CH708661A1

CH708661A1 - Système profilaire à géométrie alternée pour pièce d'horlogerie.

Info

Publication number: CH708661A1
Application number: CH01707/13A
Authority: CH
Inventors: Elmar Mock; Christophe Léchot
Original assignee: Cartier Création Studio Sa
Priority date: 2013-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2015-04-15
Also published as: EP3052991A1; WO2015058922A1; EP3052991B1

Abstract

La présente invention concerne un système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique, comportant une pluralité d’arcs de cercles de glissement (5) et d’arcs de cercle de frottement (6) disposés en alternance, dans lequel les arcs de glissement et de frottement (5, 6) correspondent sensiblement à un arrangement géométrique constitué d’un élément profilaire de construction (7) servant de repère géométrique pour déterminer les positions et dimensions d’arcs de glissement (5) et d’arcs de frottement (6). L’invention concerne également un barillet destiné à équiper une pièce d’horlogerie à remontage automatique et dont le tambour comporte un tel système profilaire.

Description

Description Domaine technique

[0001 ] La présente invention concerne un système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique. Elle concerne également un barillet destiné à équiper une pièce d’horlogerie à remontage automatique et dont le tambour comporte un tel système profilaire, ainsi qu’une pièce d’horlogerie équipée d’un tel barillet.

Etat de la technique

[0002] Des barillets pour pièces d’horlogerie à remontage automatique comportent classiquement un tambour dans lequel est logé un ressort moteur enroulé en spirale autour d’un arbre de barillet. Pour éviter toute surtension du ressort moteur, pouvant le faire céder ou endommager le rouage du dispositif de remontage automatique, le ressort moteur n’est pas fixé à la paroi latérale du tambour, mais accouplé à friction, par l’intermédiaire de sa dernière spire, à l’aide d’une lame élastique appelée bride glissante. L’accouplement à friction entre le ressort moteur et la paroi latérale du tambour doit être calculé pour qu’au-delà d’un couple moteur maximum déterminé, la dernière spire glisse le long de ladite paroi et diminue ainsi la tension du ressort moteur. L’état de surface de la paroi latérale intérieure du tambour ainsi que sa lubrification sont des facteurs influençant fortement le fonctionnement de cet accouplement à friction. Un autre facteur déterminant concerne la géométrie de la paroi latérale intérieure.

[0003] Selon l’état de la technique, la paroi latérale intérieure du tambour comporte souvent des surfaces de frottement, alternant avec des découpes en forme d’encoches dans lesquelles l’extrémité du ressort moteur vient buter. La combinaison des effets de frottement et de butée de la dernière spire sur la paroi latérale, permet d’atteindre des couples moteurs maximums élevés, et donc une réserve de marche importante.

[0004] Toutefois, une difficulté liée à la présence d’encoches dans la paroi latérale intérieure du tambour, est celle de l’usure. Le problème de l’usure est particulièrement gênant car il s’auto-amplifie et peut conduire à des dégâts importants, des dysfonctionnements ou même la rupture d’une pièce. Lorsque le frottement de la dernière spire du ressort moteur arrache des fines particules à la paroi, celles-ci rendent le frottement encore plus abrasif, ce qui produit encore plus de particules et accélère le phénomène d’usure. A la longue, l’accouplement à friction entre le ressort moteur et la paroi latérale du barillet peut être sérieusement affecté.

[0005] Il est connu que la présence d’encoches dans la paroi latérale intérieure du tambour participe au phénomène d’usure du barillet. En effet, les encoches forment des angles vifs saillants situés en limite amont et aval des surfaces de frottement par rapport au sens de glissement de la dernière spire, c’est-à-dire en sortie et en entrée, respectivement, d’encoche. Sur ces angles vifs saillants, les pressions du ressort moteur sont très élevées. Ils peuvent alors s’émousser rapidement.

[0006] Ces systèmes connus présentent le défaut que l’extrémité du ressort moteur soumet une des arêtes des encoches à une forte usure, de sorte que la durée de vie des barillets est courte. La situation est encore pire lorsque l’extrémité du ressort moteur présente des bavures, ce que l’on ne peut jamais éviter absolument, car l’usure est encore plus forte. C’est pourquoi il importe que les encoches soient très peu profondes. Par exemple, le document CH 703 618 décrit un barillet pour pièce d’horlogerie à remontage automatique comprenant un tambour d’axe AA muni d’une paroi latérale intérieure comportant des surfaces de frottement alternant avec des structures de blocage formant des angles saillants ou rentrants en limite des surfaces de frottement, et un ressort moteur formant un enroulement comportant une spire extérieure, laquelle est accouplée à friction avec ladite paroi latérale intérieure et libre de glisser contre la paroi latérale intérieure en cas de surtension du ressort moteur. Les surfaces de frottement sont limitées, en aval par rapport au sens de glissement de ladite spire extérieure, par un angle saillant arrondi ou un angle rentrant.

