CH710521B1 - Device for generating electricity on demand for timepieces. - Google Patents
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Abstract
The present invention relates to a device for generating electricity for timepieces, in particular for mechanical wristwatches, comprising a mechanical energy source (2) capable of being charged and discharged, at least one piezoelectric element (5) capable of to be actuated, an activation means for actuating said at least one piezoelectric element (5), a multiplicative gearing (3) linking to said power source (2) to said activation means, and a manual control mechanism (1) for, upon request, charging said energy source (2) as well as discharging it by driving said multiplicative gear (3) to provide at least a portion of the energy of said a power source (2) to said activation means so as to actuate said at least one piezoelectric element (5) to generate an electric current. The device is distinguished by the fact that said multiplicative gearing (3) comprises a triggering means (3.1) able to ensure that the drive of said multiplicative gear (3) by the energy source (2) is carried out only when the manual control mechanism (1) has been actuated, respectively the energy source (2) has been loaded to a predefined level. The present invention also relates to a timepiece, in particular a mechanical wristwatch, comprising such a device.The present invention relates to an apparatus for generating electricity, in particular for mechanical wristwatches, comprising a mechanical energy source (2) means for at least one piezoelectric element (5), a multiplicative gearing (2) and a manual control mechanism (1) for, upon request, charging said energy source (2) as well as discharging it by driving said multiplicative gear (3) to provide at least a portion of the energy of said a power source (2) to said activation means to at least one piezoelectric element (5) to generate electric current. The device is characterized by the fact that it is said to be multiplied (3) by the energy source (3) (1) has been actuated, respectively the energy source (2) has been loaded to a predefined level. The present invention also relates to a timepiece, in particular a mechanical wrist watch, comprising such a device.
Description
Description Champs de l’invention [0001] La présente invention a pour objet un dispositif de génération d’électricité pour pièces d’horlogerie, notamment pour montres-bracelets mécaniques, comportant une source d’énergie mécanique apte à être chargée et déchargée, au moins un élément piézoélectrique apte à être actionné, et un moyen d’activation permettant d’actionner ledit au moins un élément piézoélectrique. Le dispositif de génération d’électricité selon la présente invention sert notamment pour illuminer temporairement des montres mécaniques, produire temporairement des effets sonores, voire d’autres applications similaires.Description Fields of the Invention The present invention relates to an electricity generation device for timepieces, in particular for mechanical wristwatches, comprising a source of mechanical energy capable of being charged and discharged, at at least one piezoelectric element capable of being actuated, and an activation means making it possible to actuate said at least one piezoelectric element. The electricity generation device according to the present invention is used in particular for temporarily illuminating mechanical watches, temporarily producing sound effects, or even other similar applications.
Etat de l’art antérieur [0002] Des dispositifs de génération d’électricité ont par le passé été utilisés dans le domaine de l’horlogerie pour plusieurs applications dont la complexité varie passablement. A titre d’exemple, le document JP 2002/144 797 divulgue une horloge à pendule équipée d’éléments piézoélectriques permettant d’illuminer, simplement par l’intermédiaire d’une sphère mobile appuyant sous l’effet de la gravitation en fonction de la position du pendule lors de son oscillation alternativement sur l’un ou l’autre des éléments piézoélectriques, deux lampes connectées électriquement à ces éléments piézoélectriques. D’autres efforts bien plus ambitieux visent à remplacer la pile des montres électroniques par un ensemble comprenant un générateur d’électricité actionné dans la plupart des cas par une masse oscillante similaire à celle utilisée dans des mouvements mécaniques à remontage automatique, un redresseur transformant le courant alternatif généré en courant continu, et un accumulateur chargé à l’aide du courant ainsi généré, l’accumulateur étant destiné à alimenter un mouvement électronique connu en soi. Le brevet US 4 091 302 divulgue un exemple assez ancien d’un tel dispositif qui est maintenant connu depuis plusieurs décennies. Au niveau des développements plus récents, le document WO 2012/164 545 donne une vue générale de l’état de l’art en ce qui concerne les types d’éléments piézoélectriques actuellement disponibles et spécifiquement adaptés pour une utilisation dans le domaine de l’horlogerie, notamment dans le contexte de