CH700334B1 - Pièce d'horlogerie comportant un dispositif de mesure, notamment de la pression. - Google Patents

Abstract

La pièce d’horlogerie comprend un boîtier (11) et un dispositif de mesure notamment de la pression (25) présentant un capteur (26), un organe indicateur (28) de la pression ou de la profondeur et un dispositif de transmission mécanique (60). Celui-ci comprend un râteau (65) avec une première denture (70) en prise avec une seconde denture (69) d’un pignon escargot (68). Les deux dentures forment un engrenage conjugué (71) présentant des courbes conjuguées avec un rapport de transmission variable. Il est ainsi possible d’obtenir une plus grande précision d’affichage dans au moins une zone de profondeur donnée.

Description

  [0001]    La présente invention concerne une pièce d'horlogerie comportant un boîtier et un dispositif de mesure, notamment de la pression présentant un capteur destiné à mesurer la pression environnante et un organe indicateur destiné à indiquer cette pression, ou une grandeur dépendante de cette pression, un dispositif de transmission mécanique étant prévu pour relier le capteur à l'organe indicateur.

  

[0002]    On connaît des pièces d'horlogerie de ce type comportant des profondimètres qui comportent généralement des organes de transmission mécaniques transformant le déplacement d'un élément capteur de façon linéaire et régulière en mouvement de rotation d'une aiguille indicatrice permettant de lire la profondeur grâce à une graduation linéaire. L'angle parcouru de l'aiguille entre 0 et 10 mètres de profondeur et entre 40 et 50 mètres de profondeur sera donc identique.

  

[0003]    Pour certaines applications, telles que la plongée, il est cependant souhaitable de pouvoir disposer d'une précision de lecture plus grande pour des profondeurs faibles, par exemple entre 0 et 10 m. La lecture des profondeurs plus élevées, par exemple entre 30 et 100 m, pourra être moins détaillée.

  

[0004]    La présente invention a pour but de réaliser une pièce d'horlogerie avec un profondimètre entièrement mécanique qui permet de réaliser un tel affichage de la profondeur non linéaire sans recourir à des moyens électroniques.

  

[0005]    L'invention est caractérisée à cet effet par le fait que le dispositif de transmission mécanique comprend des engrenages avec au moins une première denture en prise avec une seconde denture, la première et la seconde dentures formant un engrenage conjugué présentant des courbes conjuguées avec un rapport de transmission variable.

  

[0006]    Grâce à ces caractéristiques, il est possible d'obtenir une plus grande précision d'affichage dans au moins une zone donnée de l'affichage grâce à des moyens mécaniques sans devoir passer par un module électronique de traitement et de transformation.

  

[0007]    Selon un mode d'exécution préféré, les courbes conjuguées de l'engrenage conjugué sont choisies de façon que l'on obtient une multiplication décroissante avec l'augmentation des pressions.

  

[0008]    Grâce à ces caractéristiques, l'affichage et la lecture des pressions ou profondeurs sont plus détaillés et précis à des profondeurs plus faibles (0 à 10 m) et deviennent moins détaillés à des profondeurs importantes (30 à 100 m).

  

[0009]    Avantageusement, le dispositif de transmission mécanique comprend un râteau monté tournant sur la pièce d'horlogerie et muni d'un secteur denté formant la première denture de l'engrenage conjugué, la seconde denture étant formée par un pignon escargot.

  

[0010]    On obtient ainsi une construction simple, d'un faible encombrement et permettant un fonctionnement précis et fiable.

  

[0011]    Selon des variantes intéressantes, la denture du pignon escargot possède une courbe logarithmique ou en forme de spirale d'Archimède.

  

[0012]    Grâce à ces caractéristiques, on obtient un rapport de transmission décroissant très favorable pour une lecture précise à des faibles profondeurs.

  

[0013]    De façon avantageuse, le pignon escargot est solidaire d'une aiguille de profondeur se déplaçant en regard d'une graduation non linéaire.

  

[0014]    Ces caractéristiques assurent un affichage des profondeurs très clair.

  

[0015]    Selon un mode d'exécution favorable, le râteau est muni d'un pignon de râteau engrenant avec un pignon intermédiaire d'un mobile intermédiaire comportant une roue intermédiaire en prise avec une crémaillère du capteur.

  

[0016]    On obtient, grâce à ces caractéristiques, un dispositif de transmission mécanique peu compliqué avec un nombre de composants réduit.

