Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un mouvement pour pièce d'horlogerie comprenant, montés sur un bâti, une source d'énergie, destinée à entretenir le mouvement oscillant d'un oscillateur mécanique, comportant un résonateur et un échappement, par le biais d'un rouage de finissage, ce dernier comportant un dispositif de régulation destiné à commander l'échappement. A cet effet, le dispositif de régulation comporte une roue d'arrêt reliée cinématiquement au rouage de finissage et destinée à effectuer un mouvement de rotation de manière périodique, une came de commande entraînée en synchronisme avec l'échappement, ainsi qu'un dispositif de verrouillage de la roue d'arrêt commandé par la came pour la libérer périodiquement.
En outre, le dispositif de régulation comprend un organe élastique destiné à stocker périodiquement de l'énergie par déformation, à partir de la source d'énergie du mouvement, pour la restituer à l'oscillateur.
État de la technique
[0002] De tels mouvements sont connus depuis longtemps, notamment dans le domaine des horloges, pour permettre l'utilisation d'un ressort offrant une réserve de marche importante, en tant que source d'énergie, tout en lissant les inévitables variations de la force appliquée par ce ressort au rouage du mouvement, celles-ci découlant de la modification de l'état de charge du ressort au cours du fonctionnement de l'horloge.
[0003] Ainsi un certain nombre de mécanismes ont déjà été proposés faisant intervenir un ressort secondaire qui est chargé, à partir de l'énergie du ressort principal, de manière périodique, avec une période suffisamment courte pour que la force qu'il applique au mouvement puisse être considérée comme étant constante entre ses états de charge minimale et de charge maximale.
[0004] On parle alors de dispositifs à force constante, plus particulièrement lorsque le ressort secondaire est agencé directement au niveau de l'échappement, tandis qu'on parle de remontoir d'égalité lorsque le ressort secondaire est mis en place au niveau du rouage de finissage.
[0005] Un exemple de remontoir d'égalité est décrit, sous le nom de "système GAFNER" (du nom de son inventeur Robert Gafner), dans un article de F. Droz et J. Florès intitulé "Les remontoirs d'égalité et les forces constantes dans la montre", paru dans la revue "Horlogerie Ancienne", numéro 7 du premier semestre de 1980, éditée par l'AFAHA (Association Française des Amateurs d'Horlogerie Ancienne).
[0006] Ce dispositif comprend un échappement à ancre conventionnel dont la roue d'échappement porte un pignon agencé en prise avec une roue de secondes. Une came triangulaire est solidaire de l'arbre de la roue d'échappement et commande les mouvements d'un levier de verrouillage, destiné à bloquer une roue d'arrêt coaxiale à la roue de secondes au moyen de deux palettes coopérant avec une denture de cette roue. Un ressort secondaire de type ressort spiral est relié, par son extrémité centrale, à l'arbre de la roue d'arrêt et, par son extrémité extérieure, à un bras de la roue de secondes. L'arbre de la roue d'arrêt porte en outre un pignon agencé en prise avec le rouage de finissage du mouvement.
[0007] Ainsi, le levier de verrouillage oscille entre deux positions extrêmes à un rythme défini par les mouvements de la roue d'échappement et la forme de la came. Lorsqu'il passe d'une position à l'autre, il libère la roue d'arrêt qui tourne sous l'effet de la force transmise par le ressort de barillet, via le rouage de finissage. En tournant sur elle-même, alors que la roue de second reste fixe du fait de l'immobilité de la roue d'échappement à cet instant, la roue d'arrêt charge le ressort spiral. Ce dernier exerce ensuite une force sur la roue de secondes permettant l'entretien des oscillations de l'oscillateur, via la roue d'échappement, la roue d'arrêt étant à nouveau bloquée par le levier de verrouillage.
[0008] Grâce à une charge périodique du ressort secondaire, avec une faible période, la force transmise à la roue d'échappement est sensiblement constante et garantit une bonne régularité de la marche de l'oscillateur.
[0009] Dans sa demande de brevet EP 1 528 443 A1, publiée le 4 mai 2005, F.-P. Journe propose un mécanisme différent de remontoir d'égalité dans lequel un ressort secondaire agit sur une bascule oscillant entre deux positions extrêmes. Les déplacements de la bascule dans un premier sens permettent la transmission de la force constante du ressort secondaire à l'échappement. Ses déplacements dans le sens opposé, qui permettent de charger le ressort secondaire, sont commandés, à partir de la force du ressort principal, par la rotation périodique d'une roue d'arrêt intervenant pendant une phase de repos de l'échappement. L'affichage de la seconde de la pièce d'horlogerie correspondante est commandé à partir de la roue d'arrêt.
[0010] Toutefois, un tel mécanisme est relativement sensible aux chocs qui risquent de dégager la roue d'arrêt de manière intempestive, ce qui peut conduire à un affichage non cohérent de la seconde, déstabilisant pour le porteur de la pièce d'horlogerie.
Divulgation de l'invention
[0011] La présente invention a pour but principal de proposer une alternative aux mécanismes connus de l'art antérieur, en proposant un mouvement pour pièce d'horlogerie comportant un dispositif de régulation dont la construction permet de garantir une fiabilité de fonctionnement élevée ainsi qu'une sécurité importante, tout en offrant une souplesse de construction également importante.
[0012] A cet effet, la présente invention concerne plus particulièrement un mouvement pour pièce d'horlogerie du type mentionné plus haut, caractérisé par le fait que le dispositif de régulation comporte un engrenage différentiel présentant une entrée reliée à la source d'énergie, une entrée-sortie reliée à l'organe élastique et une sortie reliée à l'oscillateur mécanique. En outre, le dispositif de régulation est agencé de telle manière que l'organe élastique est susceptible d'entretenir le mouvement d'oscillation de l'oscillateur mécanique lorsque la roue d'arrêt est verrouillée, tandis que la source d'énergie est susceptible de recharger l'organe élastique lorsque la roue d'arrêt est libérée.
[0013] Par ces caractéristiques, le mouvement selon l'invention présente une structure et une cinématique de grandes complexités propres à satisfaire les amateurs de pièces d'horlogerie à complication, tout en offrant une qualité de marche parmi les plus élevées.
[0014] Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, le différentiel comprend un arbre portant, solidaires en rotation, un organe denté et un porte-satellite, l'arbre étant relié cinématiquement à la source d'énergie. Un satellite présentant une denture est monté pivotant sur le porte-satellite. L'arbre de différentiel forme en outre des pivots pour une première et une deuxième roues planétaires, disposées de part et d'autre du porte-satellite et, présentant chacune une première denture agencée en prise avec la denture du satellite.
La première roue planétaire subit une force, exercée par l'organe élastique tendant à la faire tourner, ce dernier étant solidaire du bâti, tandis que la seconde roue planétaire définit une sortie du différentiel vers l'oscillateur mécanique, préférablement en présentant une deuxième denture reliée cinématiquement à l'échappement. En outre, la roue d'arrêt est agencée de manière à empêcher toute rotation du porte-satellite lorsqu'elle se trouve elle-même à l'arrêt.
[0015] Grâce à ces caractéristiques particulières, la roue d'arrêt présente une sensibilité aux chocs limitée. Si toutefois elle devait être libérée suite à un choc violent, cela n'entraînerait pas de conséquence au niveau de l'affichage, mais provoquerait simplement une charge de l'organe élastique de manière prématurée par rapport au déroulement prévu, avant de reprendre le cycle normal de fonctionnement.
[0016] Suivant une variante de réalisation préférée, on peut prévoir que la came de commande présente la forme d'un disque monté, de manière excentrée, sur un arbre pivotant en référence au bâti du mouvement.
[0017] Suivant d'autres variantes de réalisation préférées, on peut prévoir que l'organe élastique agit directement sur la première roue planétaire du différentiel, une butée étant ménagée sur cette dernière à cet effet, que la roue d'arrêt est directement solidaire du porte-satellite, ou encore que l'engrenage différentiel est de type sphérique.