générateurs destinés à remplacer la pile d’une montre électronique. Le document EP 2 343 747 divulgue un dispositif générateur d’énergie électrique pour appareil portable, notamment pour des montres, et s’inscrit en principe dans le même contexte que les documents US 4 091 302 et WO 2012/164 545. En effet, le dispositif selon le document EP 2 343 747 utilise un ressort de barillet connecté de façon habituelle à un balancier dont les oscillations sont entretenues par un ressort de balancier, le balancier portant des éléments piézoélectriques permettant, dans des formes d’exécution du dispositif destinées à des montres électroniques, de fournir de l’énergie électrique à un accumulateur. Une forme d’exécution plus simple du dispositif prévoit d’utiliser l’énergie électrique produite par les éléments piézoélectriques directement, c’est-àdire à la demande et suite à l’actionnement d’un organe de commande permettant de charger ledit ressort de barillet. Cela a pourtant le désavantage que le déchargement du ressort de barillet et donc la quantité d’énergie électrique produite n’est pas contrôlée. Cela n’est prévu que dans les formes d’exécution du dispositif destinées à des montres électroniques, en les équipant d’un circuit électrique correspondant. En général, le dispositif selon le document EP 2 343 747 utilise les mêmes composants qu’un mouvement d’horlogerie mécanique et dispose alors d’un encombrement important. De ce fait, il n’est pas particulièrement adapté pour être utilisé dans des montres équipés d’un mouvement mécanique, car cela impliquerait un besoin d’espace quasiment doublé. De plus, la puissance fournie par ce dispositif semble, d’après les indications données dans le document EP 2 343 747, être relativement faible, de sorte que la relation entre encombrement et puissance fournie paraît trop basse même pour une intégration de ce dispositif dans une montre électronique.State of the Prior Art [0002] Devices for generating electricity have in the past been used in the field of watchmaking for several applications whose complexity varies considerably. By way of example, document JP 2002/144,797 discloses a pendulum clock equipped with piezoelectric elements making it possible to illuminate, simply by means of a mobile sphere pressing under the effect of gravitation as a function of the position of the pendulum during its oscillation alternately on one or the other of the piezoelectric elements, two lamps electrically connected to these piezoelectric elements. Other much more ambitious efforts aim to replace the battery of electronic watches by an assembly comprising an electricity generator actuated in most cases by an oscillating mass similar to that used in mechanical movements with automatic winding, a rectifier transforming the alternating current generated in direct current, and an accumulator charged with the aid of the current thus generated, the accumulator being intended to supply an electronic movement known per se. US Patent 4,091,302 discloses a fairly old example of such a device which has now been known for several decades. At the level of more recent developments, the document WO 2012/164 545 gives a general overview of the state of the art as regards the types of piezoelectric elements currently available and specifically adapted for use in the field of horology, in particular in the context of generators intended to replace the battery of an electronic watch. The document EP 2 343 747 discloses an electrical energy generating device for a portable appliance, in particular for watches, and is in principle in the same context as the documents US 4 091 302 and WO 2012/164 545. Indeed, the device according to document EP 2 343 747 uses a barrel spring usually connected to a pendulum whose oscillations are maintained by a pendulum spring, the pendulum carrying piezoelectric elements allowing, in embodiments of the device intended for electronic watches, to supply electrical energy to an accumulator. A simpler embodiment of the device provides for using the electrical energy produced by the piezoelectric elements directly, that is to say on demand and following the actuation of a control member making it possible to charge said spring with barrel. However, this has the disadvantage that the discharge of the barrel spring and therefore the amount of electrical energy produced is not controlled. This is only provided in the embodiments of the device intended for electronic watches, by equipping them with a corresponding electrical circuit. In general, the device according to document EP 2 343 747 uses the same components as a mechanical clockwork movement and therefore has a large bulk. Therefore, it is not particularly suitable for use in watches equipped with a mechanical movement, as this would imply a need for almost doubled space. In addition, the power supplied by this device seems, according to the indications given in document EP 2 343 747, to be relatively low, so that the relation between congestion and power supplied seems too low even for an integration of this device in an electronic watch.