  

[0017]    Avantageusement, le capteur comprend un élément capteur formé par un soufflet monté dans un logement prévu dans un carter fixé à l'extérieur du boîtier, le soufflet présentant une compressibilité longitudinale et une rigidité radiale et étant d'un côté, hermétiquement fermé par un couvercle monté coulissant dans ledit logement et de l'autre côté, fixé de façon étanche au carter pour assurer l'étanchéité à l'intérieur du soufflet.

  

[0018]    Grâce à ces caractéristiques, on obtient un capteur d'une grande solidité et fiabilité, sans joint en contact avec des pièces coulissantes, donc sans effet de friction initiale élevée et sans effet de collage.

  

[0019]    De façon favorable, le capteur comprend une tige solidaire du couvercle et occupant un espace central étanche à l'intérieur du soufflet, une partie antérieure de cette tige étant munie de la crémaillère.

  

[0020]    Ces caractéristiques permettent une construction simple et sûre.

  

[0021]    D'autres avantages ressortent des caractéristiques exprimées dans les revendications dépendantes et de la description exposant ci-après l'invention plus en détail à l'aide de dessins qui représentent schématiquement et à titre d'exemple un mode d'exécution.
<tb>La fig. 1 <sep>est une vue en perspective de ce mode d'exécution sous forme d'une montre de plongée munie d'un profondimètre ou dispositif de mesure de profondeur.


  <tb>Les fig. 2, 3 et 4<sep>sont des vues de face, du côté à 9 h et du côté à 12 h.


  <tb>Les fig. 5 et 6 <sep>sont des vues de face du dispositif de mesure de pression ou de profondeur dans son état assemblé ou en éclaté.


  <tb>La fig. 7 <sep>est une vue de détail du dispositif de mesure de pression.


  <tb>Les fig. 8, 9, 10et 11<sep>illustrent le dispositif de transmission mécanique dans quatre positions différentes, à savoir à pression minimale, à 0m pression atmosphérique (1 bar), à pression maximale, à 100 m (10 bars).

  

[0022]    La pièce d'horlogerie illustrée aux fig.1à 4est constituée par une montre de plongée 10 comportant un boîtier 11 avec une carrure 12. Une aiguille des heures 14 et une aiguille des minutes 15 servent d'organes indicateurs de l'heure 16. Ces derniers sont complétés par une trotteuse des secondes 17 [gc1] permettant de visualiser en permanence le fonctionnement de la montre.

  

[0023]    Celle-ci est en outre munie d'un disque horaire 18 de 24 heures destiné à l'affichage de l'heure d'un second fuseau horaire. Une première couronne 21 sert de façon connue au remontage du barillet du mouvement de montre et à la mise à l'heure, tandis qu'une seconde couronne 20 est destinée au réglage de l'heure du second fuseau horaire.

  

[0024]    La montre de plongée 10 comprend un dispositif de mesure de la pression 25 servant ici de profondimètre. Celui-ci présente un capteur 26 destiné à mesurer la pression hydrostatique environnante qui correspond pour la montre de plongée à une mesure de la profondeur de plongée. Cette profondeur de plongée est affichée sur le cadran 27 grâce à un organe indicateur 28 de la profondeur, constituée par une aiguille de profondeur 29 se déplaçant en regard d'une graduation 30 qui n'est pas linéaire.

  

[0025]    En référence aux fig. 5et 6, le capteur 26 du profondimètre est agencé de façon latérale à l'extérieur du boîtier 11 monté sur la carrure 12.

  

[0026]    Il comprend un carter 33 fixé sur le côté extérieur du boîtier 11 et de la carrure 12 par collage et grâce à des vis 34. Un joint de forme 35 assure l'étanchéité entre la carrure 12 et ce carter 33.

  

[0027]    Celui-ci présente un logement sous forme d'un alésage cylindrique 36 de préférence agencé parallèlement au plan principal de la montre de façon sensiblement tangentielle à la carrure 12. Un fourreau de maintien 37 est logé dans cet alésage cylindrique et y est retenu par des vis 38.