[0018] Dans un mode de réalisation préféré du mécanisme selon la présente invention, il est prévu que le mouvement comporte un tourbillon présentant une première cage montée à pivot sur le bâti du mouvement et, une seconde cage montée rotative dans la première cage et portant ledit oscillateur mécanique, une liaison cinématique étant prévue pour permettre une rotation de la première cage sur elle-même en synchronisme avec l'échappement. La première cage présente en outre une denture périphérique en prise avec laquelle est agencée une roue dentée dont la came de commande est solidaire.
[0019] Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, il est prévu de munir le mouvement d'un second oscillateur mécanique comportant un résonateur et un échappement supplémentaires, la deuxième roue planétaire étant solidaire d'un arbre supplémentaire, coaxial à l'arbre de différentiel, et définissant des pivots pour une troisième et une quatrième roues planétaires d'un différentiel supplémentaire disposées de part et d'autre d'un second porte-satellite. Un second satellite, présentant une denture, est alors monté pivotant sur le second porte-satellite en étant agencé en prise avec des premières dentures des troisième et quatrième roues planétaires.
La troisième roue planétaire présente une deuxième denture reliée cinématiquement à l'échappement, tandis que la quatrième roue planétaire présente une deuxième denture reliée cinématiquement à l'échappement supplémentaire.
Brève description des dessins
[0020] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation préférés qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels:
[0021] - la fig. 1 représente une vue en perspective simplifiée d'une partie d'un mouvement pour pièce d'horlogerie présentant un dispositif de régulation selon un premier mode de réalisation de la présente invention;
[0022] - la fig. 2 représente une vue en coupe transversale d'un détail du dispositif de régulation de la fig. 1;
[0023] - la fig. 3 représente une vue en perspective d'une première variante de réalisation du mouvement de la fig. 1;
[0024] - la fig. 4 représente une vue en perspective d'une deuxième variante de réalisation du mouvement de la fig. 1;
[0025] - la fig. 5 représente une vue en coupe transversale d'un détail du dispositif de régulation selon la deuxième variante de réalisation de la fig. 4;
[0026] - la fig. 6 représente une vue de dessus d'une partie d'un mouvement pour pièce d'horlogerie présentant un dispositif de régulation selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention;
[0027] - la fig. 7 représente une vue en perspective d'un détail du dispositif de la fig. 6, et
[0028] - la fig. 8 représente une vue en coupe transversale d'un détail du dispositif de régulation de la fig. 6.
Mode(s) de réalisation de l'invention
[0029] Les fig. 1 à 3 représentent une partie d'un mouvement pour pièce d'horlogerie présentant un dispositif de régulation de la force transmise par une source d'énergie principale à un oscillateur mécanique, selon un premier mode de réalisation de la présente invention. A titre indicatif, on signalera que le haut des figures correspond au côté ponts du mouvement.
[0030] La fig. 1 permet d'illustrer simplement le principe général de ce dispositif de régulation, seuls les éléments du mouvement intervenant dans le processus de régulation étant visibles pour faciliter la compréhension. En particulier, on peut noter que le bâti du mouvement n'a pas été représenté pour des raisons de clarté et dans la mesure où il peut être de tout type connu adapté à la mise en oeuvre de la présente invention.
[0031] Le mouvement comporte un oscillateur mécanique conventionnel comprenant un résonateur, généralement un balancier-spiral 1, associé à un échappement, ici à ancre, à titre illustratif non limitatif.
[0032] L'échappement comprend une ancre 2 agencée pour coopérer avec une roue d'échappement 3. Un pignon d'échappement 4 est solidaire de la roue d'échappement et est monté en prise avec la roue 5 d'un mobile intermédiaire 6.
[0033] Pour assurer l'entretien des oscillations du balancier-spiral, le mouvement comprend une source d'énergie principale, préférablement un ressort de barillet (non représenté), dont l'énergie est transmise à l'oscillateur au moyen d'un rouage de finissage. De manière connue, ce ressort est logé dans un barillet comprenant un tambour présentant une denture périphérique.
[0034] Lorsqu'il est chargé, le ressort se détend en entraînant le tambour dans un mouvement de rotation transmis au rouage de finissage par le biais de sa denture. Selon la configuration représentée ici à titre indicatif, il est prévu une grande moyenne 7 présentant une planche 8 et un pignon 9 coaxiaux. Le pignon de la grande moyenne est destiné à être agencé en prise avec la denture du tambour de barillet.
[0035] Il apparaît de la figure1qu'un dispositif de régulation 10 est interposé entre la grande moyenne et l'échappement du mouvement.
[0036] Le dispositif de régulation comporte notamment un engrenage différentiel présentant quatre points d'entrée ou de sortie avec différents éléments structurels du mouvement, qui seront décrits plus en détail en relation avec la fig. 2.
[0037] D'une part, le différentiel présente une première entrée reliée à la grande moyenne et par laquelle la force du ressort de barillet est transmise au dispositif de régulation selon la présente invention. Une entrée-sortie est connectée mécaniquement à un ressort long 11 dont la base 12 est montée solidaire du bâti du mouvement, tandis que son extrémité libre 13 est disposée en appui contre une butée 14, portée par le différentiel.
[0038] D'autre part, le différentiel présente une première sortie reliée cinématiquement à un pignon 15 du mobile intermédiaire 6, monté coaxial à la roue de ce dernier en lui étant solidaire, ainsi qu'une deuxième entrée-sortie reliée à un dispositif de verrouillage 16 qui sera décrit en détail plus loin.
[0039] Par ailleurs, il est prévu que les mouvements de la roue d'échappement commandent le dispositif de verrouillage, par l'intermédiaire du mobile intermédiaire 6. La roue 5 de ce dernier engrène avec une roue de commande 17 dentée, solidaire d'un arbre 18 de même axe portant une came de commande 19. Celle-ci présente la forme générale d'un disque positionné de manière excentrée sur l'arbre de la roue de commande.
[0040] Le dispositif comprend en outre un levier de verrouillage 20 porté par un arbre 21 monté pivotant sur le bâti du mouvement. Le levier de verrouillage comporte une fourchette 22, à une première de ses deux extrémités, entre les dents de laquelle est agencée la came de commande 19. La seconde extrémité du levier, séparée de la première extrémité par une portion médiane 23 portant l'arbre 21, présente deux bras 24, 25 en forme d'arcs de cercle s'étendant de part et d'autre de la direction générale de la portion médiane du levier. Chacun de ces bras comprend une dent 26, 27, à son extrémité, dirigée sensiblement en direction de l'autre bras.
[0041] Une roue d'arrêt 28, comportant une dent unique 29, est disposée entre les deux bras 24, 25 du levier de verrouillage, de telle manière que sa dent 29 est susceptible de coopérer avec celles 26, 27 des bras. En outre, la roue d'arrêt porte un pignon 30 agencé en prise avec un renvoi 31 monté rotatif en référence au bâti, le renvoi étant lui-même en prise avec la deuxième entrée-sortie du différentiel, pour transmettre à cette dernière l'état de la roue d'arrêt, verrouillée ou libre de tourner.
[0042] On peut noter que, de manière avantageuse, le diamètre de la came de commande 19 est très légèrement inférieur à la distance séparant les deux dents de la fourchette 22. Grâce à cette caractéristique particulière, la fourchette est non seulement guidée en rotation par la came de commande mais, en outre, elle ne peut pas tourner autrement que sous l'effet issu de la rotation de la came de commande. Ceci signifie que ce dispositif de régulation est insensible aux chocs et ne peut être actionné de manière intempestive.
[0043] La fig. 2 qui représente une vue en coupe transversale du dispositif de régulation, en particulier du différentiel, permet de mieux en comprendre le principe de fonctionnement.
[0044] Le différentiel comporte, en entrée, un organe denté, soit ici un pignon 40, ménagé à l'extrémité d'un arbre 41, sensiblement perpendiculaire au plan du mouvement et, sur lequel est fixé un porte-satellite 42 comportant un noyau central 43 rendu solidaire de l'arbre 41 par une vis 44. Le pignon 40 assure l'entrée du différentiel, à partir du rouage de finissage, pour permettre la transmission de la force du ressort de barillet à l'oscillateur mécanique du mouvement.
