La présente invention se rapporte à un dispositif d'accouplement pour transformer un movement dans les deux sens en un mouvement dans un sens seulement. Elle se rapporte, plus particulièrement, à un dispositif comportant: - un support, - un mobile d'entrée - un roulement à billes assurant la liaison entre le mobile d'entrée et le support, - des première et deuxième roues, toutes deux de forme annulaire avec une tranche externe, munie d'une denture, et une tranche interne, - des premier et second organes d'accouplement, du type à coincement de patins au moyen de pièces rondes, pour relier cinématiquement le mobile d'entrée avec respectivement la première et la deuxième roue, agencés de manière à ce que soit l'une, soit l'autre desdites roues est entraînée, selon que le mobile d'entrée tourne dans un sens ou dans l'autre.
Dans ce dispositif, le mobile d'entrée, le roulement à billes, les organes d'accouplement et les roues sont disposés coaxialement sur le support.
Une montre automatique munie d'un dispositif de ce type est décrite dans le document DE 1 141 953. Elle comporte un support, un arbre monté mobile en rotation sur le support, par l'intermédiaire d'un roulement à billes, un rotor solidaire de l'arbre en rotation et des premier et second organes d'accouplements, du type à coincement de patins au moyen de pièces rondes.
Chacun des organes d'accouplements comporte un noyau, une bague et intercalés entre eux, des billes et des freins rendant ou non solidaires la bague et le noyau, selon que l'arbre tourne dans l'un ou l'autre sens, l'un pour le premier organe, l'autre pour le second. Les bagues sont, chacune, munies d'une denture à leur périphérie et forment ainsi des roues dentées. Les deux organes d'accouplement sont chassés sur l'arbre par leur noyau et séparés par une portée.
Les dentures engrènent avec un rouage aboutissant, de manière classique, à une roue de rochet assurant le remontage d'un ressort-moteur. Ce rouage est agencé de manière à ce que la roue de rochet tourne toujours dans le même sens, quel que soit le sens de rotation du rotor. En d'autres termes, le ressort est remonté par les mouvements du rotor, qu'il tourne dans un sens ou dans l'autre.
Dans cette montre, l'ensemble ainsi formé nécessite peu de place radialement, mais, par contre, une épaisseur importante, au centre du mouvement. Or, un mouvement de montre est d'autant moins apprécié par les designers qu'il est épais, car cela affecte l'élégance de la montre.
Cet inconvénient a conduit l'homme du métier à disposer les organes d'accouplement ailleurs que sur l'axe du rotor. L'épaisseur du mouvement est, alors, sensiblement réduite, mais au dépens d'une augmentation du volume occupé.
Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients. Ce but est atteint grâce au fait que le mobile d'entrée comporte une bague munie d'une paroi interne et d'une paroi externe et formant des première et deuxième surfaces de roulement qui coopèrent respectivement avec les billes du roulement à billes et les pièces rondes de l'un au moins des organes d'accouplement.
De manière plus précise, les première et deuxième surfaces de roulement sont respectivement des portions des parois interne et externe de la bague.
Les pièces rondes utilisées dans les organes d'accouplement tels que définis ci-dessus sont avantageusement des billes plutôt que des galets, car ainsi, le volume occupé est minimum et les frottements sensiblement réduits.
Pour assurer de bonnes conditions de travail des billes tant du roulement que des organes d'accouplement, ces derniers comportent des surfaces de roulement de type coniques, avec deux surfaces extérieures et deux surfaces intérieures formées par des portions de cônes définissant des gorges à section trapézoïdale isocèle.
Avantageusement, les deux surfaces extérieures du roulement à billes sont des portions de la paroi interne de ladite bague, alors que les deux surfaces extérieures de roulement de chacun des deux organes d'accouplement sont formées par des portions de cônes définissant, ensemble, une gorge annulaire à section trapézoïdale isocèle pratiquée dans la tranche interne de sa roue.
Il est possible d'obtenir de bonnes conditions de travail des organes d'accouplement et un assemblage aisé du dispositif grâce au fait que ce dernier comporte, en outre, deux viroles, munies chacune d'une tranche interne et d'une tranche externe, fixées rigidement par leurs tranches internes sur la paroi extérieure de la bague.