[0003] En somme, malgré les avancées considérables décrites dans certains des documents cités ci-dessus, il est à constater que les dispositifs connus ne se prêtent que pour un nombre limité d’applications et, en particulier, visent pour la grande majorité le remplacement de la pile d’une montre électronique et consistent par conséquent en un ensemble comprenant une masse oscillante, un générateur qui est souvent à base d’éléments piézoélectriques, un redresseur, et un accumulateur. Par ailleurs, pour obtenir des performances optimales à cet égard, les efforts ont été concentrés à améliorer une ou plusieurs parties d’un tel dispositif, notamment les caractéristiques de l’élément piézoélectrique. Ainsi, la plupart des dispositifs connus sont de conception assez complexe, encombrants du fait de nécessiter plusieurs parties, fragiles au niveau du fonctionnement, et greffés d’un coût de production élevé.In sum, despite the considerable advances described in some of the documents cited above, it should be noted that the known devices are only suitable for a limited number of applications and, in particular, aim for the vast majority replacement of the battery of an electronic watch and therefore consist of an assembly comprising an oscillating mass, a generator which is often based on piezoelectric elements, a rectifier, and an accumulator. Furthermore, to obtain optimal performance in this regard, efforts have been concentrated on improving one or more parts of such a device, in particular the characteristics of the piezoelectric element. Thus, most of the known devices are of rather complex design, bulky due to the need for several parts, fragile in terms of operation, and grafted with a high production cost.
Objectifs de l’invention [0004] Le but de la présente invention est de remédier au moins en partie aux inconvénients des dispositifs connus et, notamment, de permettre la réalisation d’un dispositif de génération d’électricité pour pièces d’horlogerie apte à être utilisé dans le cadre d’autres types d’applications dans le domaine de l’horlogerie. Un autre objet de la présente invention est la réalisation d’un tel dispositif de génération d’électricité qui est de construction robuste ainsi que simple et peu encombrant, qui est fiable lors de son utilisation, et qui dispose d’un coût de production modéré en comparaison aux dispositifs de l’art antérieur. Encore un autre objet est la réalisation d’un dispositif de génération d’électricité sans nécessité d’un ensemble comprenant plusieurs parties complexes.Objectives of the invention The object of the present invention is to remedy at least in part the drawbacks of known devices and, in particular, to allow the production of an electricity generation device for timepieces capable of be used for other types of applications in the watchmaking field. Another object of the present invention is the production of such an electricity generation device which is of robust construction as well as simple and space-saving, which is reliable during its use, and which has a moderate production cost. in comparison with the devices of the prior art. Yet another object is the production of a device for generating electricity without the need for an assembly comprising several complex parts.