[0045] Le porte-satellite porte un palier en rubis 45 aligné sur un palier 46, aussi en rubis, intégré dans le noyau 43. Les deux paliers 45 et 46 servent à faire pivoter un arbre 47 portant un pignon satellite 48 à denture conique.
[0046] L'arbre 41 sert aussi de pivot à deux roues planétaires 50, 51 sensiblement parallèles au plan du mouvement et disposées de part et d'autre du pignon satellite 48. Chacune de ces roues présente une première denture conique 52, 53 agencée de manière à engrener avec la denture du satellite 48.
[0047] On remarquera que chaque roue 50, 51 est solidaire d'un canon 54, 55 monté pivotant sur l'arbre 41 grâce à deux paliers en rubis 56. L'assemblage peut notamment être réalisé par chassage ou au moyen de vis.
[0048] Une goupille 14 est chassée dans la première roue de différentiel, en s'étendant suivant une direction sensiblement parallèle à celle de l'arbre de différentiel, vers l'extérieur. Cette goupille définit la butée contre laquelle l'extrémité libre 13 du ressort long 11 est disposée en appui pour exercer une force sur la première roue 50 du différentiel, tendant à la faire tourner sur elle-même.
[0049] La deuxième roue 51 du différentiel engrène directement avec le pignon 15 du mobile intermédiaire 6, lui-même en prise avec le pignon d'échappement 4 par sa roue 5, pour définir la première sortie du différentiel mentionnée précédemment.
[0050] Par ailleurs, le porte-satellite 42 présente des bras 58 sur les extrémités desquels est montée une couronne 59 dentée, au moyen de vis 60, pour définir la deuxième entrée-sortie du différentiel qui est en prise avec le renvoi 31 relié à la roue d'arrêt 28 du dispositif de verrouillage.
[0051] Le principe de fonctionnement du mécanisme qui vient d'être décrit va à présent être exposé en relation avec les fig. 1 et 2. Considérons, comme hypothèse de départ, que le ressort long 11 présente un état chargé et exerce de ce fait une force sur la première roue 50 du différentiel tendant à la faire tourner dans le sens de rotation anti-horaire sur la vue de la fig. 1.
[0052] La plupart du temps, la roue d'arrêt 28 est verrouillée par l'une des dents du levier de verrouillage, ce qui empêche le porte-satellite 42 de tourner, par l'intermédiaire du pignon 30 et du renvoi 31. Dans un même temps, le verrouillage du porte-satellite 42 entraîne celui de l'arbre 41 du différentiel.
[0053] La rotation de la première roue 50 du différentiel est retransmise à sa deuxième roue 51 par un mouvement de rotation du satellite 48 sur lui-même. Il faut rappeler que, du fait que la deuxième roue 51 du différentiel est reliée cinématiquement à la roue d'échappement 3, elle ne peut tourner que lors des phases de dégagement et d'impulsion de l'échappement.
[0054] Par ailleurs, les mouvements de la roue d'échappement 3 entraînent des mouvements synchronisés de la roue de commande 17 (dans le sens indiqué par la flèche sur la fig. 1, toutes les flèches visibles sur les figures étant représentées à titre illustratif non limitatif), via le mobile intermédiaire 6.
[0055] Lorsque, au bout d'un certain temps qui est fonction des rapports d'engrenage prévus entre le pignon d'échappement 4 et la roue de commande 17, la roue de commande a effectué sensiblement un demi-tour depuis la position représentée sur la fig. 1, la came de commande 19 ayant exercé dans le même temps une pression sur la fourchette 22 du levier de verrouillage 20 pour faire basculer celui-ci jusqu'à sa deuxième position extrême. En basculant autour de son arbre 21, le levier de verrouillage 20 libère la roue d'arrêt 28 du fait de l'éloignement de sa dent 26. Dans le même temps, sa dent 27 se rapproche de la roue d'arrêt 28 et la bloque lorsque celle-ci a effectué un demi-tour sur elle-même.
[0056] La force motrice responsable de la rotation de la roue d'arrêt 28 est celle du ressort de barillet qui lui est transmise par l'intermédiaire de la grande moyenne 7, du pignon 40, de l'arbre 41, du porte-satellite 42, de la couronne 59 et du renvoi 31. Cette rotation a lieu pendant une phase de repos de l'échappement, la plupart du temps, ce qui implique que la deuxième roue 51 du différentiel est bloquée lors de ce mouvement. De ce fait, la rotation du porte-satellite 42 entraîne celle du satellite 48 sur lui-même, ce qui engendre un mouvement de rotation de la première roue 50 du différentiel dans le sens horaire sur la fig. 1.
[0057] Le mouvement de la première roue déplace la goupille 14 en référence au ressort long 11, pour déformer ce dernier et le charger.
[0058] Tous ces événements ayant généralement lieu entre deux phases de dégagement de l'échappement, le fonctionnement de l'oscillateur mécanique se déroule sans discontinuité. Lors du dégagement suivant de l'échappement, le ressort long 11 est à nouveau complètement chargé et remplit sa fonction de source d'énergie pour assurer l'entretien des oscillations de l'oscillateur mécanique du mouvement, avec une force constante.
[0059] Le ressort long 11 se décharge alors progressivement, de la manière précédemment décrite, jusqu'à ce que la roue de commande 17 ait effectué un nouveau demi-tour, et ainsi de suite.
[0060] On peut noter que, si une phase de dégagement et/ou une phase d'impulsion de l'échappement devait intervenir pendant l'opération de recharge du ressort long, la deuxième roue 51 serait libre de tourner et une fraction de l'énergie normalement destinée au ressort long serait transmise à l'échappement pour entretenir les oscillations du balancier, grâce à la structure du différentiel.
[0061] Le dispositif de régulation qui vient d'être décrit permet de stocker successivement des fractions de l'énergie totale de la source d'énergie principale du mouvement, à savoir le ressort de barillet, au niveau d'une source d'énergie secondaire, à savoir le ressort long 11. Les caractéristiques mécaniques du ressort long 11, associées à une amplitude de déformation limitée entre ses deux états extrêmes, permettent de contrôler précisément la force transmise à l'oscillateur mécanique pour en améliorer la précision de marche.
[0062] La période de décharge du ressort long 11 ainsi que la quantité d'énergie qui lui est fournie peuvent être ajustées par modification des rapports d'engrenage entre le pignon d'échappement et la roue de commande, par la forme de la came de commande qui pourrait être triangulaire, à titre d'exemple, ou encore par modification du nombre de dents de la roue d'arrêt.
[0063] A titre indicatif, la période de décharge pourrait être de l'ordre d'une seconde à une minute, voire plus, et, l'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour modifier le dispositif de régulation qui vient d'être décrit pour l'adapter à ses propres besoins, sans sortir du cadre de la présente invention.
[0064] La fig. 3 représente une vue en perspective illustrant une variante du premier mode de réalisation de la fig. 1.
[0065] Suivant cette variante de réalisation, l'échappement simple a été remplacé par un organe régulateur du type à tourbillon. Plus précisément, on a représenté un double tourbillon 62 tel que décrit dans la demande de brevet WO 03/017 009, déposée au nom de CompliTime S.A. Le fonctionnement du double tourbillon étant décrit en détail dans la demande internationale susmentionnée, il ne sera pas abordé ici.
[0066] On se contentera d'indiquer que le tourbillon comporte une première cage 63 pivotant autour d'un axe 64 perpendiculaire au plan du mouvement et une deuxième cage 65 pivotant dans la première cage, autour d'un axe 66 non perpendiculaire au plan du mouvement. Typiquement, l'axe de la deuxième cage fait un angle d'environ 30[deg.] par rapport à celui de la première cage.
[0067] En outre, il convient également de noter que la cage extérieure 63 du tourbillon se déplace en synchronisme avec les mouvements de la roue d'échappement montée dans la cage intérieure 65.
[0068] La cage extérieure du tourbillon est agencée directement en prise avec la deuxième roue 51 du différentiel et avec la roue de commande 17. Elle assure ainsi les mêmes fonctions que celles du mobile intermédiaire 6 décrit en relation avec les fig. 1 et 2.