De plus, les surfaces de roulement intérieures du premier organe d'accouplement sont formées l'une par une portion de cône de la paroi externe de la bague, l'autre par une portion de cône pratiquée dans la tranche externe de la première virole, ces portions de cône définissant ensemble une gorge annulaire de section trapézoïdale isocèle, tandis que les surfaces de roulement intérieures du second organe d'accouplement sont formées l'une par une portion de cône pratiquée dans la tranche externe de la première virole et l'autre par une portion de cône pratiquée dans la tranche externe de la seconde virole, ces portions de cône définissant ensemble une gorge annulaire de section trapézoïdale isocèle.
Pour que les organes d'accouplement occupent un volume aussi réduit que possible, la bague et la première virole d'une part, la première et la deuxième virole d'autre part sont agencées de manière à former des première et seconde gorges annulaires de section rectangulaire, attenantes chacune à l'une des gorges à section trapézoïdale isocèle, tenant lieu de logement aux patins de l'un des organes.
Pour que le dispositif selon l'invention puisse garantir des conditions de rotation satisfaisantes du mobile d'entrée, il est nécessaire que le roulement à billes puisse supporter des chocs d'une certaine importance sans risque d'écrasement des billes. En outre, il est nécessaire que les organes d'accouplement assurent leur fonction dans les meilleures conditions possibles. L'expérience à montré que, de manière avantageuse, le roulement à billes d'une part, les organes d'accouplement d'autre part, occupent sensiblement la moitié de la hauteur de la bague.
Comme cela a été expliqué plus haut, un tel dispositif est particulièrement bien adapté pour équiper une montre automatique. Dans cette application, et dans toutes celles dans lesquelles le dispositif selon l'invention est utilisé pour transformer des mouvements aléatoires en énergie cinétique ou potentiel, le mobile d'entrée porte une masse oscillante et forment, ensemble, un rotor.
Dans le but de permettre une fixation solide et aisée du dispositif selon l'invention, tout en garantissant de bonnes conditions de travail du roulement à billes, il est intéressant que le support soit formé d'un noyau annulaire comportant: - une ouverture centrale destinée à recevoir une vis de serrage pour permettre la fixation du dispositif sur une plaque de base, - une surface cylindrique extérieure, et
- une portée s'étendant radialement vers l'extérieur et munie d'une surface formée d'une portion de cône,
et d'une bride fixée rigidement sur la surface cylindrique du noyau et comportant une portée s'étendant vers l'extérieur et munie d'une surface formée d'une portion de cône, dans lequel les deux portions de cône forment les surfaces de roulement internes du roulement à billes.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans lequel: les fig. 1 et 2 montrent le dispositif selon l'invention, vu respectivement en plan et de manière schématique, et en coupe, et les fig. 3, 4 et 5 représentent la structure de ce dispositif, coupé selon les lignes III-III IV-IV et V-V de la fig. 2.
Le dispositif représenté au dessin est une partie d'un mécanisme de remontage automatique pour montres. Il comporte une plaque de base 10, généralement appelée pont de remontage automatique et destiné à être fixé sur le mouvement de la montre. Un rotor 12 est fixé sur la plaque 10 et disposé de manière à pouvoir tourner librement, aussi bien dans un sens que dans l'autre, autour d'un axe A-A généralement disposé au centre du mouvement.
Plus précisément, le rotor 12 comporte un noyau annulaire 14 tenant lieu de support et muni d'une ouverture centrale 14a et d'une noyure 14b, destinés à permettre sa fixation sur la plaque 10, au moyen d'une vis 15, engagée dans l'ouverture 14a, en appui contre la noyure 14b et serrée dans un trou taraudé 10a de la plaque 10. Il comprend, en outre, une bague 16, un roulement à billes 18, des premier et second organes d'accouplement 20 et 22, des première et deuxièmes roue 24 et 26 et une masse oscillante 28.