Bref résumé de l’invention

[0007] Un but de la présente invention est de proposer un barillet exempt des limitations des barillets connus.

[0008] Un autre but de la présente invention est de proposer un système ou dispositif permettant de réduire l’usure des ressorts de barillet.

[0009] Un autre but de la présente invention est de proposer un système ou dispositif permettant de réduire l’usure d’un mobile pour pièce d’horlogerie sujet à un frottement fréquent et/ou important.

[0010] Selon l’invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d’un système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique, comportant une pluralité d’arcs de cercles de glissement et d’arc de cercle de frottement disposés en alternance, dans lequel les arcs de glissement et de frottement correspondent sensiblement à un arrangement géométrique constitué d’un élément profilaire de construction servant de repère géométrique pour déterminer les positions et dimensions d’arcs de glissement et d’arcs de frottement, les arcs de glissement étant répartis angulairement le long de l’élément profilaire, centrés sur cet élément profilaire et ayant un rayon inférieur au rayon d’un cercle circonscrit à l’élément profilaire; les arcs de frottement sont répartis angulairement le long de l’élément profilaire, chacun des arcs de frottement s’étendant entre des points tangents à chacun des arcs de glissement adjacents à l’arc de frottement; chacun des arcs

2 de frottement étant centré par rapport à une position sur l’élément profilaire diamétralement opposée au centre de l’arc de frottement, le rayon de l’arc de frottement correspondant à la distance entre ladite position et un des points tangents.

[0011 ] Un tel système offre de multiples possibilités pour générer des configurations ne comportant pas d’arrêtés vives ou autres types de portion susceptibles de générer une usure importante et/ou rapide d’un élément mobile coopérant avec la paroi générée grâce au système. En fonction des caractérisitques du ressort, des matériaux utilisés et des dimensions des différents éléments architecturaux, une pluralité de géométries peuvent être établies de façon à bien correspondre à chaque cas spécifique.

[0012] L’élément profilaire de construction est de préférence un cercle. En variantes, on peut aussi utiliser d’autres formes parmi les formes géométriques suivantes: oval, triangle, hexagone, pentagone, octogone, etc. On peut aussi utiliser un élément profilaire de construction avec profil irrégulier.

[0013] Dans un mode de réalisdation avantageux, le système profilaire comprend six arcs de glissement et de six arcs de frottement disposés en alternance, formant un agencement hexalobulaire.

[0014] Dans une variante, le système profilaire comprend neuf arcs de cercles de glissement et de neuf arcs de cercles de frottement disposée en alternance, formant un agencement ennéalobulaire.

[0015] Dans une autre variante de réalisation, la pluralité d’arcs de glissement et d’arc de frottement disposés en alternance forme un profil fermé contre lequel une portion d’un mobile de pièce d’horlogerie est susceptible de se déplacer.

[0016] Dans une variante avantageuse, le mobile est un arbre de chaussée avec frein. Dans une autre variante, le mobile est un cœur pour fonction de rattrappage chrono.

[0017] Dans une autre variante de réalisation, la pièce d’horlogerie est une montre à remontage automatique, le profil fermé correspond à une paroi latérale interne d’un tambour d’un barillet, et le mobile est un ressort de barillet.

[0018] De manière avantageuse, le ressort de barillet est pourvu d’une spire externe coopérant par friction avec ladite paroi latérale interne du tambour et est libre de glisser contre les arcs de frottement de ladite paroi dans le cas où la tension du ressort excède une valeur de seuil de glissement donnée, et est libre de glisser contre les arcs de glissement de ladite paroi même lorsque la tension du ressort est inférieure à ladite valeur de seuil de glissement donnée.

[0019] L’invention prévoit également une pièce d’horlogerie comportant un système profilaire tel que préalablement décrit.