[0069] Ce type d'organe régulateur présente une précision de marche accrue en référence aux oscillateurs simples. Ainsi, la combinaison d'un double tourbillon, moyennant les effets de la pesanteur sur l'oscillateur mécanique, avec un dispositif de régulation de la force transmise par la source d'énergie principale du mouvement selon la présente invention permet encore d'améliorer la précision du garde temps correspondant.
[0070] La présentation de la variante de la fig. 3permet d'illustrer le fait que les avantages du dispositif de régulation décrit ci-dessus peuvent être appliqués à tout type d'oscillateur sans sortir du cadre de la présente invention.
[0071] Les fig. 4 et 5 représentent, dans des vues respectivement similaires aux vues de la fig. 1 et de la fig. 2, une deuxième variante du mouvement selon le premier mode de réalisation qui vient d'être décrit. La présentation de cette deuxième variante de réalisation permet d'illustrer la souplesse que procure la présente invention dans la construction d'un mouvement horloger tel qu'il a été défini plus haut. En effet, les éléments structurels du mouvement selon la présente variante sont similaires à ceux décrits en relation avec la première variante, les constructions correspondantes se distinguant l'une de l'autre par des agencements différents des entrées et sorties du différentiel. Les éléments structurels identiques à ceux décrits en relation avec la première variante portent les mêmes références numériques pour en faciliter la compréhension.
[0072] Seules les modifications essentielles en référence à la première variante de réalisation vont être exposées, le principe général étant similaire à ce qui a déjà été décrit.
[0073] Le différentiel a été modifié pour que son entrée se fasse au niveau de la deuxième roue planétaire 51 avec laquelle la grande moyenne 7 est en prise, comme cela sera exposé ci-après. Par conséquent, le dispositif de verrouillage est agencé pour agir directement sur cette même roue 51. Plus précisément, le renvoi 31, entraîné par la roue d'arrêt 28, est monté en prise directement avec la seconde denture de la deuxième roue planétaire 51.
[0074] Par ailleurs, la sortie du différentiel a également été modifiée pour être définie au niveau du porte-satellite 42, plus précisément par la couronne 59 qui en est solidaire, cette dernière engrenant avec le pignon 15 du mobile intermédiaire 6, lui-même disposé en prise avec le pignon d'échappement 4.
[0075] La première roue planétaire 50 définit une entrée-sortie similaire à celle de la première variante, en relation avec le ressort long 11 disposé en butée contre la goupille 14. On peut noter que la cinématique de décharge et recharge du ressort long est inversée par rapport à la première variante, notamment en ce qui concerne le sens de rotation de la première roue 50 et le sens de la force exercée sur cette dernière par le ressort long.
[0076] La vue en coupe de la fig. 5permet de mieux apprécier les différences structurelles du différentiel. On constate en particulier qu'un pignon 510 supplémentaire est chassé sur le canon 55 de la deuxième roue planétaire 51, celui-ci étant agencé en prise avec la roue 8 de la grande moyenne 7 pour définir l'entrée du différentiel. De ce fait, ce pignon 510 et la seconde denture de la roue 51 sont solidaires en rotation, permettant ainsi le contrôle de l'entrée de différentiel par le dispositif de verrouillage, ce dernier étant relié à la seconde denture de la roue 51 par l'intermédiaire du renvoi 31.
[0077] Par ailleurs, il ressort de la fig. 5que l'arbre 41 de différentiel est entraîné en synchronisme avec l'échappement du fait que la couronne 59, portée par le porte-satellite 42, engrène avec le mobile intermédiaire 6. Ainsi, le mouvement de rotation régulier du pignon 41 peut être mis à profit pour commander un ou plusieurs organes d'affichage du temps courant (non représentés), de manière conventionnelle.
[0078] Les fig. 6, 7 et 8représentent un second mode de réalisation préféré de la présente invention, suivant lequel cette dernière est mise en oeuvre en relation avec un mouvement horloger comportant deux oscillateurs mécaniques. Les éléments décrits en relation avec les figures précédentes portent les mêmes références numériques pour faciliter la compréhension du présent mécanisme.
[0079] La fig. 6 représente en vue de dessus un tel mécanisme dans lequel deux double tourbillons 70 et 71 sont reliés au rouage de finissage d'un mouvement horloger par l'intermédiaire d'un engrenage différentiel 72, permettant de moyenner leurs marches respectives, tandis qu'un dispositif de régulation, similaire à celui qui vient d'être décrit en relation avec les fig. 1 à 5, est également prévu pour réguler la force transmise aux deux oscillateurs depuis une source d'énergie principale du mouvement (non représentée). Dans la suite du texte, on utilisera les références numériques 70 et 71 pour désigner les tourbillons ou les oscillateurs ou les échappements associés, pour des raisons de simplification.
[0080] Le dispositif de régulation comporte un dispositif de verrouillage comprenant une roue d'arrêt 73 dentée, montée directement solidaire d'un premier porte-satellite 74 du différentiel et, coopérant avec un levier de verrouillage 75 par l'intermédiaire de deux dents 76 et 77 de ce dernier. Le levier de verrouillage est monté pivotant sur le bâti du mouvement, par un arbre 78 situé sensiblement entre les deux dents. Par ailleurs, le levier de verrouillage présente une ouverture 79 allongée, située à distance de l'arbre 78 et, à l'intérieur de laquelle est disposée une came de commande 19, portée par un arbre 18 entraîné en rotation par une roue de commande 17.
Ainsi, lorsque la roue de commande effectue un tour complet sur elle-même, le levier de verrouillage est commandé pour se déplacer depuis une première position extrême vers une seconde position extrême avant de revenir dans la première position. A chaque fois que le levier de verrouillage prend l'une de ses positions extrêmes, la roue d'arrêt est libérée par la dent concernée 76 ou 77 du levier de verrouillage, pour tourner dans le sens horaire jusqu'à ce qu'une autre de ses dents vienne buter contre l'autre dent 77 ou 76 du levier de verrouillage.
[0081] De même que dans le premier mode de réalisation, un ressort long 11 est prévu pour exercer une force sur une première roue 50 du différentiel tendant à la faire tourner dans le sens de rotation anti-horaire sur la fig. 6, par l'intermédiaire d'une goupille 14 solidaire de cette roue.
[0082] Le fonctionnement de l'engrenage différentiel 72 sera mieux compris à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en relation avec les fig. 7et 8, qui le représentent dans des vues, respectivement, en perspective et en coupe transversale.
[0083] Le différentiel 72 comporte, en entrée, un pignon 80 ménagé à l'extrémité d'un arbre 81, sensiblement perpendiculaire au plan du mouvement et, sur lequel est fixé le premier porte-satellite 74 comportant un noyau central 83 rendu solidaire de l'arbre par exemple au moyen d'une vis 84. Le pignon 80 assure l'entrée du différentiel, à partir du rouage de finissage, pour permettre la transmission de la force du ressort de barillet aux deux oscillateurs mécaniques du mouvement.
[0084] Le porte-satellite 74 porte des paliers 45, 46 en rubis servant à faire pivoter un arbre 47 portant un pignon satellite 48 à denture conique.
[0085] L'arbre 81 sert aussi de pivot à la première 50 et à une deuxième 89 roues planétaires, sensiblement parallèles au plan du mouvement et disposées de part et d'autre du pignon satellite 48. Chacune de ces roues présente une denture conique 52, 53 agencée de manière à engrener avec la denture du satellite 48.
[0086] Chaque roue 50, 89 est solidaire d'un canon 90, 91 monté pivotant sur l'arbre 81 grâce à deux paliers en rubis 56. L'assemblage peut être réalisé par chassage ou au moyen de vis.
[0087] Tel que cela a été mentionné précédemment, le porte-satellite 74 porte directement la roue d'arrêt 73, celle-ci étant vissée à l'extrémité de bras 92 du porte-satellite s'étendant à partir du noyau central.
[0088] Le canon 91 de la deuxième roue 89 s'étend concentriquement à l'arbre 81, sensiblement jusque dans la région du pignon 80, pour définir l'arbre central d'un second différentiel agencé de manière à moyenner la marche des deux oscillateurs mécaniques auxquels il est relié.