Solution selon l’invention [0005] A cet effet, la présente invention propose un dispositif du type susmentionné qui se distingue par les caractéristiques énoncées à la revendication 1. En particulier, un dispositif selon la présente invention comprend un rouage multiSolution according to the invention To this end, the present invention provides a device of the aforementioned type which is distinguished by the characteristics set out in claim 1. In particular, a device according to the present invention comprises a multi-train
CH 710 521 B1 plicatif liant ladite source d’énergie audit moyen d’activation et un mécanisme de commande manuelle permettant, sur demande, de charger ladite source d’énergie ainsi que de la décharger en entraînant ledit rouage multiplicatif afin de fournir au moins une partie de l’énergie de ladite source d’énergie audit moyen d’activation de sorte à actionner ledit au moins un élément piézoélectrique pour générer un courant électrique, ledit rouage multiplicatif comprenant un moyen de déclenchement apte à assurer que l’entraînement dudit rouage multiplicatif par la source d’énergie n’est effectué que lorsque le mécanisme de commande manuelle a été actionné, respectivement la source d’énergie a été chargée à un niveau prédéfini.CH 710 521 B1 plicative linking said energy source to said activation means and a manual control mechanism allowing, on request, to charge said energy source as well as to discharge it by driving said multiplying train in order to provide at least one part of the energy from said energy source to said activation means so as to actuate said at least one piezoelectric element to generate an electric current, said multiplication train comprising a trigger means capable of ensuring that the drive of said multiplication train by the power source is only performed when the manual control mechanism has been actuated, respectively the power source has been charged to a predefined level.
[0006] Par ces mesures, l’utilisateur dispose en tout moment de la possibilité de générer de manière simple et sur demande un courant électrique qui peut être utilisé pour plusieurs types d’application dans des montres, notamment dans des montres mécaniques. Il peut notamment servir pour illuminer temporairement le cadran de la montre, produire temporairement un effet sonore, voire pour d’autres applications similaires. De plus, le dispositif est simplifié car ne comprenant pas des parties complexes telles qu’un redresseur ou un accumulateur, voire des parties telles qu’une masse oscillante qui ne sont pas nécessaires, respectivement pas utiles dans les types d’applications visées par la présente invention.By these measures, the user has the possibility at any time of generating an electrical current in a simple manner and on request which can be used for several types of application in watches, in particular in mechanical watches. In particular, it can be used to temporarily illuminate the watch face, temporarily produce a sound effect, or even for other similar applications. In addition, the device is simplified because it does not comprise complex parts such as a rectifier or an accumulator, or even parts such as an oscillating mass which are not necessary, respectively not useful in the types of applications targeted by the present invention.
[0007] Des formes d’exécution spécifiques et particulièrement favorables du dispositif qui sont définies plus en détail dans les revendications dépendantes sont équipées d’un rouage multiplicatif ayant un rapport total d’engrenage entre son entrée et sa sortie apte à contrôler la vitesse de déchargement de ladite source d’énergie ainsi qu’à définir une fréquence d’actionnement voulue dudit au moins un élément piézoélectrique, et/ou d’un moyen d’activation, d’un mécanisme de commande manuelle, respectivement d’un élément piézoélectrique agencés d’une manière particulière. On obtient ainsi un dispositif qui est adapté de manière optimale à l’application visée.Specific and particularly favorable embodiments of the device which are defined in more detail in the dependent claims are equipped with a multiplication train having a total gear ratio between its input and its output capable of controlling the speed of discharging said energy source as well as defining a desired actuation frequency of said at least one piezoelectric element, and / or of an activation means, of a manual control mechanism, respectively of a piezoelectric element arranged in a particular way. A device is thus obtained which is optimally adapted to the intended application.
[0008] D’autres caractéristiques, ainsi que les avantages correspondants, ressortiront des revendications dépendantes, ainsi que de la description exposant ci-après l’invention plus en détail.Other features, as well as the corresponding advantages, will emerge from the dependent claims, as well as from the description setting out the invention below in more detail.
Description brève des dessins [0009] Les dessins annexés représentent schématiquement et à titre d’exemple une forme d’exécution de l’invention.Brief description of the drawings [0009] The accompanying drawings show schematically and by way of example an embodiment of the invention.
La fig. 1a montre une vue en perspective schématique de dessus du dispositif de génération d’électricité selon la présente invention et la fig. 1b représente une vue en plan de dessus du dispositif illustré à la fig. 1a.Fig. 1a shows a schematic perspective view from above of the electricity generation device according to the present invention and FIG. 1b shows a top plan view of the device illustrated in FIG. 1a.
