CH709068A2 - Dispositif à force constante. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un dispositif à force constante comprenant: – un pignon d’entrée (10) monté rigidement sur un arbre (12) et destiné à être relié cinématiquement à une source d’énergie, – un porte-satellite (14) solidaire du pignon d’entrée (10), – un satellite (16) pivoté sur le porte-satellite (14) et agencé pour coopérer avec une roue fixe (24) concentrique à l’arbre (12) et comprenant une denture extérieure, – une structure d’arrêt solidaire d’une roue de sortie (26) montée libre en rotation sur l’arbre (12) et comprenant un organe élastique (28) fixé entre la roue de sortie (26) et le porte-satellite, et un doigt d’arrêt fixe en référence à la roue de sortie (26) et agencé pour bloquer périodiquement le satellite (16), de sorte que la roue de sortie (26) soit soumise à un couple essentiellement transmis par l’organe élastique (28).

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un dispositif de force constante. On désigne communément sous ce terme des dispositifs qui permettent de s’affranchir des variations de couple d’un ressort moteur, en fonction de son niveau d’armage. En effet, les courbes caractéristiques des ressorts moteurs montrent que le couple fourni, en fonction du niveau d’armage du ressort, est stable sur une certaine plage, mais qu’il fluctue considérablement pour des plages d’armage maximal et minimal. Ces variations de couple perturbent évidemment la régularité de la marche du régulateur. Les dispositifs de force constante prévoient d’intercaler un ressort auxiliaire dans la chaine cinématique reliant l’organe moteur au régulateur. Ce ressort auxiliaire est armé par le ressort moteur et fournit périodiquement de l’énergie en direction du régulateur. L’armage du ressort auxiliaire est sensiblement constant, ce qui permet que l’énergie reçue par le régulateur ne dépend pas des variations d’armage du ressort moteur.

Etat de la technique

[0002] On connaît différents systèmes de force constante qui, en général, sont connus pour consommer beaucoup d’énergie. Ainsi, l’avantage qu’ils apportent au niveau de l’isochronisme, est contrebalancé pour un inconvénient au niveau de la réserve de marche.

[0003] Par exemple, le document CH 296 060 propose un dispositif de transmission dit à force constante, comprenant un mobile menant et un mobile mené qui sont coaxiaux. Le mobile menant actionne le mobile mené par l’intermédiaire d’un ressort auxiliaire qui se tend par intermittences. Le mobile menant porte un pignon satellite engrenant avec une denture planétaire fixe. Ce mécanisme est caractérisé par le fait que le pignon satellite porte une roue en étoile coopérant avec une cheville portée par le mobile mené, la pression des dents de la roue en étoile sur ladite cheville s’exerçant sensiblement radialement par rapport à l’axe du mécanisme, permettant à la cheville de bloquer la rotation de la roue en étoile. Périodiquement, au gré de l’avance de la roue menée sous l’action du ressort auxiliaire, la cheville libère la roue en étoile, ce qui permet à la roue menante d’avancer, en réarmant le ressort auxiliaire.

[0004] Un tel système présente plusieurs inconvénients. L’utilisation d’une roue en étoile, en prise par le pignon qu’elle porte, avec la denture planétaire, induit des chocs relativement importants, qui interviennent en outre avec un bras de levier important par rapport à l’axe du dispositif et qui ont donc une incidence sensible sur l’échappement. Le rapport d’engrènement entre le pignon de la roue étoile et la denture planétaire induit une rotation relativement important de la roue étoile, pour un pas angulaire donné du porte-satellite, avec pour conséquence une inertie pénalisante.

Divulguation de l’invention

[0005] De façon plus précise, l’invention concerne un dispositif de force constante comprenant:

[0006] Grâce au fait que le satellite est en prise avec une roue fixe à denture extérieure et non pas avec un anneau, comme dans l’art antérieur identifié, le rapport d’engrènement entre le satellite et la roue fixe peut être optimisé, avec une rotation du satellite réduite pour un pas angulaire donné, et une moindre inertie dans le système. De plus, le satellite étant doté d’une étoile de blocage, celle-ci peut comporter un plus grand nombre de dents que dans les dispositifs de l’art antérieur, ce qui permet de réduire les chocs et les pertes d’énergie subis.

[0007] Le fait que les différents éléments du dispositif sont montés, rigidement ou en rotation, sur l’arbre, permet de faciliter leur centrage et offre donc une meilleure concentricité à la construction. La construction proposée permet également de faciliter la fabrication et l’assemblage des différents éléments.