[0089] Le second différentiel comporte un porte-satellite 93 supplémentaire présentant un noyau central 94 solidaire du canon 91 en rotation, par exemple au moyen d'une vis. Le porte-satellite 93 supplémentaire porte des paliers 45, 46 en rubis servant à faire pivoter un arbre 95 portant un pignon satellite 96 supplémentaire à denture conique.
[0090] Le canon 91 sert aussi de pivot à deux roues planétaires 97, sensiblement parallèles au plan du mouvement et disposées de part et d'autre du pignon satellite 96 supplémentaire. Chacune de ces roues présente une première denture conique 98, 99 agencée de manière à engrener avec la denture du satellite 96.
[0091] Chaque roue 97 est solidaire d'un canon 100, 101 monté pivotant sur le canon 91 grâce à deux paliers en rubis 56. L'assemblage peut être réalisé par chassage ou au moyen de vis.
[0092] Par ailleurs, chacune des roues 97 présente une deuxième denture périphérique 102, 103 agencée en prise avec la denture de la cage extérieure de l'un ou l'autre des double tourbillons 70, 71.
[0093] Le fonctionnement de ce second différentiel est connu et ne sera pas décrit en détail. On notera simplement que l'énergie fournie par le ressort long 11 lui est fournie par l'intermédiaire du canon 91, entraînant le porte-satellite 93 supplémentaire en rotation à chaque fois que l'un ou l'autre des échappements se trouve en phases de dégagement et d'impulsion.
[0094] Par ailleurs, le porte-satellite 93 supplémentaire comprend en outre une roue dentée 104, rendue solidaire du porte-satellite au moyens de vis. Cette roue 104 est agencée de manière à être en prise avec la roue de commande 17 du dispositif de verrouillage pour actionner ce dernier.
[0095] Il convient de noter que le rythme des déplacements de cette roue 104 est représentatif de la moyenne des marches respectives des deux oscillateurs mécaniques du mouvement. Ainsi, il est possible de prévoir une liaison cinématique entre la roue 104 et un organe d'affichage d'une unité de temps, comme par exemple la seconde.
[0096] On notera qu'à son extrémité située dans la région du pignon 80, le canon 91 présente une réduction de son diamètre extérieur. Une douille 105 est interposée entre le canon 91 et le palier en rubis 56 correspondant, pour permettre l'ajustement du second différentiel sur le canon 91 en prenant en compte notamment une éventuelle variation de la longueur de ce dernier à la fabrication, ainsi que les jeux au montage des différents éléments constitutifs du différentiel, dans une certaine mesure. Une rondelle 106, chassée, remplit une fonction similaire à l'extrémité opposée du mécanisme.
[0097] De manière générale, l'un ou l'autre voire les deux différentiels peuvent être plans au lieu d'être sphériques sans sortir du cadre de la présente invention. Toutefois, en ce qui concerne le second différentiel, la forme sphérique est préférée pour permettre l'application de couples identiques aux deux oscillateurs mécaniques associés et améliorer ainsi leur précision de marche relative.
[0098] La description qui précède correspond à des modes de réalisation préférés de l'invention décrits à titre non limitatif. En particulier, les formes représentées et décrites pour les différents éléments constitutifs du mouvement pour pièce d'horlogerie ne sont pas limitatives. A titre d'exemple, l'organe denté représenté et décrit sous la forme du pignon 40 pourra alternativement prendre la forme d'une roue.
[0099] Par ailleurs, on pourra notamment recourir à un organe élastique présentant une forme différente, tel qu'un ressort spiral par exemple, et agissant éventuellement sur un mobile supplémentaire présentant une liaison cinématique avec la première roue planétaire. Comme cela a été mentionné, la forme de la came de commande peut être modifiée sans sortir du cadre de la présente invention. On aura également compris que le type ou la fréquence d'oscillation du ou des oscillateurs mécaniques mis en oeuvre ne remet pas en cause le fonctionnement avantageux du dispositif de régulation décrit. De même, l'homme du métier pourra ajuster la période de décharge de la source d'énergie secondaire entre deux recharges successives sans grande difficulté.
[0100] Il apparaît également de ce qui précède que l'invention n'est pas limitée à un agencement particulier des liaisons cinématiques appliquées aux différents éléments constitutifs du différentiel. A titre d'exemple supplémentaire, on peut signaler que les liaisons cinématiques appliquées à l'organe denté et au porte-satellite, dans la première variante de réalisation, à savoir les liaisons avec le rouage de finissage et avec la roue d'arrêt, peuvent être interverties sans induire de modification à la présente invention. L'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour adapter le dispositif de régulation selon l'un ou l'autre des modes de réalisation de la présente invention à ses propres besoins, sur la base de l'enseignement du présent texte.
[0101] Bien entendu, l'homme du métier pourra également mettre en oeuvre l'agencement du dispositif de verrouillage, notamment de la roue d'arrêt, du premier mode de réalisation en relation avec un mouvement à deux oscillateurs ou, inversement, mettre en oeuvre celui du second mode de réalisation en relation avec un mouvement à un seul oscillateur mécanique, en fonction de ses besoins.
Technical area
The present invention relates to a movement for a timepiece comprising, mounted on a frame, a power source for sustaining the oscillating movement of a mechanical oscillator comprising a resonator and an exhaust, through a finishing train, the latter comprising a control device for controlling the exhaust. For this purpose, the control device comprises a stop wheel kinematically connected to the work train and intended to perform a rotational movement periodically, a control cam driven in synchronism with the exhaust, as well as a control device. locking the stop wheel controlled by the cam to release it periodically.
In addition, the regulating device comprises an elastic member for periodically storing energy by deformation, from the energy source of the movement, to restore it to the oscillator.
State of the art
Such movements have been known for a long time, particularly in the field of clocks, to allow the use of a spring with a large power reserve, as a source of energy, while smoothing the inevitable variations of the the force applied by this spring to the work train, these arising from the change in the state of charge of the spring during the operation of the clock.
Thus a number of mechanisms have already been proposed involving a secondary spring which is loaded from the energy of the main spring, periodically, with a sufficiently short period for the force it applies to the movement can be considered as being constant between its states of minimum load and maximum load.
This is called constant force devices, especially when the secondary spring is arranged directly at the exhaust, while it speaks of equal winding when the secondary spring is put in place at the level of the gear train finishing.
An example of equal winding is described under the name of "GAFNER system" (named after its inventor Robert Gafner), in an article by F. Droz and J. Florès entitled "The winding of equality and constant forces in the watch", published in the magazine "Horlogerie Ancienne", number 7 of the first half of 1980, published by the AFAHA (French Association of Amateurs of Ancient Watchmaking).
This device comprises a conventional anchor escapement whose escape wheel carries a pinion arranged in engagement with a wheel of seconds. A triangular cam is integral with the shaft of the escape wheel and controls the movements of a locking lever, for locking a stop wheel coaxial with the seconds wheel by means of two vanes cooperating with a tooth of this wheel. A spiral spring-type secondary spring is connected at its central end to the stop wheel shaft and, at its outer end, to an arm of the seconds wheel. The shaft of the stop wheel further carries a pinion arranged in engagement with the gear train of the movement.
Thus, the locking lever oscillates between two extreme positions at a rate defined by the movements of the escape wheel and the shape of the cam. When it moves from one position to another, it releases the stop wheel which rotates under the effect of the force transmitted by the mainspring, via the finishing train. By turning on itself, while the second wheel remains fixed due to the immobility of the escape wheel at this time, the stop wheel loads the spiral spring. The latter then exerts a force on the seconds wheel for maintenance oscillator oscillations, via the escape wheel, the stop wheel is again blocked by the locking lever.
Thanks to a periodic load of the secondary spring, with a small period, the force transmitted to the escape wheel is substantially constant and ensures a good regularity of the operation of the oscillator.