La fig. 2a montre une vue en perspective schématique de dessous du dispositif de génération d’électricité selon la présente invention et la fig. 2b représente une vue en plan de dessous du dispositif illustré à la fig. 2a.Fig. 2a shows a schematic perspective view from below of the device for generating electricity according to the present invention and FIG. 2b shows a plan view from below of the device illustrated in FIG. 2a.
La fig. 3a montre une vue en perspective schématique de dessus du moyen d’activation ainsi que des éléments piézoélectriques du dispositif de génération d’électricité illustré aux fig. 1a ainsi que 2a et la fig. 3b représente une vue en plan de dessous des parties du dispositif illustrées à la fig. 3a.Fig. 3a shows a schematic perspective view from above of the activation means and of the piezoelectric elements of the electricity generation device illustrated in FIGS. 1a as well as 2a and fig. 3b shows a plan view from below of the parts of the device illustrated in FIG. 3a.
Description détaillée de l’invention [0010] L’invention sera maintenant décrite en détail en référence aux dessins annexés illustrant à titre d’exemple plusieurs formes d’exécution de l’invention.Detailed description of the invention The invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings illustrating by way of example several embodiments of the invention.
[0011] La présente invention se rapporte à un dispositif de génération d’électricité pour pièces d’horlogerie, notamment pour montres-bracelets mécaniques. Le dispositif peut pourtant être utilisé, indifféremment, également dans des pièces d’horlogerie électroniques. De sorte, la description suivante fait référence à une pièce d’horlogerie mécanique sans pour autant limiter la portée des explications correspondantes qui s’étendent dans tous les cas à tout type de pièces d’horlogerie. [0012] Tel que cela est illustré schématiquement et à titre d’exemple à la vue en perspective de dessus de la fig. 1a ainsi que à la vue en plan de dessus de la fig. 1 b, le dispositif de génération d’électricité selon la présente invention comporte, de manière générale, une source d’énergie mécanique 2 apte à être chargée et déchargée, au moins un élément piézoélectrique 5 apte à être actionné, et un moyen d’activation 4 permettant d’actionner ledit au moins un élément piézoélectrique 5. Le dispositif comprend encore un rouage multiplicatif 3 liant ladite source d’énergie 2 audit moyen d’activation 4 et un mécanisme de commande manuelle 1. Ce dernier permet à l’utilisateur de la pièce d’horlogerie correspondante, sur demande, de charger ladite source d’énergie 2 ainsi que de la décharger en entraînant ledit rouage multiplicatif 3 afin de fournir au moins une partie de l’énergie stockée dans ladite source d’énergie 2 audit moyen d’activation 4, de sorte à actionner ledit au moins un élément piézoélectrique 5 pour générer un courant électrique. Le courant électrique est fourni par l’intermédiaire de connecteurs électriques 6 à un consommateur électrique, tel que des LEDs servant à illuminer le cadran de la pièce d’horlogerie. Le consommateur électrique n’est pas représenté aux figures car n’étant pas directement l’objet de la présente invention.The present invention relates to a device for generating electricity for timepieces, in particular for mechanical wristwatches. The device can however be used, indifferently, also in electronic timepieces. The following description therefore refers to a mechanical timepiece without limiting the scope of the corresponding explanations, which in any case extend to any type of timepiece. As illustrated schematically and by way of example in the perspective view from above of FIG. 1a as well as in the top plan view of FIG. 1 b, the electricity generation device according to the present invention generally comprises a source of mechanical energy 2 capable of being charged and discharged, at least one piezoelectric element 5 capable of being actuated, and a means of activation 4 enabling said at least one piezoelectric element to be actuated 5. The device also comprises a multiplication train 3 linking said energy source 2 to said activation means 4 and a manual control mechanism 1. The latter allows the user of the corresponding timepiece, on request, to charge said energy source 2 as well as to discharge it by driving said multiplying train 3 in order to supply at least part of the energy stored in said energy source 2 to said activation means 4, so as to actuate said at least one piezoelectric element 5 to generate an electric current. Electric current is supplied via electrical connectors 6 to an electrical consumer, such as LEDs used to illuminate the dial of the timepiece. The electric consumer is not shown in the figures because it is not directly the object of the present invention.