  

[0028]    L'élément capteur de la pression hydrostatique proprement dit est constitué par un soufflet 40 fermé à sa partie frontale par un couvercle 41 monté librement coulissant sans joint dans le fourreau 37. Cet élément capteur ou soufflet 40 est logée dans ce fourreau 37 du carter 33 qui est fixé sur la carrure 11 à l'extérieur du boîtier 10. Le soufflet 40 a des côtes ou nervures circulaires 42 alternant en accordéon avec des rainures circulaires 43. De préférence, le soufflet 40 présente une forme généralement cylindrique dans laquelle les nervures ont toutes le même ou sensiblement le même diamètre, mais le soufflet peut avoir d'autres formes, comme par exemple une forme plutôt conique.

   Il est favorablement de constitution métallique et de préférence en nickel, mais selon des variantes le soufflet peut être fabriqué dans d'autres matériaux, comme le plastique. Il possède une grande rigidité radiale de façon qu'il ne soit pas déformé radialement, même sous des pressions élevées, par exemple 10 bars correspondant à une profondeur de plongée de 100 mètres et davantage.

  

[0029]    Ce soufflet 40 présente cependant une compressibilité prédéterminée suivant le sens longitudinale. Il est susceptible d'être soumis à une déformation longitudinale suivant une direction longitudinale sous l'effet de la pression extérieure. La mesure de la pression est alors une fonction de la grandeur de cette déformation longitudinale.

  

[0030]    Le couvercle 41 est fixé de façon hermétiquement étanche par soudage sur une des extrémités du soufflet 40, l'autre extrémité du soufflet 40 étant fixé de façon étanche sur le carter 33. Une tige centrale 44 est chassée sur le couvercle pour être solidaire de ce dernier et occupe un espace central étanche à l'intérieur du soufflet. Elle est munie à sa partie antérieure d'une crémaillère 45.

  

[0031]    Le capteur 26 comprend un ressort de rappel 50 qui entoure la tige centrale 44. Le ressort est en appui d'un côté sur une nervure 51 de la tige centrale 44 et de l'autre côté sur une pièce d'appui 52 solidaire du carter 33. Il est destiné à solliciter le soufflet 40, le couvercle 41 et la tige centrale 44 vers une position de repos, dans laquelle le soufflet 40 est détendu et étiré.

  

[0032]    La partie antérieure du soufflet 40 est munie d'une collerette 53 qui est pressée par le fourreau de maintien 37 fermement contre le fond 54 de l'alésage cylindrique 36 pour maintenir le soufflet 40 à l'intérieur de cet alésage 36. Un joint d'étanchéité sous forme d'un O-ring 55 est intercalé entre la collerette 53 et le fond 54 permettant d'assurer l'étanchéité à l'intérieur du soufflet 40 et du capteur 26.

  

[0033]    La surface extérieure du soufflet 40 et de son couvercle 41 sont en contact avec le milieu extérieur, soit l'eau, soit l'air, tandis que l'intérieur du soufflet forme un espace central étanche dans lequel est disposée la tige central 44. Il est possible de déplacer manuellement le couvercle 41 qui ressort d'une distance millimétrique d'une ouverture postérieure 39 de l'alésage 36 et du fourreau de maintien 37. On peut ainsi vérifier le fonctionnement du profondimètre 25 en déplaçant l'ensemble des éléments mobiles du profondimètre. Une fenêtre 56 est pratiquée dans le carter 33 et le fourreau 37 et permet de visualiser le soufflet 40 afin de contrôler son bon fonctionnement. Cette fenêtre peut être ouverte ou munie d'une glace.

  

[0034]    Le capteur 26 est relié par un dispositif de transmission mécanique 60 à l'organe indicateur de profondeur 28 formé par l'aiguille de profondeur 29. Ce dispositif de transmission 60 comprend un mobile intermédiaire 61 dont la roue intermédiaire 62 est en prise avec la crémaillère 45 et solidaire d'un pignon intermédiaire 63 s'engrenant avec un pignon de râteau 64. Ce dernier est solidaire d'un râteau 65 articulé sur la pièce d'horlogerie grâce à un pivot 66. Le râteau 65 est en prise avec un mobile 67 monté tournant au centre et portant l'aiguille de profondeur 29. Le mobile 67 est dans ce mode d'exécution constitué par un pignon escargot 68 dont la denture 69 forme avec la denture 70 du râteau 65 un engrenage conjugué 71 avec des profils ou courbes syntrépents ou conjugués du râteau et de l'escargot.