In his patent application EP 1 528 443 A1, published May 4, 2005, F. -P. Journe proposes a different mechanism of winding of equality in which a secondary spring acts on a rocker oscillating between two extreme positions. The movements of the rocker in a first direction allow the transmission of the constant force of the secondary spring to the exhaust. Its displacements in the opposite direction, which make it possible to charge the secondary spring, are controlled, starting from the force of the main spring, by the periodic rotation of a stop wheel intervening during a rest phase of the exhaust. The display of the second of the corresponding timepiece is controlled from the stop wheel.
However, such a mechanism is relatively sensitive to shocks that may release the stop wheel inadvertently, which can lead to a non-coherent display of the second, destabilizing for the wearer of the timepiece.
Disclosure of the invention
The main object of the present invention is to propose an alternative to the known mechanisms of the prior art, by proposing a movement for a timepiece comprising a regulating device whose construction makes it possible to guarantee a high reliability of operation as well as a significant security, while offering an equally important construction flexibility.
For this purpose, the present invention relates more particularly to a movement for a timepiece of the type mentioned above, characterized in that the regulating device comprises a differential gear having an input connected to the power source, an input-output connected to the elastic member and an output connected to the mechanical oscillator. In addition, the regulating device is arranged in such a way that the elastic member is capable of sustaining the oscillation movement of the mechanical oscillator when the stop wheel is locked, whereas the energy source is capable of to reload the elastic member when the stop wheel is released.
By these characteristics, the movement according to the invention has a structure and kinematics of great complexities to meet the fans of complicated timepieces, while offering a quality of walking among the highest.
According to a preferred embodiment of the invention, the differential comprises a bearing shaft, integral in rotation, a toothed member and a carrier, the shaft being kinematically connected to the power source. A satellite having a toothing is pivotally mounted on the carrier. The differential shaft further forms pivots for a first and a second planet wheel, arranged on either side of the planet carrier and, each having a first toothing arranged in engagement with the toothing of the satellite.
The first sun wheel is subjected to a force exerted by the elastic member tending to rotate it, the latter being secured to the frame, while the second sun gear defines an output of the differential to the mechanical oscillator, preferably having a second set of teeth kinematically connected to the exhaust. In addition, the stop wheel is arranged to prevent rotation of the carrier when it is itself stopped.
Thanks to these special features, the stop wheel has a limited impact sensitivity. If, however, it were to be released following a violent impact, this would have no effect on the display, but would simply cause a load of the resilient member prematurely compared to the planned course, before resuming the cycle normal operation.
According to a preferred embodiment, it can be provided that the control cam has the form of a disk mounted eccentrically on a pivoting shaft with reference to the frame of the movement.
According to other preferred embodiments, it can be provided that the elastic member acts directly on the first planet wheel differential, a stop being formed on the latter for this purpose, the stop wheel is directly secured of the planet carrier, or that the differential gear is spherical.
In a preferred embodiment of the mechanism according to the present invention, it is provided that the movement comprises a vortex having a first cage mounted pivotably on the frame of the movement and a second cage rotatably mounted in the first cage and carrying said mechanical oscillator, a kinematic link being provided to allow a rotation of the first cage on itself in synchronism with the exhaust. The first cage has in addition a ring gear in engagement with which is arranged a toothed wheel whose control cam is integral.
In another preferred embodiment of the present invention, provision is made to provide the movement of a second mechanical oscillator comprising an additional resonator and exhaust, the second sun gear being integral with an additional shaft, coaxial with the differential shaft, and defining pivots for third and fourth planetary wheels of an additional differential disposed on either side of a second carrier. A second satellite, having a toothing, is then pivotally mounted on the second planet carrier being arranged in engagement with first teeth of the third and fourth planet wheels.
The third sun gear has a second toothing kinematically connected to the exhaust, while the fourth sun gear has a second toothing kinematically connected to the additional exhaust.
Brief description of the drawings
Other features and advantages of the present invention will appear more clearly on reading the detailed description of preferred embodiments which follows, made with reference to the accompanying drawings given by way of non-limiting examples and in which:
- fig. 1 is a simplified perspective view of a part of a timepiece movement having a regulating device according to a first embodiment of the present invention;
- fig. 2 is a cross-sectional view of a detail of the control device of FIG. 1;
[0023] - FIG. 3 is a perspective view of a first variant embodiment of the movement of FIG. 1;
[0024] - FIG. 4 is a perspective view of a second alternative embodiment of the movement of FIG. 1;
[0025] - FIG. 5 is a cross-sectional view of a detail of the regulating device according to the second embodiment of FIG. 4;
[0026] - FIG. 6 shows a top view of a part of a timepiece movement having a regulating device according to a second embodiment of the present invention;
[0027] - FIG. 7 is a perspective view of a detail of the device of FIG. 6, and
- fig. 8 is a cross-sectional view of a detail of the control device of FIG. 6.
Mode (s) of realization of the invention
Figs. 1 to 3 show a part of a timepiece movement having a force control device transmitted from a main power source to a mechanical oscillator, according to a first embodiment of the present invention. As an indication, it will be noted that the top of the figures corresponds to the bridge side of the movement.
FIG. 1 simply illustrates the general principle of this control device, only the elements of the movement involved in the process of regulation being visible to facilitate understanding. In particular, it may be noted that the frame of the movement has not been shown for the sake of clarity and insofar as it can be of any known type suitable for the implementation of the present invention.
The movement comprises a conventional mechanical oscillator comprising a resonator, generally a sprung balance 1, associated with an escapement, here anchor, by way of non-limiting illustration.
The escapement comprises an anchor 2 arranged to cooperate with an escape wheel 3. An escape gear 4 is integral with the escape wheel and is engaged with the wheel 5 of an intermediate wheel 6.
To maintain the oscillations of the sprung balance, the movement comprises a main energy source, preferably a mainspring (not shown), whose energy is transmitted to the oscillator by means of a finishing gear. In known manner, this spring is housed in a barrel comprising a drum having a peripheral toothing.
When loaded, the spring relaxes by driving the drum in a rotational movement transmitted to the gear train through its teeth. According to the configuration shown here as an indication, there is a large average 7 having a plate 8 and a pinion 9 coaxial. The pinion of the large medium is intended to be arranged in engagement with the toothing of the barrel drum.
It appears from FIG. 1 that a regulating device 10 is interposed between the large average and the escapement of the movement.
The control device comprises in particular a differential gear having four points of entry or exit with different structural elements of the movement, which will be described in more detail in relation to FIG. 2.
On the one hand, the differential has a first input connected to the large average and by which the force of the mainspring is transmitted to the control device according to the present invention. An input-output is mechanically connected to a long spring 11 whose base 12 is mounted integral with the movement frame, while its free end 13 is disposed in abutment against a stop 14 carried by the differential.
On the other hand, the differential has a first output kinematically connected to a pinion 15 of the intermediate mobile 6, coaxially mounted to the wheel of the latter being secured thereto, and a second input-output connected to a device lock 16 which will be described in detail later.
Furthermore, it is expected that the movements of the escape wheel control the locking device, via the intermediate mobile 6. The wheel 5 of the latter meshes with a toothed control wheel 17, integral with a shaft 18 of the same shaft carrying a control cam 19. This has the general shape of a disc positioned eccentrically on the shaft of the control wheel.
The device further comprises a locking lever 20 carried by a shaft 21 pivotally mounted on the frame of the movement. The locking lever comprises a fork 22, at a first of its two ends, between the teeth of which is arranged the control cam 19. The second end of the lever, separated from the first end by a middle portion 23 carrying the shaft 21, has two arms 24, 25 in the form of circular arcs extending on either side of the general direction of the middle portion of the lever. Each of these arms comprises a tooth 26, 27, at its end, directed substantially in the direction of the other arm.
A stop wheel 28, having a single tooth 29, is disposed between the two arms 24, 25 of the locking lever, so that its tooth 29 is capable of cooperating with those 26, 27 of the arms. In addition, the stop wheel carries a pinion 30 arranged in engagement with a gear 31 rotatably mounted with reference to the frame, the gearbox being itself engaged with the second input-output of the differential, for transmitting thereto the state of the stop wheel, locked or free to turn.