Le noyau 14 présente, en outre, une paroi extérieure, formée d'une surface cylindrique 14c, et une portée s'étendant radialement vers l'extérieur et formée d'une portion de cône 14d et d'une portion plane 14e reliant les portions 14c et 14d. Une bride 30 est rivée sur la portion cylindriquel4c. Elle comprend, dans sa partie supérieure, une portée 30a s'étendant radialement vers l'extérieur et muni d'une surface formée d'une portion de cône 30b disposée en regard de la portion de cône 14d et formant ensemble une gorge annulaire 32 de section trapézoïdale isocèle.
La bague 16 présente un trou central 16a formant la paroi interne de la bague. Cette paroi comporte, dans sa partie supérieure, deux portions de cônes 16b et 16c séparées par une gorge annulaire 16d à section rectangulaire. Les deux portions 16b et 16c forment, ensemble, une gorge 34, de section trapézoïdale isocèle, attenante à la gorge 16d.
La bague 16 comprend une paroi externe formée, dans sa partie inférieure, de première 16e et deuxième 16f portions cylindriques reliées par une première portion plane 16g. La partie médiane de la paroi extérieure comprend une portion de cône 16h reliée à la portion cylindrique 16f par une deuxième portion plane 16i.
La partie supérieure comprend des moyens destinés à fixer la masse 28, qui ne seront pas décrits de manière détaillée, car ne faisant pas partie de l'invention.
Le roulement à billes 18 comporte cinq billes 36 et une cage 38, disposées entre le noyau 14, la bague 16 et la bride 30. Plus précisément, les gorges 32 et 34, qui se trouvent au même niveau, définissent, ensemble, un logement dans lequel les billes 36 sont disposées. Les portions de cônes 14d du noyau et 30b de la bride 30 forment, pour les billes 36, deux surfaces de roulement intérieures, alors que les portions de cônes 16b et 16c de la bague forment deux surfaces de roulement extérieures.
Afin d'assurer un positionnement correct des billes, il est nécessaire que ces portions coniques s'inscrivent sur les côtés d'un carré dont la longueur est légèrement supérieure au diamètre des billes.
La cage 38 est formée d'une bague de forme extérieure pentagonale, fendue au milieu d'un des côtés et munie, aux sommets du pentagone, d'alvéoles 38a destinées à recevoir les billes 36 pour les positionner régulièrement à l'intérieur du logement. Cette cage est disposée à l'intérieur de la creusure 16d.
La bague 16 porte, en outre deux viroles 40 et 42, chassées l'une par-dessus l'autre sur la portion cylindrique 16e et qui assurent la fixation des organes d'accouplement 20 et 22 et des roues 24 et 26, comme cela sera expliqué plus loin.
La virole 40 comporte un trou 40a, formant sa tranche intérieure, dans lequel est engagée la portion cylindrique 16e, et deux faces planes et parallèles 40b et 40c, la face 40b étant en appui contre la portion 16g. Sa tranche extérieure est munie de deux portions coniques 40d et 40e.
La virole 42 comporte un trou 42a formant sa tranche intérieure, dans lequel est aussi engagée la portion cylindrique 16e, et deux faces planes et parallèles 42b et 42c. La face 42b est en appui contre la face 40c de la virole 40. Elle comporte, à sa périphérie, une creusure formée d'une portion cylindrique 42d et d'une portion plane 42e. Sa tranche extérieure comprend une surface 42f formée d'une portion de cône.
Les deux roues 24 et 26 sont réalisées chacune au moyen d'une planche annulaire munie sur sa tranche extérieure d'une denture identifiée par la lettre a, alors que la tranche intérieure forme une gorge b de section trapézoïdale isocèle.
Les organes d'accouplement 20 et 22 sont montés sur la bague 16. Ils sont respectivement représentés aux figures 4 et 5. Ils comprennent chacun une bague centrale 44 et une bague extérieure 46, coaxiales et formant entre elles un logement 48. A l'intérieur de ce dernier sont disposés trois patins 50 et trois pièces rondes, en l'occurrence des billes 52. Il serait également possible d'utiliser des galets cylindriques.