[0013] Le mécanisme de commande manuelle 1 est, de préférence, réalisé par un levier de commande 1.1 apte à être actionné par exemple par un bouton-poussoir de la pièce d’horlogerie correspondante et permettant, sur demande par appui de l’utilisateur de la pièce d’horlogerie sur ledit bouton-poussoir, de charger ladite source d’énergie 2 ainsi que de la décharger en entraînant ledit rouage multiplicatif 3 lorsque l’utilisateur cède d’appuyer sur le bouton-poussoir. A cet effet, le levier de commande 1.1 est articulé à une extrémité sur un pont fixe 1.2 de la pièce d’horlogerie. L’autre extrémité duThe manual control mechanism 1 is preferably made by a control lever 1.1 adapted to be actuated for example by a push button of the corresponding timepiece and allowing, on request by user support of the timepiece on said push button, to charge said energy source 2 as well as to discharge it by driving said multiplying train 3 when the user stops pressing the push button. To this end, the control lever 1.1 is articulated at one end on a fixed bridge 1.2 of the timepiece. The other end of the
CH 710 521 B1 levier de commande 1.1 est libre et permet d’agir sur la source d’énergie 2. Le levier de commande 1.1 est précontraint par un ressort non-illustré aux figures dans sa position de repos dans laquelle il ne charge pas la source d’énergie 2.CH 710 521 B1 control lever 1.1 is free and allows acting on the energy source 2. The control lever 1.1 is prestressed by a spring not shown in the figures in its rest position in which it does not load the energy source 2.
[0014] En ce qui concerne cette source d’énergie 2, elle peut être réalisée par un ressort plat 2.1 ayant au moins un bras élastique, de préférence et tel qu’illustré aux figures par un ressort plat ayant deux bras élastiques 2.2,2.3. D’autres moyens permettant de stocker de l’énergie mécanique, tels qu’un ressort hélicoïdal ou tout autre moyen équivalent, peuvent également être utilisés en tant que source d’énergie 2.As regards this energy source 2, it can be produced by a flat spring 2.1 having at least one elastic arm, preferably and as illustrated in the figures by a flat spring having two elastic arms 2.2,2.3 . Other means for storing mechanical energy, such as a coil spring or any other equivalent means, can also be used as an energy source 2.
[0015] Tel que mentionné ci-dessus, le dispositif comprend un rouage multiplicatif 3 liant ladite source d’énergie 2 audit moyen d’activation 4, ce rouage participant par ailleurs à la coopération entre le mécanisme de commande manuelle 1 et la source d’énergie 2. En effet, selon la forme d’exécution préférée du dispositif qui est illustrée aux figures, le rouage multiplicatif 3 comprend un moyen de déclenchement 3.1 apte à assurer que l’entraînement dudit rouage multiplicatif 3 par la source d’énergie 2 lors de son déchargement n’est effectué que si le mécanisme de commande manuelle 1 a été actionné complètement, respectivement si la source d’énergie 2 a été chargé à un niveau prédéfini. De préférence, un tel moyen de déclenchement 3.1 peut être réalisé par un barillet de déclenchement 3.1.1 disposant d’encoches 3.1.1.1 situées sur son pourtour intérieur ainsi que par un disque d’actionnement 3.1.2 placé coaxialement ainsi que librement rotatif par rapport audit barillet de déclenchement 3.1.1. Le disque d’actionnement 3.1.2 dispose d’au moins une goupille, dans la forme d’exécution préférée du dispositif illustrée aux figures de deux goupilles 3.1.2.1,3.1.2.2, coopérant avec la source d’énergie 2 ainsi que d’un ressort-crochet 