It may be noted that, advantageously, the diameter of the control cam 19 is very slightly less than the distance separating the two teeth of the fork 22. Thanks to this particular characteristic, the fork is not only guided in rotation by the control cam but, moreover, it can not rotate other than under the effect resulting from the rotation of the control cam. This means that this control device is insensitive to shocks and can not be actuated inadvertently.
FIG. 2 which shows a cross-sectional view of the regulating device, in particular the differential, makes it possible to better understand the principle of operation.
The differential comprises, at the input, a toothed member, here a pinion 40, formed at the end of a shaft 41, substantially perpendicular to the plane of movement, and on which is fixed a planet carrier 42 comprising a central core 43 secured to the shaft 41 by a screw 44. The pinion 40 ensures the input of the differential, from the work train, to allow the transmission of the force of the mainspring to the mechanical oscillator of the movement.
The carrier carries a ruby bearing 45 aligned on a bearing 46, also in ruby, integrated in the core 43. Both bearings 45 and 46 are used to rotate a shaft 47 carrying a pinion gear 48 conically toothed.
The shaft 41 also serves as pivot two planetary wheels 50, 51 substantially parallel to the plane of movement and disposed on either side of the planet pinion 48. Each of these wheels has a first conical toothing 52, 53 arranged to mesh with the toothing of the satellite 48.
It will be noted that each wheel 50, 51 is integral with a gun 54, 55 pivotally mounted on the shaft 41 with two ruby bearings 56. The assembly can in particular be carried out by driving or by means of screws.
A pin 14 is driven into the first differential wheel, extending in a direction substantially parallel to that of the differential shaft, outwardly. This pin defines the stop against which the free end 13 of the long spring 11 is arranged in support to exert a force on the first wheel 50 of the differential, tending to turn it on itself.
The second wheel 51 of the differential meshes directly with the pinion 15 of the intermediate mobile 6, itself engaged with the exhaust pinion 4 by its wheel 5, to define the first output of the differential mentioned above.
In addition, the planet carrier 42 has arms 58 on the ends of which is mounted a ring gear 59, by means of screws 60, to define the second input-output of the differential which is engaged with the connected gear 31 at the stop wheel 28 of the locking device.
The operating principle of the mechanism which has just been described will now be exposed in relation to FIGS. 1 and 2. Consider, as a starting hypothesis, that the long spring 11 has a loaded state and thereby exerts a force on the first wheel 50 of the differential tending to rotate in the anticlockwise rotation direction in the view of FIG. 1.
Most of the time, the stop wheel 28 is locked by one of the teeth of the locking lever, which prevents the planet carrier 42 from rotating, through the pinion 30 and the return 31. At the same time, the locking of the planet carrier 42 drives that of the shaft 41 of the differential.
The rotation of the first wheel 50 of the differential is retransmitted to its second wheel 51 by a rotational movement of the satellite 48 on itself. It should be remembered that, because the second wheel 51 of the differential is kinematically connected to the escape wheel 3, it can rotate only during the phases of release and impulse of the exhaust.
Furthermore, the movements of the escape wheel 3 cause synchronized movements of the control wheel 17 (in the direction indicated by the arrow in FIG. 1, all the arrows visible in the figures being represented by way of non-limiting illustration), via the intermediate mobile 6.
When, after a certain time which is a function of gear ratios provided between the exhaust pinion 4 and the control wheel 17, the control wheel has made substantially a half turn from the position shown in fig. 1, the control cam 19 having exerted at the same time a pressure on the fork 22 of the locking lever 20 to tilt it to its second extreme position. By tilting around its shaft 21, the locking lever 20 releases the stop wheel 28 due to the distance from its tooth 26. At the same time, its tooth 27 moves closer to the stop wheel 28 and blocks it when the latter has made a U-turn on itself.
The driving force responsible for the rotation of the stop wheel 28 is that of the mainspring which is transmitted to it via the large mean 7, the pinion 40, the shaft 41, the carrier. satellite 42, crown 59 and return 31. This rotation takes place during a rest phase of the exhaust, most of the time, which implies that the second wheel 51 of the differential is blocked during this movement. As a result, the rotation of the planet carrier 42 causes that of the satellite 48 to itself, which causes a rotational movement of the first wheel 50 of the differential clockwise in FIG. 1.
The movement of the first wheel moves the pin 14 with reference to the long spring 11, to deform the latter and load it.
All these events generally taking place between two phases of release of the exhaust, the operation of the mechanical oscillator runs without discontinuity. Upon subsequent release of the exhaust, the long spring 11 is again fully charged and performs its function of energy source to maintain the oscillations of the mechanical oscillator movement, with a constant force.
The long spring 11 then discharges gradually, as previously described, until the control wheel 17 has made a new half-turn, and so on.
It may be noted that, if a release phase and / or a pulse phase of the exhaust was to occur during the charging operation of the long spring, the second wheel 51 would be free to turn and a fraction of the energy normally intended for the long spring would be transmitted to the escapement to maintain oscillations of the balance, thanks to the structure of the differential.
The control device that has just been described makes it possible to store successively fractions of the total energy of the main energy source of the movement, namely the mainspring, at the level of a source of energy. secondary, namely the long spring 11. The mechanical characteristics of the long spring 11, associated with a limited amplitude of deformation between its two extreme states, make it possible to precisely control the force transmitted to the mechanical oscillator in order to improve its accuracy of operation.
The discharge period of the long spring 11 and the amount of energy supplied to it can be adjusted by modifying the gear ratios between the exhaust pinion and the control wheel, by the shape of the cam control that could be triangular, for example, or by changing the number of teeth of the stop wheel.
As an indication, the discharge period could be of the order of one second to a minute or more, and the skilled person will not encounter any particular difficulty to modify the control device that comes from be described to adapt to its own needs, without departing from the scope of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a variant of the first embodiment of FIG. 1.
According to this variant embodiment, the simple escapement has been replaced by a regulating member of the tourbillon type. More specifically, there is shown a double vortex 62 as described in the patent application WO 03/017 009, filed in the name of CompliTime S. AT. As the operation of the double vortex is described in detail in the aforementioned international application, it will not be discussed here.
It will suffice to indicate that the vortex comprises a first cage 63 pivoting about an axis 64 perpendicular to the plane of movement and a second cage 65 pivoting in the first cage, about an axis 66 not perpendicular to the plane some movement. Typically, the axis of the second cage is at an angle of about 30 degrees. ] compared to that of the first cage.
In addition, it should also be noted that the outer race 63 of the vortex moves in synchronism with the movements of the escape wheel mounted in the inner race 65.
The outer casing of the vortex is arranged directly in engagement with the second wheel 51 of the differential and with the control wheel 17. It thus performs the same functions as those of the intermediate mobile 6 described in relation with FIGS. 1 and 2.
This type of regulator member has increased running accuracy with reference to simple oscillators. Thus, the combination of a double vortex, by means of the effects of gravity on the mechanical oscillator, with a device for regulating the force transmitted by the main energy source of the movement according to the present invention makes it possible to improve the accuracy of the corresponding time keeper.
The presentation of the variant of FIG. 3 illustrates that the advantages of the control device described above can be applied to any type of oscillator without departing from the scope of the present invention.
Figs. 4 and 5 show, in respectively similar views to the views of FIG. 1 and FIG. 2, a second variant of the movement according to the first embodiment which has just been described. The presentation of this second embodiment illustrates the flexibility provided by the present invention in the construction of a watch movement as defined above. Indeed, the structural elements of the movement according to the present variant are similar to those described in relation to the first variant, the corresponding constructions being distinguished from each other by different arrangements of the inputs and outputs of the differential. The structural elements identical to those described in relation to the first variant have the same numerical references to facilitate their understanding.
Only the essential modifications with reference to the first embodiment will be exposed, the general principle being similar to what has already been described.
The differential has been modified so that its entry is at the second sun gear 51 with which the large average 7 is in engagement, as will be explained below. Therefore, the locking device is arranged to act directly on the same wheel 51. More precisely, the gear 31, driven by the stop wheel 28, is engaged directly with the second toothing of the second sun gear 51.
Furthermore, the output of the differential has also been modified to be defined at the planet carrier 42, more precisely by the ring 59 which is integral therewith, the latter meshing with the pinion 15 of the intermediate mobile 6, itself even arranged in engagement with the exhaust pinion 4.