   Ces profils ou courbes du râteau 65 et du pignon escargot 68 pourront être logarithmiques, en forme de spirale d'Archimède ou de tout autre type. Les profils ou courbes des deux dentures 69,70 restent cependant constamment en contact et tangentes sans glissement l'un par rapport à l'autre. Le rapport de transmission est par définition 
 <EMI ID=2.1> 
où [omega] entrée est la vitesse angulaire de l'engrenage d'entrée 70 et [omega] sortie est la vitesse angulaire de l'engrenage de sortie 69.

  

[0035]    Ce rapport i est dans le mode d'exécution illustré aux fig. 5 et 6 variable en déroulant les deux engrenages de la position extrême inférieure illustrée à la fig. 8 jusqu'à la position extrême supérieure illustrée à la fig. 10.

  

[0036]    Ce rapport de transmission est un rapport de multiplication qui est dans l'exemple choisi au début vers 0 m de profondeur environ 11,2 et à la fin vers 100m environ 3,7. Selon des variantes, ce rapport de multiplication présente une valeur comprise d'une part entre 7 et 20, de préférence entre 8 et 14 pour les pressions les plus faibles mesurées par le capteur 26, et d'autre part, entre 2 et 7, de préférence entre 3 et 5, pour les pressions les plus élevées. De cette façon la graduation 30 non linéaire et la lecture de la profondeur sont pour les profondeurs faibles très précises et pour les grandes profondeurs jusqu'à 100m moins détaillées.

   Le râteau effectue entre les positions extrêmes des fig. 8 et 10un déplacement angulaire total de 58[deg.], tandis que le déplacement angulaire correspondant du pignon escargot entre ces positions extrêmes est de 315[deg.]. Selon des variantes, le déplacement angulaire maximal du râteau 65 est compris entre 40[deg.] et 80[deg.], de préférence entre 55[deg.] et 65[deg.], correspondant à un déplacement angulaire maximal du pignon escargot 68 compris entre 240[deg.] et 360[deg.], de préférence entre 290[deg.] et 330[deg.].

  

[0037]    Pour que les dentures 69 et 70 forment un engrenage conjugué, il est nécessaire que la somme du rayon 72 du râteau 65 et du rayon 73 du pignon escargot 68 soit constante pour toute position angulaire du développement entier de ces deux éléments tournants, voir fig. 7.

  

[0038]    En outre, il est nécessaire que la longueur développée de la denture 70 du râteau 65 soit identique à la longueur développée de la denture 69 du pignon escargot 68.

  

[0039]    Les modules des dentures 69 et 70 sont avantageusement identiques, mais cette caractéristique est facultative.

  

[0040]    Le râteau 65 est soumis à l'effet d'un ressort de rappel 74 permettant de rattraper un éventuel jeu d'engrenage.

  

[0041]    La fig. 8 montre la position extrême inférieure du râteau 65 et du pignon escargot 68. Le râteau possède une surface de butée 75 qui est dans cette position en contact avec une surface opposée 76 du pignon escargot 68. Le râteau et l'escargot sont ainsi verrouillés mutuellement de façon à interdire toute rotation antihoraire supplémentaire du râteau.

  

[0042]    La fig. 9 illustre la position à 0 m de profondeur, dans laquelle les surfaces 75 et 76 sont légèrement séparées.

  

[0043]    A la fig. 10, le râteau 65 a effectué une rotation maximale dans le sens horaire et sa pointe 76 vient buter contre un cercle d'emboîtage 77 du boîtier pour déterminer la position extrême supérieure.

  

[0044]    Finalement la fig. 11représente la position du râteau 65 et du pignon escargot 68 à une profondeur de 100m. La pointe 76 est légèrement séparée du cercle d'emboîtage 77.

  

[0045]    Il est bien entendu que les modes de réalisation décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif et qu'ils peuvent recevoir toutes modifications désirables à l'intérieur du cadre tel que défini par la revendication 1. En particulier, le capteur pourra présenter une construction différente, par exemple un piston avec une tige coulissant dans un cylindre étanche.

  

[0046]    La forme générale de la pièce d'horlogerie pourra être très différente, carrée, rectangulaire, etc. Le dispositif de mesure de la pression pourrait mesurer la pression atmosphérique et servir d'altimètre ou de baromètre. L'organe indicateur 28 pourrait être réalisé différemment par exemple sous forme d'un disque ou anneau tournant. L'organe indicateur 28 pourrait également être lié au pignon 68 par des mobiles intermédiaires. Le dispositif de transmission mécanique pourrait présenter une autre construction, par exemple un train d'engrenage à rapport de transmission variable de toute nature. Ainsi, le rapport de transmission pourrait correspondre à une démultiplication croissante ou à une réduction décroissante ou croissante. Il pourrait également être constant dans au moins une zone et variable dans une ou plusieurs autres zones.