Les patins 50 ont une forme de segment d'anneau embrassant un angle légèrement inférieur à 120 DEG . Leur rayon intérieur est égal à celui de la bague centrale 44, de manière à ce que la surface de contact entre patins 50 et bague centrale 44 soit la plus grande possible. La largeur de l'anneau, dans lequel les patins sont formés, est choisie de manière à ce que ces derniers soient parfaitement libres dans le logement 48, la différence entre le rayon extérieur du patin et le rayon intérieur de la bague 46 étant sensiblement plus faible que le diamètre des billes 52.
Chacun des patins 50 comporte, dans la partie médiane de la face extérieure de l'anneau, une encoche 50a formée d'un plan incliné 50b, faisant un angle d'environ 15 DEG avec une tangente au cercle extérieur de l'anneau, et un arrondi 50c tangent au plan incliné et de diamètre sensiblement égal au diamètre des billes 52. La profondeur des encoches 50a est choisie de manière à ce que la distance d'avec la surface interne de la bague 46 soit supérieure au diamètre des billes 52.
Dans l'organe d'accouplement 20, la bague centrale 44 est formée par la bague 16 et par la virole 40. Les portions coniques 16h et 40d constituent des surfaces de roulement intérieures pour les billes 52. Les surfaces 16i, 16f et 40b forment les parois du logement 48, dans lequel sont engagés les patins 50. Enfin les parois de la creusure 24b formant les côtés du trapèze constituent les surfaces de roulement extérieures.
Dans l'organe d'accouplement 22, la bague centrale 44 est formée par les deux viroles 40 et 42. Les portions coniques 40e et 42f constituent des surfaces de roulement pour les billes 52. Les surfaces 40c, 42d et 42e forment les parois du logement 48 dans lequel les patins 50 sont engagés. Enfin les parois de la creusure 26b formant les côtés du trapèze constituent deux autres surfaces de roulement.
Le dispositif tel que décrit assure le remontage d'un ressort de barillet, non représenté au dessin, par l'intermédiaire d'un train d'engrenages comportant une roue à rochet 54, un premier mobile intermédiaire 56 comportant un pignon 56a, qui engrène avec la roue à rochet 54, et une roue 56b en prise avec la roue 24, et un second mobile intermédiaire 58 comportant une roue 58a engrenant d'une part avec la première roue intermédiaire 56b, d'autre part avec la roue 26.
L'assemblage du dispositif tel que décrit ci-dessus peut se faire au moyen d'un posage sur lequel sont, tout d'abord, placés le noyau 14 et la bague 16, dans des positions correspondant sensiblement à celles qu'elles occuperont dans le dispositif assemblé. Après quoi, la cage 38 est introduite dans la creusure 16d, les billes 36 sont disposées dans les alvéoles 38a, puis le verrou 30 est chassé sur le noyau 14. De la sorte, le roulement à billes 18 est assemblé, les billes et la cage étant confinés par les parois du noyau 14, de la bague 16 et du verrou 30.
La pièce ainsi assemblée est retournée et placée sur un deuxième posage. La première roue 24 est ensuite mise en place, dans une position correspondant sensiblement à celle qu'elle occupera dans le dispositif assemblé. Les patins 50 puis les billes 52 sont introduits dans le logement 48. L'assemblage du premier organe d'accouplement 20 se termine par le chassage de la virole 40 sur la bagué 16.
Il reste alors à assembler l'organe d'accouplement 22. A cet effet, la roue 26 est placée par-dessus la roue 24 et les patins 50, puis les billes 52 sont introduits dans le logement 48. Finalement, la virole 42 est chassée sur la bague 16, pardessus la virole 40.
L'ensemble ainsi réalisé peut alors être équipé de la masse oscillante 28, fixée sur la bague 16.
Le fonctionnement du dispositif dans la montre est le suivant. Sous l'effet d'une accélération quelconque, la masse 28 est animée d'un mouvement oscillant et entraîne la bague 16 sur laquelle elle est fixée. La bague 16 pivote librement sur le noyau 14, grâce à la présence du roulement à billes 18.