The first sun wheel 50 defines an input-output similar to that of the first variant, in relation with the long spring 11 disposed in abutment against the pin 14. It may be noted that the kinematics of discharge and recharge of the long spring are reversed with respect to the first variant, in particular with regard to the direction of rotation of the first wheel 50 and the direction of the force exerted on the latter by the long spring. .
The sectional view of FIG. 5to better appreciate the structural differences of the differential. It is found in particular that an additional pinion 510 is driven on the barrel 55 of the second sun gear 51, the latter being arranged in engagement with the wheel 8 of the large mean 7 to define the differential input. Therefore, this pinion 510 and the second toothing of the wheel 51 are integral in rotation, thus allowing the differential input to be controlled by the locking device, the latter being connected to the second toothing of the wheel 51 by the intermediate of referral 31.
Moreover, it appears from FIG. 5que differential shaft 41 is driven in synchronism with the exhaust because the ring 59, carried by the planet carrier 42, meshes with the intermediate mobile 6. Thus, the regular rotational movement of the pinion 41 can be used to control one or more display members of the current time (not shown) in a conventional manner.
Figs. 6, 7 and 8 represent a second preferred embodiment of the present invention, according to which the latter is implemented in connection with a watch movement comprising two mechanical oscillators. The elements described in connection with the preceding figures bear the same numerical references to facilitate understanding of the present mechanism.
FIG. 6 shows in plan view such a mechanism in which two double vortices 70 and 71 are connected to the finishing gear of a clockwork movement via a differential gearing 72, allowing their respective steps to be averaged, while control device, similar to that just described in relation to FIGS. 1 to 5, is also provided for regulating the force transmitted to the two oscillators from a main energy source of the movement (not shown). In the remainder of the text, the reference numerals 70 and 71 will be used to designate the vortices or the oscillators or the associated escapements, for reasons of simplification.
The regulating device comprises a locking device comprising a toothed stop wheel 73 mounted directly integral with a first planet carrier 74 of the differential and co-operating with a locking lever 75 via two teeth. 76 and 77 of the latter. The locking lever is pivotally mounted on the frame of the movement, by a shaft 78 located substantially between the two teeth. Furthermore, the locking lever has an elongated opening 79 situated at a distance from the shaft 78 and inside which is disposed a control cam 19 carried by a shaft 18 rotated by a control wheel 17.
Thus, when the control wheel performs a complete turn on itself, the locking lever is controlled to move from a first extreme position to a second extreme position before returning to the first position. Whenever the lock lever takes one of its extreme positions, the stop wheel is released by the relevant tooth 76 or 77 of the lock lever, to turn clockwise until another of its teeth abuts against the other tooth 77 or 76 of the locking lever.
As in the first embodiment, a long spring 11 is provided to exert a force on a first wheel 50 of the differential tending to rotate in the anti-clockwise rotation direction in FIG. 6, by means of a pin 14 secured to this wheel.
The operation of the differential gear 72 will be better understood on reading the detailed description which follows, made in relation with FIGS. 7 and 8, which represent it in views, respectively, in perspective and in cross-section.
The differential 72 comprises, at the input, a pinion 80 formed at the end of a shaft 81, substantially perpendicular to the plane of the movement, and on which is fixed the first planet carrier 74 comprising a central core 83 made integral. of the shaft for example by means of a screw 84. The gear 80 ensures the differential input, from the work train, to allow the transmission of the force of the mainspring spring to the two mechanical oscillators of the movement.
The carrier 74 carries bearings 45, 46 in ruby for pivoting a shaft 47 carrying a pinion gear 48 with conical teeth.
The shaft 81 also serves as a pivot for the first 50 and a second 89 planetary wheels, substantially parallel to the plane of movement and disposed on either side of the planet pinion 48. Each of these wheels has a conical toothing 52, 53 arranged to mesh with the toothing of the satellite 48.
Each wheel 50, 89 is integral with a barrel 90, 91 pivotally mounted on the shaft 81 with two ruby bearings 56. The assembly can be achieved by driving or by means of screws.
As previously mentioned, the carrier 74 directly carries the stop wheel 73, the latter being screwed to the arm end 92 of the carrier extending from the central core.
The barrel 91 of the second wheel 89 extends concentrically to the shaft 81, substantially to the region of the pinion 80, to define the central shaft of a second differential arranged so as to average the step of the two mechanical oscillators to which it is connected.
The second differential comprises an additional satellite holder 93 having a central core 94 secured to the barrel 91 in rotation, for example by means of a screw. The additional planet carrier 93 carries ruby bearings 45, 46 for rotating a shaft 95 carrying an additional planet gear 96 with conical teeth.
The barrel 91 also serves as a pivot two planetary wheels 97, substantially parallel to the plane of movement and disposed on either side of the additional pinion gear 96. Each of these wheels has a first conical toothing 98, 99 arranged to mesh with the toothing of the satellite 96.
Each wheel 97 is integral with a barrel 100, 101 pivotally mounted on the barrel 91 through two ruby bearings 56. The assembly can be achieved by driving or by means of screws.
Moreover, each of the wheels 97 has a second peripheral toothing 102, 103 arranged in engagement with the toothing of the outer cage of one or the other of the double vortices 70, 71.
The operation of this second differential is known and will not be described in detail. It will be noted simply that the energy supplied by the long spring 11 is supplied to it by means of the barrel 91, driving the additional satellite carrier 93 in rotation each time that one or the other of the exhausts is in phases. release and impulse.
Furthermore, the additional satellite carrier 93 further comprises a gear wheel 104, secured to the carrier by means of screw means. This wheel 104 is arranged to be engaged with the control wheel 17 of the locking device to actuate the latter.
It should be noted that the rate of displacement of this wheel 104 is representative of the average of the respective steps of the two mechanical oscillators of the movement. Thus, it is possible to provide a kinematic connection between the wheel 104 and a display unit of a unit of time, such as the second.
Note that at its end located in the region of the pinion 80, the barrel 91 has a reduction in its outer diameter. A bushing 105 is interposed between the barrel 91 and the ruby bearing 56 corresponding, to allow adjustment of the second differential on the barrel 91 taking into account in particular a possible variation in the length of the latter to manufacture, as well as the playing to the assembly of the different components of the differential, to a certain extent. A washer 106, driven out, performs a function similar to the opposite end of the mechanism.
In general, one or the other or both of the differentials may be planar instead of spherical without departing from the scope of the present invention. However, as regards the second differential, the spherical shape is preferred to allow the application of identical pairs to the two associated mechanical oscillators and thus improve their relative running accuracy.
The foregoing description corresponds to preferred embodiments of the invention described in a non-limiting manner. In particular, the shapes shown and described for the various constituent elements of the movement for a timepiece are not limiting. For example, the toothed member shown and described in the form of pinion 40 may alternatively take the form of a wheel.
Furthermore, it may in particular use a resilient member having a different shape, such as a spiral spring for example, and possibly acting on an additional mobile having a kinematic connection with the first sun gear. As mentioned, the shape of the control cam can be modified without departing from the scope of the present invention. It will also be understood that the type or the oscillation frequency of the mechanical oscillator or oscillators used does not call into question the advantageous operation of the regulation device described. Similarly, the skilled person can adjust the discharge period of the secondary energy source between two successive refills without great difficulty.
It also appears from the foregoing that the invention is not limited to a particular arrangement of the kinematic links applied to the different components of the differential. By way of further example, it can be pointed out that the kinematic connections applied to the toothed member and to the planet carrier, in the first variant embodiment, namely the connections with the finishing gear train and with the stop wheel, may be interchanged without inducing modification to the present invention. Those skilled in the art will not encounter any particular difficulty in adapting the regulating device according to one or other of the embodiments of the present invention to their own needs, on the basis of the teaching of the present text.
Of course, the skilled person may also implement the arrangement of the locking device, including the stop wheel, the first embodiment in relation to a movement with two oscillators or, conversely, put implement that of the second embodiment in relation to a movement to a single mechanical oscillator, according to its needs.