Brève description des dessins

[0008] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel la fig. 1 et la fig. 2 sont respectivement des vues de dessus et en coupe d’un dispositif de force constante selon l’invention.

Mode de réalisation de l’invention

[0009] On a représenté sur les figures un dispositif de force constante selon l’invention. Il est destiné à prendre place dans un mouvement horloger non représenté, entre une source d’énergie, typiquement formée par un ou plusieurs barillets, et un organe régulateur. En général, le dispositif de force constante est situé, par rapport au sens de transmission de l’énergie, juste en amont de l’échappement.

[0010] Le dispositif de force constante selon l’invention comprend un pignon d’entrée 10 destiné à être relié cinématiquement à une source d’énergie, via le rouage de finissage 11 du mouvement. Le pignon d’entrée 10 est monté solidaire d’un arbre 12, sur lequel est également monté rigidement un porte-satellite 14.

[0011] Sur ce porte-satellite 14 est pivoté un satellite 16 formé d’une étoile de blocage 16a et d’un pignon 16b solidaire et coaxial avec l’étoile de blocage 16a. Le satellite 16 est avantageusement pivoté entre un premier palier 18 monté dans le porte-satellite 14 et un deuxième palier 20 monté dans un pont 22 fixé au porte-satellite 14.

[0012] Le pignon 16b est en prise avec une roue fixe 24 concentrique à l’arbre 12 et comprenant une denture extérieure. Avantageusement, la roue fixe 24 est montée dans un pont non représenté. Elle est associée à un premier canon 24a et est centrée sur l’arbre 12 au moyen d’au moins une pierre chassée à l’intérieur du premier canon 24a, et participe ainsi à la précision du guidage de l’arbre 12.

[0013] Le dispositif de force constante comprend encore une roue de sortie 26 montée libre en rotation sur l’arbre 12. Elle peut engrener directement ou indirectement avec un mobile d’échappement 27, voire constituer directement la roue d’échappement. La roue de sortie 26 est associée à un deuxième canon 26a et est centrée sur l’arbre 12 au moyen d’au moins une pierre, voire deux pour un meilleur guidage, chassée(s) à l’intérieur du deuxième canon 26a. La roue de sortie 26 est avantageusement située entre le pignon d’entrée 10 et le porte-satellite 14, ce qui dégage la visibilité sur le dispositif et lui confère un aspect esthétique particulièrement intéressant.

[0014] Une structure d’arrêt est interposée entre le porte-satellite 14 et la roue de sortie 26. Elle comprend: – un organe élastique 28 fixé entre la roue de sortie 26 et le porte-satellite 14, et – un doigt d’arrêt fixe en référence à la roue de sortie 26. Le doigt d’arrêt est typiquement formé d’une ellipse 30 dotée d’un flanc droit 30a, orienté de manière essentiellement tangentielle par rapport à un cercle qui serait centré sur l’arbre 12. Le doigt d’arrêt est agencé pour bloquer périodiquement le satellite 16, en recevant une dent de l’étoile de blocage 16a sur le flanc droit 30a. La force exercée par l’étoile sur l’ellipse 30 est essentiellement radiale et n’induit pas de moment de force sur l’axe 12 et la roue de sortie 26.

[0015] L’organe élastique 28 est de préférence un ressort spiral ou au moins une spire de ressort spiral, dont une première extrémité est fixée à un premier piton 32 solidaire de la roue de sortie 26 et dont une deuxième extrémité est fixé au porte-satellite 14, également par un deuxième piton non visible.

[0016] Ainsi, le couple fourni par la source d’énergie du mouvement est transmis au pignon d’entrée 10, qui le transmet, via l’arbre 12, au porte-satellite 14 qui est entraîné en rotation. Or, cette rotation est empêchée par l’arrêt de l’étoile de blocage 16a sur l’ellipse 30, qui bloque le satellite 16 et notamment le pignon 16b sur la roue fixe 24. La roue de sortie 26 est alors essentiellement soumise à un couple transmis par l’organe élastique 28, indépendamment des fluctuations du couple transmis par la source d’énergie et transmet une rotation au mobile d’échappement 27.