Dans son mouvement, la bague 16 entraîne également les billes 52. Lorsque le mouvement se fait dans le sens horaire, les bagues 44 entraînent les patins 50 des deux organes 20 et 22. Ceux-ci co-opèrent avec les billes 52. Dans le cas de l'organe 20, les billes tendent à rester dans le fond des encoches 50a, en appui contre l'arrondi 50c. Le couple ainsi exercé sur la roue 24 est pratiquement nul.
La situation est différente pour l'organe 22. Dans ce cas, la bague 44 entraîne également les patins 50. Comme on peut le voir sur la figure 5, les billes 52 tendent à rouler sur les plans inclinés 50b, de telle sorte qu'elles sont repoussées vers l'extérieur, en direction de la bague 46, jusqu'à être coincées entre bague 46 et patins 50. Ainsi, les bagues intérieure 44 et extérieure 46 sont solidaires en rotation, de sorte que la roue 24 tourne dans le même sens et à la même vitesse que la masse 28.
Comme expliqué ci-dessus, la roue 24 engrène avec la roue 56b qui tourne dans le sens antihoraire, elle-même entraînant le pignon 56a qui arme le ressort de barillet en faisant tourner la roue à rochet dans le sens horaire.
Lorsque la masse 28 tourne dans le sens anti-horaire, c'est l'organe d'accouplement 22 qui est bloqué, alors que l'organe 20 est libre. De la sorte, la roue 26 entraîne la roue 58a dans le sens horaire, laquelle fait tourner la roue 56b dans le sens anti-horaire et avec elle le pignon 56a. Ce dernier arme le ressort de barillet en faisant tourner la roue de rochet 54 dans le sens horaire.
En d'autres termes, le ressort de barillet est armé par le mouvement de la masse 28 quel que soit le sens de rotation de cette dernière.
Le dispositif, tel que décrit, peut comporter de nombreuses variantes, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Comme expliqué plus haut, les pièces rondes peuvent aussi bien être des billes que des cylindres. Il serait également possible d'entraîner une génératrice plutôt que d'armer un ressort.
Le dispositif selon l'invention peut, en fait, être utilisé dans n'importe quel appareil mécanique néces-sitant une transformation d'un mouvement de rotations dans les deux sens en un mouvement dans un sens seulement.
The present invention relates to a coupling device for transforming a movement in two directions into a movement in one direction only. It relates, more particularly, to a device comprising: - a support, - an input mobile - a ball bearing ensuring the connection between the input mobile and the support, - first and second wheels, both of annular shape with an outer edge, provided with a toothing, and an inner edge, - first and second coupling members, of the type with shoe wedging by means of round parts, for kinematically connecting the input mobile with respectively the first and second wheels, arranged so that either one or the other of said wheels is driven, depending on whether the input mobile turns in one direction or the other.
In this device, the input mobile, the ball bearing, the coupling members and the wheels are arranged coaxially on the support.
An automatic watch fitted with a device of this type is described in document DE 1 141 953. It includes a support, a shaft mounted to move in rotation on the support, by means of a ball bearing, an integral rotor of the rotating shaft and of the first and second coupling members, of the shoe wedging type by means of round parts.
Each of the coupling members comprises a core, a ring and interposed between them, balls and brakes making or not integral with the ring and the core, depending on whether the shaft rotates in one or the other direction, the one for the first organ, the other for the second. The rings are each provided with a toothing at their periphery and thus form toothed wheels. The two coupling members are driven onto the shaft by their core and separated by a seat.
The teeth mesh with a gear train ending, in a conventional manner, with a ratchet wheel ensuring the winding of a mainspring. This cog is arranged so that the ratchet wheel always turns in the same direction, regardless of the direction of rotation of the rotor. In other words, the spring is wound up by the movements of the rotor, whether it turns in one direction or the other.
In this watch, the assembly thus formed requires little space radially, but, on the other hand, a large thickness, at the center of the movement. However, a watch movement is all the less appreciated by designers as it is thick, because it affects the elegance of the watch.
This drawback has led those skilled in the art to place the coupling members elsewhere than on the axis of the rotor. The thickness of the movement is then appreciably reduced, but at the expense of an increase in the volume occupied.