   Le ressort de rappel 50 pourrait être supprimé, l'élasticité propre du soufflet étant suffisante pour servir d'élément de rappel dans le cas de mesures atmosphériques.

  

[0047]    Le logement 36 du capteur pourrait être agencé différemment. Il pourrait par exemple épouser la forme extérieure de la carrure de la montre. La fixation du soufflet dans le carter pourrait être réalisée de façon différente sans fourreau de maintien, par exemple grâce à un anneau de serrage. Le soufflet pourrait avoir une autre constitution non métallique, par exemple en polymère.

Claims (12)

1. Pièce d'horlogerie comportant un boîtier (11) et un dispositif de mesure notamment de la pression (25) présentant un capteur (26) destiné à mesurer la pression environnante et un organe indicateur (28) destiné à indiquer cette pression, ou une grandeur dépendante de cette pression, un dispositif de transmission mécanique (60) étant prévu pour relier le capteur (26) à l'organe indicateur (28), caractérisée par le fait que le dispositif de transmission mécanique (60) comprend des engrenages avec au moins une première denture (70) en prise avec une seconde denture (69), la première et la seconde denture (69, 70) formant en engrenage conjugué (71) présentant des courbes conjuguées avec un rapport de transmission variable.

2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les courbes conjuguées de l'engrenage conjugué (71) sont choisies de façon que l'on obtienne une multiplication décroissante avec l'augmentation des pressions.

3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le dispositif de transmission mécanique (60) comprend un râteau (65) monté tournant sur la pièce d'horlogerie et muni d'un secteur denté formant la première denture (70) de l'engrenage conjugué (71), la seconde denture (69) étant formée par un pignon escargot (68).

4. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que la denture (69) du pignon escargot (68) possède une courbe logarithmique ou en forme de spirale d'Archimède.

5. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que ledit rapport de transmission de l'engrenage conjugué (71) est un rapport de multiplication dont la valeur est comprise d'une part entre 7 et 20, de préférence entre 8 et 14 pour les pressions les plus faibles mesurées par le capteur (26), et d'autre part, entre 2 et 7, de préférence entre 3 et 5 pour les pressions les plus élevées mesurées par le capteur.

6. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le râteau (65) effectue entre ses positions extrêmes un déplacement angulaire maximal compris entre 40[deg.] et 80[deg.], de préférence entre 55[deg.] et 65[deg.], correspondant à un déplacement angulaire du pignon escargot (68) compris entre 240[deg.] à 360[deg.], de préférence entre 290[deg.] et 330[deg.].

7. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le pignon escargot (68) est solidaire d'une aguille de profondeur (29) se déplaçant en regard d'une graduation (30) non linéaire.

8. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que l'organe indicateur (28) comprend un disque ou anneau tournant.

9. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le pignon escargot (68) est relié par au moins un engrenage intermédiaire à l'organe indicateur (28).

10. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée par le fait que le râteau (65) est muni d'un pignon de râteau (64) engrenant avec un pignon intermédiaire (63) d'un mobile intermédiaire (61) comportant une roue intermédiaire (62) en prise avec une crémaillère (45) du capteur (26).

11. Pièce d'horlogerie selon la revendication 10, caractérisée par le fait que le capteur (26) comprend un élément capteur formé par un soufflet (40) monté dans un logement (36) prévu dans un carter (33) fixé à l'extérieur du boîtier (11), le soufflet présentant une compressibilité longitudinale et une rigidité radiale et étant, d'un côté hermétiquement fermé par un couvercle (41) monté coulissant dans ledit logement (36), et de l'autre côté fixé de façon étanche au carter (33) pour assurer l'étanchéité à l'intérieur du soufflet (40).

12. Pièce d'horlogerie selon la revendication 11, caractérisée par le fait que le capteur (26) comprend une tige (44) solidaire du couvercle (41) et occupant un espace central étanche à l'intérieur du soufflet (40), une partie antérieure de cette tige (44) étant munie de la crémaillère (45).