3.1.2.3 coopérant avec les encoches 3.1.1.1 du barillet de déclenchement 3.1.1. Tel que visible notamment aux figures la et 2a, l’extrémité libre du levier de commande 1.1 est, dans sa position de repos, en appui contre la première des goupilles 3.1.2.1,3.1.2.2, ces goupilles 3.1.2.1,3.1.2.2 étant à leur tour chacune en appui contre un bras élastique 2.2, 2.3 du ressort plat 2.1 servant de source d’énergie 2 mécanique. Ces éléments sont, de préférence mais pas nécessairement, placés sur un coté du barillet de déclenchement 3.1.1, tandis que le ressort-crochet 3.1.2.3 sensiblement en forme d’un L dont l’extrémité libre possède une dent de déclenchement pouvant glisser dans les encoches 3.1.1.1 du barillet de déclenchement 3.1.1 est monté de manière rigide sur l’axe de rotation du disque d’actionnement 3.1.2 et situé de l’autre côté du barillet de déclenchement 3.1.1. Les encoches 3.1.1.1 sur le pourtour intérieur du barillet de déclenchement 3.1.1 sont séparées l’une de l’autre par une distance angulaire équidistante. Dans la forme d’exécution préférée du dispositif illustrée aux figures, le barillet de déclenchement 3.1.1 dispose de cinq encoches 3.1.1.1 séparées d’un angle de 72°. Le barillet de déclenchement 3.1.1 possède aussi une denture située sur son pourtour extérieur.As mentioned above, the device comprises a multiplying cog 3 linking said energy source 2 to said activation means 4, this cog also participating in the cooperation between the manual control mechanism 1 and the source d energy 2. In fact, according to the preferred embodiment of the device which is illustrated in the figures, the multiplication train 3 comprises a trigger means 3.1 capable of ensuring that the drive of said multiplication train 3 by the energy source 2 during its unloading is carried out only if the manual control mechanism 1 has been actuated completely, respectively if the energy source 2 has been loaded to a predefined level. Preferably, such a triggering means 3.1 can be produced by a triggering barrel 3.1.1 having notches 3.1.1.1 situated on its inner periphery as well as by an actuating disc 3.1.2 placed coaxially as well as freely rotatable by report to said trigger barrel 3.1.1. The actuating disc 3.1.2 has at least one pin, in the preferred embodiment of the device illustrated in the figures of two pins 3.1.2.1,3.1.2.2, cooperating with the energy source 2 as well as d 'a hook spring 3.1.2.3 cooperating with the notches 3.1.1.1 of the trigger barrel 3.1.1. As visible in particular in FIGS. 1a and 2a, the free end of the control lever 1.1 is, in its rest position, bearing against the first of the pins 3.1.2.1,3.1.2.2, these pins 3.1.2.1,3.1. 2.2 being in turn each in abutment against an elastic arm 2.2, 2.3 of the flat spring 2.1 serving as a mechanical energy source 2. These elements are preferably but not necessarily placed on one side of the trigger barrel 3.1.1, while the hook spring 3.1.2.3 substantially in the shape of an L, the free end of which has a trigger tooth which can slide. in the notches 3.1.1.1 of the trigger barrel 3.1.1 is rigidly mounted on the axis of rotation of the actuating disc 3.1.2 and located on the other side of the trigger barrel 3.1.1. The notches 3.1.1.1 on the inner periphery of the trigger barrel 3.1.1 are separated from each other by an equidistant angular distance. In the preferred embodiment of the device illustrated in the figures, the trigger barrel 3.1.1 has five notches 3.1.1.1 separated by an angle of 72 °. The trigger barrel 3.1.1 also has a toothing located on its outer periphery.