The object of the present invention is to overcome these drawbacks. This object is achieved thanks to the fact that the input mobile comprises a ring provided with an internal wall and an external wall and forming first and second rolling surfaces which cooperate respectively with the balls of the ball bearing and the parts. rounds of at least one of the coupling members.
More specifically, the first and second rolling surfaces are respectively portions of the inner and outer walls of the ring.
The round parts used in the coupling members as defined above are advantageously balls rather than rollers, because thus, the volume occupied is minimum and the friction significantly reduced.
To ensure good working conditions of the balls, both of the bearing and of the coupling members, the latter comprise conical type rolling surfaces, with two exterior surfaces and two interior surfaces formed by portions of cones defining grooves with trapezoidal section. isosceles.
Advantageously, the two outer surfaces of the ball bearing are portions of the inner wall of said ring, while the two outer bearing surfaces of each of the two coupling members are formed by portions of cones, defining together a groove annular isosceles trapezoidal section made in the inner edge of its wheel.
It is possible to obtain good working conditions for the coupling members and easy assembly of the device thanks to the fact that the latter also comprises two ferrules, each provided with an internal section and an external section, rigidly fixed by their internal edges on the outer wall of the ring.
In addition, the internal rolling surfaces of the first coupling member are formed one by a cone portion of the outer wall of the ring, the other by a cone portion formed in the outer edge of the first ferrule, these cone portions together defining an annular groove of isosceles trapezoidal section, while the inner rolling surfaces of the second coupling member are formed one by a cone portion formed in the outer edge of the first ferrule and the other by a cone portion formed in the outer edge of the second ferrule, these cone portions together defining an annular groove of isosceles trapezoidal section.
So that the coupling members occupy as small a volume as possible, the ring and the first ferrule on the one hand, the first and the second ferrule on the other hand are arranged so as to form first and second annular grooves of section rectangular, each adjoining one of the grooves with an isosceles trapezoidal section, serving as accommodation for the pads of one of the members.
So that the device according to the invention can guarantee satisfactory conditions of rotation of the input mobile, it is necessary that the ball bearing can withstand impacts of a certain importance without risk of crushing the balls. In addition, it is necessary that the coupling members perform their function under the best possible conditions. Experience has shown that, advantageously, the ball bearing on the one hand, the coupling members on the other hand, occupy substantially half the height of the ring.
As explained above, such a device is particularly well suited for equipping an automatic watch. In this application, and in all those in which the device according to the invention is used to transform random movements into kinetic or potential energy, the input mobile carries an oscillating mass and together form a rotor.
In order to allow a solid and easy fixing of the device according to the invention, while guaranteeing good working conditions of the ball bearing, it is advantageous that the support is formed of an annular core comprising: - a central opening intended receiving a clamping screw to allow the device to be fixed to a base plate, - an external cylindrical surface, and
a bearing surface extending radially outwards and provided with a surface formed by a portion of a cone,
and of a flange rigidly fixed on the cylindrical surface of the core and comprising an outwardly extending surface and provided with a surface formed by a cone portion, in which the two cone portions form the rolling surfaces internal of the ball bearing.
Other advantages and characteristics of the invention will emerge from the description which follows, given with reference to the appended drawing, in which: FIGS. 1 and 2 show the device according to the invention, seen respectively in plan and schematically, and in section, and FIGS. 3, 4 and 5 show the structure of this device, cut along the lines III-III IV-IV and V-V of FIG. 2.
The device shown in the drawing is part of an automatic winding mechanism for watches. It comprises a base plate 10, generally called an automatic winding bridge and intended to be fixed to the movement of the watch. A rotor 12 is fixed on the plate 10 and arranged so as to be able to rotate freely, both in one direction and in the other, around an axis A-A generally disposed in the center of the movement.
More specifically, the rotor 12 comprises an annular core 14 serving as a support and provided with a central opening 14a and a recess 14b, intended to allow its attachment to the plate 10, by means of a screw 15, engaged in the opening 14a, bearing against the recess 14b and clamped in a tapped hole 10a in the plate 10. It further comprises a ring 16, a ball bearing 18, first and second coupling members 20 and 22 , first and second wheels 24 and 26 and an oscillating weight 28.