Brève description des figures

[0020] Des exemples de mise en œuvre de l’invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles: la fig. 1 A est une représentation schématique d’un exemple de système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec trois lobes; la fig. 1 B est une représentation schématique de l’exemple de système profilaire de la fig. 1A, montrant également la paroi latérale obtenue; la fig. 1 C est une représentation schématique d’un exemple de système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec six lobes; la fig. 1 D est une représentation schématique d’un exemple de système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec neuf lobes; les fig. 2A et 2B sont des représentations schématiques d’exemples de systèmes profilaires à géométrie alternée la fig. 3 les fig. 4 et 5 est une représentation schématique d’un exemple de système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec trois lobes; est une représentation schématique de l’exemple de système profilaire de la fig. 1A, montrant également la paroi latérale obtenue; est une représentation schématique d’un exemple de système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec six lobes; est une représentation schématique d’un exemple de système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec neuf lobes; sont des représentations schématiques d’exemples de systèmes profilaires à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec trois lobes dont les dimensions de l’arc de glissement varient de façon importante; est une représentation schématique d’un exemple de barillet pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention; sont des représentations schématiques d’exemples de systèmes profilaires à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique selon l’invention avec des formes diverses d’élément profilaire virtuel.

Exemple(s) de mode de réalisation

[0021 ] La fig. 1 A illustre les éléments géométriques permettant de construire un système géométrique profilaire 1 pour pièce d’horlogerie selon l’invention. À des fins d’explications, l’exemple de cette figure comporte uniquement trois lobes ou zones de frottement 6, afin de privilégier la lisibilité de la figure et des différents éléments illustrés.

3 [0022] Un élément profilaire virtuel de construction 7 sert de base pour déterminer les positions et dimensions respectives des autres éléments constitutifs de l’ensemble géométrique. Dans l’exemple de la Fig. 1 A, l’élément profilaire de construction 7 est un cercle et se confond avec un cercle circonscrit 12 à l’élément profilaire 7, de centre Ce et de rayon Rcons.

[0023] Les trois zones ou arcs de cercles de frottement 6 sont positionnées en divisant le cercle de construction 7 en autant de portions angulaires, de même dimension, soit 120 degrés pour trois zones dans l’exemple de la fig. 1 A, mais plus généralement de dimension arbitraire.

[0024] La figure montre les trois points A, B, C du cercle de construction 7 qui servent de centre pour trois cercles de glissement A, B, C desquels les zones ou arcs de glissement sont issus. Les trois cercles, de rayon Rgli, sont illustrés en traits pointillés sur la figure. Dans cet exemple comportant trois lobes, les trois centres des cercles de glissement servent également de centres pour les cercles de frottement. Les arcs de glissement 5 sont répartis angulairement le long de l’élément profilaire 7, centrés sur cet élément profilaire 7 et ont un rayon Rgli inférieur au rayon d’un cercle circonscrit 12 à l’élément profilaire 7.

[0025] Le centre A du cercle de glissement A sert de centre pour l’arc A’ situé à l’opposée par rapport au centre de l’élément profilaire de construction 7, ici le centre Ce du cercle circonscrit 12 à l’élément profilaire 7. Le centre B du cercle de glissement B sert de centre pour l’arc B’ situé à l’opposée par rapport au centre Ce du cercle de construction. Enfin, le centre C du cercle de glissement C sert de centre pour l’arc C situé à l’opposée par rapport au centre Ce du cercle de construction. Le rayon Rfro correspond au rayon des cercles desquels les arcs de frottement 6 sont issus. De façon plus générale, chacun des arcs de frottement 6 est centré par rapport à une position sur l’élément profilaire 7 qui est diamétralement opposée à l’arc de frottement 6 par rapport au centre Ce du cercle circonscrit 12 à l’élément profilaire 7. Le rayon Rfro de l’arc de frottement 6 correspond à la distance entre ladite position et un des points tangents 8.

[0026] L’arc A<'>s’étend angulairement entre les deux points T où cet arc forme une tangente avec les cercles de glissement situés de chaque côté de l’arc. Le même principe s’applique aux arcs B’ et C. Les arcs de frottement 6 s’étendent angulairement entre les deux points T où les arcs de glissement adjacents forment une tangente avec le cercle de frottement de l’arc concerné.

[0027] La fig. 1 B illustre la paroi latérale interne 3 résultant du système profilaire de la fig. 1 A. Les arcs de glissement 5 et les arcs de frottement 6 résultants sont également illustrés. Le cercle virtuel de construction 7 et les trois cercles de glissement sont illustrés uniquement dans le but de montrer le lien entre ces éléments et la paroi latérale 3 ainsi obtenue.

[0028] La fig. 1 D montre un exemple de réalisation d’un système profilaire ennéalobulaire construit avec des règles telles que préalablement décrit.