[0017] Avant que l’organe élastique 28 se soit complètement détendu, l’ellipse 30 qui glisse sur les dents de l’étoile de blocage 16a, libère cette dernière. Sous l’action du couple transmis par la source d’énergie, le porte-satellite 14 pivote autour de l’arbre 12 et le satellite 16 tourne sur son axe, le pignon 16b engrenant avec la roue fixe 24, jusque ce qu’une dent suivante de l’étoile de blocage 16a s’arrête à nouveau sur l’ellipse 30. Ce mouvement permet de retendre l’organe élastique 28 qui peut donc poursuivre son action sur la roue de sortie 26.

[0018] Ainsi, la roue de sortie 26 est soumise à un couple qui ne dépend que de l’organe élastique 28 et non pas de la source d’énergie.

[0019] De manière avantageuse, les rapports d’engrènement et la coopération entre l’étoile de blocage 16a et l’ellipse 30 sont déterminés de manière à ce que le porte-satellite avance d’un pas par seconde, donnant une indication de type seconde morte. Le porte-satellite effectue un tour en une minute. Toutefois, la construction permet une très grande adaptabilité et le porte-satellite peut aussi bien, par exemple, effectuer un pas par demi-seconde ou toutes les 2 secondes.

[0020] Grâce à la configuration décrite et à l’engrènement du pignon du satellite 16 sur une roue solaire, c’est-à-dire dotée d’une denture extérieure, et non sur une denture annulaire, on peut optimiser le rapport d’engrenage entre le satellite 16 et la roue fixe 24, de manière à réduire le couple requis pour mettre le porte-satellite 14 en rotation. De plus, le satellite tourne en sens inverse par rapport au dispositif de l’art antérieur. Cela permet d’avoir un meilleur positionnement de l’ellipse 30, qui est située plus près de l’axe, avec une meilleure orientation. Le couple qu’elle subit est réduit et sa trajectoire offre également des conditions de travail efficaces. On peut également avoir une étoile de blocage comportant un nombre de dents relativement important, supérieur à 10, de l’ordre de 15 dans l’exemple proposé, ce qui permet, en diminuant le pas angulaire réalisé par l’étoile entre chaque blocage, de réduire les chocs et de diminuer la perte d’énergie. [0021] La description ci-dessus a été donnée à titre d’exemple non limitatif de l’invention. L’homme du métier pourra imaginer d’autres configurations comprises dans la portée de la protection définie par les revendications. Par exemple, la roue de sortie 26 pourrait constituer le support ou la base d’une cage de tourbillon, qui serait montée coaxialement à l’arbre 12 et portant un mécanisme d’échappement.

Claims (9)

1. Dispositif de force constante comprenant: – un pignon d’entrée (10) monté rigidement sur un arbre (12) et destiné à être relié cinématiquement à une source d’énergie, – un porte-satellite (14) solidaire du pignon d’entrée (10), – un satellite (16) pivoté sur le porte-satellite (14) et agencé pour coopérer avec une roue fixe (24) concentrique à l’arbre (12) et comprenant une denture extérieure, – une structure d’arrêt solidaire d’une roue de sortie (26) montée libre en rotation sur l’arbre (12) et comprenant un organe élastique (28) fixé entre la roue de sortie (26) et le porte-satellite, et un doigt d’arrêt fixe en référence à la roue de sortie (26) et agencé pour bloquer périodiquement le satellite (16), de sorte que la roue de sortie (26) soit soumise à un couple essentiellement transmis par l’organe élastique (28).

2. Dispositif de force constante selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue de sortie (26) est située entre le pignon d’entrée (10) et le porte-satellite (14).

3. Dispositif de force constante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le satellite (16) comporte une étoile de blocage (16a) et un pignon (16b) en prise avec la roue fixe (24).

4. Dispositif de force constante selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’étoile de blocage (16a) comporte 15 dents.

5. Dispositif de force constante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe élastique (28) est un ressort spiral, dont une première extrémité est fixée à un premier piton (32) solidaire de la roue de sortie (26) et dont une deuxième extrémité est fixée à un deuxième piton solidaire du porte-satellite (14).

6. Dispositif de force constante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la roue de sortie {26} est reliée cinématiquement à une roue d’échappement.

7. Dispositif de force constante selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la roue de sortie (26) est une roue d’échappement

8. Dispositif de force constante selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la roue de sortie (26) est une partie de cage de tourbillon.

9. Dispositif de force constante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est agencé de manière à ce que le porte-satellite soit libéré une fois par seconde et fournisse un indicateur de seconde-morte.