The core 14 has, in addition, an outer wall, formed of a cylindrical surface 14c, and a bearing surface extending radially outward and formed of a portion of cone 14d and of a planar portion 14e connecting the portions 14c and 14d. A flange 30 is riveted on the cylindrical portion 4c. It comprises, in its upper part, a bearing 30a extending radially outwards and provided with a surface formed by a portion of cone 30b disposed opposite the portion of cone 14d and together forming an annular groove 32 of isosceles trapezoidal section.
The ring 16 has a central hole 16a forming the internal wall of the ring. This wall has, in its upper part, two portions of cones 16b and 16c separated by an annular groove 16d of rectangular section. The two portions 16b and 16c together form a groove 34, of isosceles trapezoidal section, adjoining the groove 16d.
The ring 16 comprises an outer wall formed, in its lower part, of the first 16th and second 16f cylindrical portions connected by a first planar portion 16g. The middle part of the outer wall comprises a portion of cone 16h connected to the cylindrical portion 16f by a second planar portion 16i.
The upper part comprises means intended to fix the mass 28, which will not be described in detail, since they are not part of the invention.
The ball bearing 18 comprises five balls 36 and a cage 38, arranged between the core 14, the ring 16 and the flange 30. More specifically, the grooves 32 and 34, which are at the same level, together define a housing in which the balls 36 are arranged. The cone portions 14d of the core and 30b of the flange 30 form, for the balls 36, two internal rolling surfaces, while the cone portions 16b and 16c of the ring form two external rolling surfaces.
In order to ensure correct positioning of the balls, it is necessary for these conical portions to be inscribed on the sides of a square whose length is slightly greater than the diameter of the balls.
The cage 38 is formed of a pentagonal outer ring, split in the middle of one of the sides and provided, at the vertices of the pentagon, with cells 38a intended to receive the balls 36 to position them regularly inside the housing. . This cage is placed inside the hollow 16d.
The ring 16 carries, in addition two ferrules 40 and 42, driven one over the other on the cylindrical portion 16e and which ensure the fixing of the coupling members 20 and 22 and the wheels 24 and 26, like this will be explained later.
The ferrule 40 has a hole 40a, forming its inner edge, in which the cylindrical portion 16e is engaged, and two flat and parallel faces 40b and 40c, the face 40b being in abutment against the portion 16g. Its outer edge is provided with two conical portions 40d and 40e.
The ferrule 42 has a hole 42a forming its inner edge, in which the cylindrical portion 16e is also engaged, and two plane and parallel faces 42b and 42c. The face 42b is in abutment against the face 40c of the ferrule 40. It comprises, at its periphery, a recess formed by a cylindrical portion 42d and a flat portion 42e. Its outer edge comprises a surface 42f formed by a portion of a cone.
The two wheels 24 and 26 are each produced by means of an annular plate provided on its outer edge with a toothing identified by the letter a, while the inner edge forms a groove b of isosceles trapezoidal section.
The coupling members 20 and 22 are mounted on the ring 16. They are respectively represented in FIGS. 4 and 5. They each comprise a central ring 44 and an external ring 46, coaxial and forming between them a housing 48. At the inside the latter are arranged three pads 50 and three round parts, in this case balls 52. It would also be possible to use cylindrical rollers.
The pads 50 have a ring segment shape embracing an angle slightly less than 120 DEG. Their internal radius is equal to that of the central ring 44, so that the contact surface between pads 50 and central ring 44 is as large as possible. The width of the ring, in which the pads are formed, is chosen so that the latter are perfectly free in the housing 48, the difference between the outside radius of the pad and the inside radius of the ring 46 being substantially more smaller than the diameter of the balls 52.
Each of the pads 50 has, in the middle part of the outer face of the ring, a notch 50a formed by an inclined plane 50b, making an angle of about 15 DEG with a tangent to the outer circle of the ring, and a rounded 50c tangent to the inclined plane and of diameter substantially equal to the diameter of the balls 52. The depth of the notches 50a is chosen so that the distance from the internal surface of the ring 46 is greater than the diameter of the balls 52.