[0029] La fig. 1 C montre un exemple de réalisation d’un système profilaire hexalobulaire construit avec des règles telles que préalablement décrit. Toutefois, dans cet exemple, étant donné que le nombre de lobes ou zones ou arcs de glissement est pair, le centre A du cercle de frottement A servant de centre pour l’arc A’ situé à l’opposée par rapport au centre Ce du cercle de construction est localisé entre les deux cercles de glissementopposés à l’arc A’. Le centre B du cercle de frottement B servant de centre pour l’arc B’ situé à l’opposée par rapport au centre Ce du cercle de construction 7 est localisé entre les deux cercles de glissement opposés à l’arc B’, et ainsi de suite pour tous les arcs du système profilaire.

[0030] Les fig. 2A et 2B montrent des variantes de réalisation trilobulaires construites à partir d’un cercle virtuel de construction 7 de même diamètre que dans l’exemple de la fig. 1 A, mais dans lesquels le rayon de l’arc de glissement Rgli est respectivement plus petit dans l’exemple de la fig. 2A et plus grand dans l’exemple de la fig. 2B que dans celui de la fig. 1 A. En comparant ces deux figures, on observe que les parois latérales internes 3 résultantes ont des profils bien distincts, tant en terme de dimensions qu’en terme de formes. Par exemple, dû au rayon Rgli plus petit dans l’exemple de la fig. 2A, la paroi latérale internes 3 de la fig. 2A est sensiblement plus «pointue» que dans le cas de la fig. 2B.

[0031 ] La pluralité d’arcs de glissement 5 et d’arc de frottement 6 disposés en alternance et générée par le système profilaire forme un profil fermé d’un mobile de pièce d’horlogerie.

[0032] Selon un mode de réalisation, la fig. 3 montre un barillet 1 1 d’une montre automatique selon un mode de réalisation. Le tambour 4 du barillet 1 1 comprend le profil fermé qui correspond à la paroi latérale interne 3 du tambour 4. Un ressort moteur 10 fixé à un arbre de barillet 9 comporte une spire externe 2 dont l’extrémité coopère en glissement et frottement avec la paroi latérale interne 3 du tambour 4. Lorsque le ressort 1 est armé dans le barillet 1 1 , mais en-deçà d’une valeur de seuil de glissement donnée, le ressort 1 1 ne peut tourner par rapport au tambour 4 à cause du frottement de la spire externe 2 le long de l’arc de frottement 6. Au-delà de la valeur de seuil de glissement donnée, la force de frottement de la spire externe 2 le long de l’arc de frottement 6 ne peut plus empêcher le ressort 1 de tourner dans le barillet 1 1. De la sorte, le ressort moteur 1 peut, lors d’un remontage allant au-delà de la valeur de seuil de glissement donnée, vaincre la force de frottement résultant du frottement de l’extrémité spire externe 2 le long de l’arc de frottement 6, et glisser le long de l’arc de glissement 5 suivant, autant de fois que nécessaire, du fait de l’alternance entre les deux types d’arcs.

[0033] Les points de glissement maximum du ressort 1 contre la paroi latérale interne 3 correspondent au point tangent d’un cercle circonscrit (non représenté), c’est-à-dire le plus petit cercle permettant d’emboîter la paroi latérale interne 3, à la position angulaire du rayon Rgli du système profilaire. Les points de glissement minimum correspondent au point

4 tangent d’un cercle inscrit (non représenté), c’est-à-dire le plus grand cercle susceptible d’être logé à l’intérieur de la paroi latérale interne 3, à la position angulaire du rayon Rfro du système profilaire.

[0034] L’absence d’arêtes vives résultant du système profilaire selon l’invention permet de réduire l’usure des composants sujets aux efforts de frottement.

[0035] La fig. 4 montre un autre exemple de réalisation d’un système profilaire hexalobolar construit avec les règles préalablement énoncées. Toutefois, dans cet exemple, l’élément profilaire virtuel de construction 7 est lui-même de forme hexalobolar. Le cercle circonscrit 12 à l’élément profilaire est également représenté. On observe l’influence de la géométrie de l’élément profilaire de construction en comparant l’aspect général de la paroi latérale interne 3 des fig. 1 B et 4. La forme hexalobolar de l’élément profilaire virtuel de construction de la fig. 4 influence le résultat final dont la forme triangulaire est plus prononcée, contribuant à accroître l’écart entre les caractéristiques de glissement et de frottement des arcs respectifs 5 et 6.

[0036] Encore dans un mode de réalisation non représenté, le mobile est un coeur pour fonction de rattrapage de chronomètre.

[0037] Encore dans un mode de réalisation non représenté, le mobile est un arbre de chaussée avec frein.

[0038] La fig. 5 montre un autre exemple de réalisation d’un système profilaire construit avec les règles préalablement énoncées. Toutefois, dans cet exemple, l’élément profilaire virtuel de construction 7 est carré.

