliquetage 36 en faisant latéralement un angle par rapport à la ligne joignant les centres des axes de rotation de la roue d'encliquetage 36 et de la palette 18.
Ce bras 30 se termine par une projection élargie 38, dirigée vers l'intérieur, dont la face terminale et la face latérale 40, respectivement 42, convergent pour former la pointe 44. Comme on le voit sur les fig. 3 et 4, la projection 38 s'étend entre deux dents 34 adjacentes de la roue d'encliquetage 36 lorsque le bras 30 entraîne roue 36, la pointe 45 de la dent engagée A étant appuyée contre la face latérale intérieure 42, et la pointe 45 de la dent suivante B se trouvant espacée de la face terminale 40. Pour des raisons qui vont apparaître clairement, les faces arrière 46 des dents 34 s'étendent selon une direction radiale 36 tandis que les faces arrière 48 des dents 34 sont coupées selon un angle aigu.
II y a lieu de noter que lorsque la palette 18 a pivoté totalement contre le téton d'appui 28, comme on le voit à la fig. 3, la face intérieure 42 du bras 30 est disposée approximativement parallèlement à la face arrière 46 et forme un très petit angle avec la dent engagée A.
L'autre bras, qui est le bras long 32, s'étend latéralement en direction de la roue d'encliquetage 36 en formant, du côté opposé de la ligne joignant les centres de pivotement de la roue 36 et de la palette 18, un angle plus grand que celui que le bras 30 fait avec cette même ligne, de sorte que ce bras 32 se trouve espacé de la périphérie de la roue 36.
La partie terminale 50 du bras 32 s'étend de nouveau vers l'intérieur en direction de la périphérie de la roue 36 vers un endroit approximativement diamétralement opposé à celui vers lequel se dirige l'extrémité 38 du bras 30. La partie terminale 50 du bras 32 se termine par une face terminale 52 qui, comme on le voit sur les fig. 1 et 5, vient en appui avec les pointes 45 des dents 34 de la roue d'encliquetage 36. Lorsque la palette 18 a pivoté complètement et s'appuie contre le téton d'arrêt 28, le bras 32 ayant achevé sa course d'entraînement de la roue d'encliquetage, on voit que la face terminale 52 est approximativement parallèle à la face arrière 46 de la dent engagée C, formant avec celle-ci un petit angle f, s'ouvrant vers l'intérieur entre ces faces.
La partie terminale 50 du bras 32 est conformée de manière telle que sa face intérieure 54 se trouve espacée de la pointe 45 de la prochaine dent D lorsque le bras 32 a achevé son mouvement d'entraînement.
En cours de fonctionnement, lorsque le pivot de balancier 10 et le plateau 12 oscillent dans la direction horaire, comme on le voit sur la fig. 1, la cheville 14 entre dans l'encoche 26 et pousse la patte 24 faisant pivoter la palette 18 en direction anti-horaire autour de son axe 20. Lorsque la palette 18, basculant dans la direction anti-horaire, passe par sa position centrale montrée sur la fig. 2, la pointe 44 de la projection terminale 38 s'insère entre la face arrière 46 et la face avant 48 de deux dents adjacentes et, comme on le voit à la fig. 3 lors de la suite du mouvement anti-horaire de la palette 18, la face intérieure 42 s'engage contre la pointe 45 de la dent A et fait avancer la roue d'encliquetage 36 d'un angle égal à la moitié du pas séparant deux dents.
On voit que le contact initial entre la dent menée A et la projection terminale 38 est un engagement de la pointe 45 de la dent A contre la surface intérieure 42, cette dernière formant avec la face arrière 46 de la dent engagée A un petit angle d s'ouvrant vers l'intérieur. Lorsque la dent A est poussée par le bras 30 l'angle d devient progressivement plus petit jusqu'à n'être plus égal qu'à l'angle e au moment où la palette 18 a achevé son mouvement pivotant et se trouve contre le téton de retenue supérieur 28 comme montré à la fig. 3. Du fait de cette configuration, l'action de commande réalisée sur la roue 36 par le bras 30 est approximativement tangentielle à la roue 36 tout au long de sa rotation d'un demi-pas.
Après achèvement du mouvement d'entraînement fait dans le sens anti-horaire par la palette 18, la cheville 14 continue son mouvement et sort de l'encoche 26 pour continuer son excursion d'oscillation, après quoi la direction de rotation du balancier est inversée et la cheville 14, se mouvant dans le sens anti-horaire (comme montré par la flèche sur la fig. 3) s'engage à nouveau dans l'encoche 26 et s'appuie contre une patte 24 afin de faire pivoter la palette 18 dans le sens horaire. De ce fait, le bras 30 pivote autour de l'axe 20 et fait sortir la projection 38 d'entre les dents A et B, c'est-à-dire la dent qui était menée et celle qui lui succédait; à cette occa- sion il y a lieu de noter que la face terminale 40 est coupée selon un angle tel que la pointe 45 de la dent suivante B se trouve dégagée.