In the coupling member 20, the central ring 44 is formed by the ring 16 and by the ferrule 40. The conical portions 16h and 40d constitute internal rolling surfaces for the balls 52. The surfaces 16i, 16f and 40b form the walls of the housing 48, in which the pads 50 are engaged. Finally, the walls of the recess 24b forming the sides of the trapezium constitute the outer rolling surfaces.
In the coupling member 22, the central ring 44 is formed by the two ferrules 40 and 42. The conical portions 40e and 42f constitute rolling surfaces for the balls 52. The surfaces 40c, 42d and 42e form the walls of the housing 48 in which the pads 50 are engaged. Finally, the walls of the recess 26b forming the sides of the trapezium constitute two other rolling surfaces.
The device as described ensures the reassembly of a barrel spring, not shown in the drawing, by means of a gear train comprising a ratchet wheel 54, a first intermediate mobile 56 comprising a pinion 56a, which meshes with the ratchet wheel 54, and a wheel 56b engaged with the wheel 24, and a second intermediate mobile 58 comprising a wheel 58a meshing on the one hand with the first intermediate wheel 56b, on the other hand with the wheel 26.
The assembly of the device as described above can be done by means of a fitting on which are, first of all, placed the core 14 and the ring 16, in positions corresponding substantially to those which they will occupy in the assembled device. After which, the cage 38 is introduced into the recess 16d, the balls 36 are arranged in the cells 38a, then the lock 30 is driven onto the core 14. In this way, the ball bearing 18 is assembled, the balls and the cage being confined by the walls of the core 14, the ring 16 and the latch 30.
The part thus assembled is turned over and placed on a second setting. The first wheel 24 is then put in place, in a position corresponding substantially to that which it will occupy in the assembled device. The pads 50 and then the balls 52 are introduced into the housing 48. The assembly of the first coupling member 20 ends by driving the ferrule 40 onto the bushed 16.
It then remains to assemble the coupling member 22. For this purpose, the wheel 26 is placed over the wheel 24 and the pads 50, then the balls 52 are introduced into the housing 48. Finally, the ferrule 42 is driven on the ring 16, over the ferrule 40.
The assembly thus produced can then be equipped with the oscillating mass 28, fixed to the ring 16.
The operation of the device in the watch is as follows. Under the effect of any acceleration, the mass 28 is driven by an oscillating movement and drives the ring 16 on which it is fixed. The ring 16 pivots freely on the core 14, thanks to the presence of the ball bearing 18.
In its movement, the ring 16 also drives the balls 52. When the movement takes place in a clockwise direction, the rings 44 drive the pads 50 of the two members 20 and 22. These co-operate with the balls 52. In the in the case of member 20, the balls tend to remain in the bottom of the notches 50a, bearing against the rounding 50c. The torque thus exerted on the wheel 24 is practically zero.
The situation is different for the member 22. In this case, the ring 44 also drives the pads 50. As can be seen in FIG. 5, the balls 52 tend to roll on the inclined planes 50b, so that they are pushed outwards in the direction of the ring 46, until they are wedged between ring 46 and pads 50. Thus, the inner 44 and outer 46 rings are rotationally integral, so that the wheel 24 turns in the same direction and at the same speed as mass 28.
As explained above, the wheel 24 meshes with the wheel 56b which rotates counterclockwise, itself driving the pinion 56a which arms the barrel spring by rotating the ratchet wheel clockwise.
When the mass 28 rotates counterclockwise, it is the coupling member 22 which is blocked, while the member 20 is free. In this way, the wheel 26 drives the wheel 58a clockwise, which rotates the wheel 56b counterclockwise and with it the pinion 56a. The latter arms the barrel spring by rotating the ratchet wheel 54 clockwise.
In other words, the barrel spring is armed by the movement of the mass 28 whatever the direction of rotation of the latter.
The device, as described, can include many variants, without going beyond the ambit of the invention. As explained above, the round parts can be either balls or cylinders. It would also be possible to drive a generator rather than arming a spring.
The device according to the invention can, in fact, be used in any mechanical device necessitating a transformation of a movement of rotations in both directions into a movement in one direction only.