[0039] Les divers exemples illustrés montrent les multiples degrés de liberté offerts aux concepteurs pour générer un système profilaire qui soit en adéquation avec les besoins fonctionnels et les caractéristiques des composants mis en oeuvre. Par exemple, le dimensionnement d’un système profilaire selon l’invention est effectué en prenant en compte les efforts internes des éléments interagissant les uns avec les autres, la résistance de ces éléments, les propriétés du ressort moteur, etc., afin d’obtenir un mode de fonctionnement optimal et bien adapté.

Numéros de référence employés sur les figures [0040]

1 système profilaire à géométrie alternée

2 spire externe du ressort

3 paroi latérale interne

4 tambour

5 arc de cercle de glissement

6 arc de cercle de frottement

7 élément profilaire de construction

8 point tangent T à un arc de glissement

9 arbre de barillet

10 ressort moteur

1 1 barillet

12 cercle circonscrit à l’élément profilaire A centre du cercle de glissement A

A<'>arc opposé au centre A par rapport au centre du cercle de construction B centre du cercle de glissement B

B<'>arc opposé au centre B par rapport au centre du cercle de construction C centre du cercle de glissement C

C<'>arc opposé au centre C par rapport au centre du cercle de construction Ce centre du cercle circonscrit à l’élément profilaire

Rcons rayon du cercle circonscrit à l’élément profilaire

5

Claims

Rgli rayon de l’arc de cercle de glissement Rfro rayon de l’arc de cercle de frottement Revendications 1. Système profilaire à géométrie alternée pour pièce d’horlogerie mécanique, comportant une pluralité d’arcs de cercles de glissement (5) et d’arcs de cercle de frottement (6) disposés en alternance, dans lequel les arcs de glissement et de frottement (5, 6) correspondent sensiblement à un arrangement géométrique constitué d’un élément profilaire de construction (7) servant de repère géométrique pour déterminer les positions et dimensions d’arcs de glissement (5) et d’arcs de frottement (6), les arcs de glissement (5) étant répartis angulairement le long de l’élément profilaire (7), centrés sur cet élément profilaire (7) et ayant un rayon (Rgli) inférieur au rayon d’un cercle circonscrit (12) à l’élément profilaire (7); les arcs de frottement (6) étant répartis angulairement le long de l’élément profilaire (7), chacun des arcs de frottement (6) s’étendant entre des points tangents (8) à chacun des arcs de glissement (5) adjacents à l’arc de frottement (6); chacun des arcs de frottement (6) étant centré par rapport à une position sur l’élément profilaire (7) diamétralement opposée au centre de l’arc de frottement (6), le rayon (Rfro) de l’arc de frottement (6) correspondant à la distance entre ladite position et un des points tangents (8).
2. Système profilaire selon la revendication 1 , dans lequel l’élément profilaire (7) est sélectionné parmi les formes géométriques suivantes: cercle, oval, triangle, hexagone, pentagone, octogone.
3. Système profilaire selon la revendication 1 , dans lequel l’élément profilaire de construction comporte un profil irrégulier.
4. Système profilaire selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant six arcs de glissement (5) et six arcs de frottement (6) disposés en alternance formant un agencement hexalobulaire.
5. Système profilaire selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant neuf arcs de glissement (5) et neuf arcs de frottement (6) disposés en alternance, formant un agencement ennéalobulaire.
6. Système profilaire selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la pluralité d’arcs de glissement (5) et d’arc de frottement (6) disposés en alternance forme un profil fermé d’un mobile de pièce d’horlogerie.
7. Système profilaire selon la revendication 6, dans lequel le mobile est un arbre de chaussée avec frein.
8. Système profilaire selon la revendication 6, dans lequel le mobile est un cœur pour fonction de rattrappage chrono.
9. Système profilaire selon la revendication 6, dans lequel la pièce d’horlogerie est une montre à remontage automatique, le mobile un barillet, le profil fermé correspondant à une paroi latérale interne (3) d’un tambour (4) du barillet.
10. Système profilaire selon la revendication 9, dans lequel le barillet comprend un ressort de barillet (1 ) pourvu d’une spire externe (2) coopérant par friction avec ladite paroi latérale interne (3) du tambour (4) et libre de glisser contre les arcs de frottement (6) de ladite paroi (3) dans le cas où la tension du ressort excède une valeur de seuil de glissement donnée, et libre de glisser contre les arcs de glissement (5) de ladite paroi (3) lorsque la tension du ressort est inférieure à ladite valeur de seuil de glissement donnée.
1 1. Pièce d’horlogerie comportant un système profilaire selon l’une des revendications 1 à 10. 6