La fin du mouvement en direction horaire de la palette 18 complète le dégagement de la portion terminale 38 entre les dents adjacentes A et
B de sorte que la pointe 44 vient se situer à l'extérieur de la périphérie de la roue 36 tandis que simultanément la partie terminale de l'extrémité 50 du bras 32 s'insère entre la prochaine dent entraînée C et celle qui lui succède, la dent D. La face terminale 52 vient en appui contre la pointe 45 de la dent C et fait avancer la roue 36 d'un angle égal à la moitié d'un pas (correspondant à la distance entre deux dents). Le contact initial entre la face terminale 52 et la pointe de la dent C se fait selon un petit angle g s'ouvrant vers l'intérieur et qui diminue progressivement jusqu'à n'être plus que l'angle f à la fin du mouvement dans le sens horaire du bras 32.
L'action d'entraînement entre la face terminale 52 et la dent entraînée C est donc approximativement tangentielle à la roue 36 tout au long de l'avance d'un demi-pas. Lorsque ce mouvement d'entraînement est achevé, la palette 18 se trouvant retenue d'un côté contre le téton d'appui inférieur 28, comme on le voit fig. 1, la cheville 14 continue de se mouvoir dans la direction anti-horaire pour compléter son excursion d'oscillation anti-horaire, après quoi la direction de rotation du balancier est de nouveau inversée, et la cheville 14 repart dans l'autre sens et vient s'engager dans l'encoche 26 contre une des pattes 24 et fait pivoter la palette 18 dans le sens anti-horaire.
Ce mouvement anti-horaire de la palette 18 dégage l'extrémité de la partie terminale 50 d'entre la dent entraînée C et celle qui lui succède la dent D.
Il y a lieu de noter que la face intérieure 54 de la partie terminale 50 est configurée de manière à dégager la pointe 45 de la dent suivante D lors du mouvement de recul du bras 32 de la palette.
Lorsque la pointe 56 de la portion terminale s'est retirée au-delà de la périphérie de la roue 36, la pointe 44 de la projection terminale 38 du bras est déjà entrée à l'intérieur de la circonférence périphérique de la roue 36 entre la face arrière 46 de la prochaine dent entraînée et la face avant 48 de la dent qui lui succède. De cette manière la roue d'encliquetage 36 n'est jamais complètement dégagée des bras 30 et 32 de la palette même lorsque la palette est située en position centrale comme cela est représenté à la fig. 2.
Dans une exécution préférée, la roue d'encliquetage 36 comprend 15 dents espacées de 240, une avance de 120 se trouvant réalisée ainsi pour chaque basculement de la palette. Avec cet arrangement, le contact initial entre l'un des bras et une dent se fait à un point diamétralement opposé au contact de l'autre des bras avec la dent qu'il commande à la fin du mouvement d'entraînement de ce dernier bras. La distance entre l'axe 37 de la roue d'encliquetage et l'axe de pivotement 20 de la palette est d'environ 4,5 mm et le déplacement angulaire total de la palette 18 est de 100. Les angles d et g, correspondant au contact initial entre les faces des bras de la palette 42 resp. 52 et les faces arrière 46 des dents engagées, sont respectivement de 240 et de 14,50.
Les angles e et f qui se présentent, lorsque le mouvement d'entraînement est achevé, entre les faces 42 et respectivement 54 et les faces arrière de la dent 46 engagée sont respectivement de 70 et de 40. Les faces 42 et 52 de la palette peuvent être munies de rubis synthétiques afin de réduire encore la friction si une roue d'encliquetage en métal est utilisée. On peut également prévoir une roue d'encliquetage en plastique auto-lubrifiant si la palette est en métal.
Il y a lieu de souligner l'importance du fait que le contact entre les pointes 45 des dents engagées et les faces 42 et 52 des bras 30 et 32 reste situé approximativement à des points fixes le long des faces respectives et fournissent des forces d'appui approximativement tangentielles à la roue 36, et qu'ainsi l'action dirigée radialement ou dans le sens d'une corde, entre les dents et les surfaces de contact contre lesquelles elles s'appuient, action qui se produit généralement dans les autres mécanismes d'encliquetage, est ici pratiquement éliminée.
Ainsi, les pertes par frottement, anciennement occasionnées par les frottements entre la palette et les dents, se trouvent réduites et la force motrice nécessaire à entraîner le présent mécanisme d'encliquetage est considéra blement plus faible que celle qui était nécessaire auparavant.
Il est également important de noter que les bras 30 et 32 de la palette s'engagent avec les dents 34 en des points diamétralement opposés de la roue d'encliquetage 36. De cette manière, une palette à double action est ainsi constituée permettant de faire avancer positivement la roue d'encliquetage pour chaque basculement de la palette 18. De plus, L'action d'entraînement approximativement tangentielle relativement à la roue, pour chaque basculement de la palette, diminue tous les glissements entre les bras de contact et les dents, lesquels constituent des causes de perte par friction dans les autres mécanismes.
De plus encore les pertes par friction occasionnées, dans les autres mécanismes de ce genre dans lesquels les bras de la palette frottent le long de la roue d'encliquetage lors du basculement de retour de la palette, du fait de ces frottements, sont ici complètement éliminées puisque les faces terminales d'avancement et de contact des bras 30 et 32 sont configurées et de telle manière qu'elles se trouvent espacées de la roue et dégagent ses dents lors de leurs mouvements de retour.