[0016] Le rouage multiplicatif 3 possède encore des pignons multiplicatifs et des roues multiplicatives dont le nombre varie et peut être adapté en fonction de l’agencement des autres parties du dispositif. Dans la forme d’exécution préférée du dispositif illustrée aux figures, la denture située sur le pourtour extérieur du barillet de déclenchement 3.1.1 engrène avec un premier pignon multiplicatif 3.2.1 fixé à une première roue multiplicative 3.2.2 qui à son tour engrène avec un deuxième pignon multiplicatif 3.3.1 fixé à une deuxième roue multiplicative 3.3.2. Ce dernier engrène avec un troisième pignon multiplicatif 3.4.1 fixé à une troisième roue multiplicative 3.4.2 qui à son tour engrène avec un quatrième pignon multiplicatif 3.5.1 fixé à une quatrième roue multiplicative 3.5.2 qui entraîne une cinquième roue multiplicative 3.6 portant le moyen d’activation 4. Ces composants du rouage multiplicatif 3, respectivement leurs dentures, peuvent notamment être agencés selon une forme d’exécution exemplaire tel que figurant sur le tableau A ci-dessous.The multiplication train 3 still has multiplication gears and multiplication wheels, the number of which varies and can be adapted according to the arrangement of the other parts of the device. In the preferred embodiment of the device illustrated in the figures, the toothing located on the outer periphery of the trigger barrel 3.1.1 meshes with a first multiplying pinion 3.2.1 fixed to a first multiplying wheel 3.2.2 which in turn meshes with a second multiplying gear 3.3.1 fixed to a second multiplying wheel 3.3.2. The latter meshes with a third multiplying gear 3.4.1 fixed to a third multiplying wheel 3.4.2 which in turn meshes with a fourth multiplying gear 3.5.1 fixed to a fourth multiplying wheel 3.5.2 which drives a fifth multiplicative wheel 3.6 carrying the activation means 4. These components of the multiplication train 3, respectively their teeth, can in particular be arranged according to an exemplary embodiment as shown in Table A below.
Tableau A [0017] Si le rouage multiplicatif 3 peut être agencé de différentes manières, il est important qu’il dispose d’un rapport total d’engrenage entre son entrée, réalisée dans l’exemple figurant ci-dessus par la denture située sur le pourtour extérieur du barillet de déclenchement 3.1.1, et sa sortie, réalisée dans l’exemple figurant ci-dessus par la denture extérieure de la cinquième roue multiplicative 3.6, apte à contrôler la vitesse de déchargement de la source d’énergie 2. De plus, le rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif 3 est choisi de sorte à être apte à définir, en fonction de l’agencement du moyen d’activation 4, une fréquence d’actionnement dudit au moins un élément piézoélectrique 5 apte à générer un courant électrique qui peut servir d’alimenter de manière optimale le consommateur électrique connecté dans une application donnée audit au moins un élément piézoélectrique 5. En particulier, le rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif 3 est normalement choisi de sorte à être situé dans une plage allant de 100 à 10 000, de préférence dans une plage allant de 500 à 2000. Dans la forme d’exécution préférée du dispositif illustrée aux figures, le rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif 3 est de l’ordre de 1000, tel que figurant sur le tableau A ci-dessus, les raisons de ce choix devenant plus claires dans la suite de la description.Table A If the multiplying train 3 can be arranged in different ways, it is important that it has a total gear ratio between its input, produced in the example shown above by the teeth located on the outer periphery of the trigger barrel 3.1.1, and its output, produced in the example shown above by the outer toothing of the fifth multiplying wheel 3.6, capable of controlling the rate of discharge of the energy source 2. In addition, the total gear ratio of the multiplying train 3 is chosen so as to be able to define, as a function of the arrangement of the activation means 4, an actuation frequency of said at least one piezoelectric element 5 suitable for generate an electric current which can be used to optimally supply the electric consumer connected in a given application to said at least one piezoelectric element 5. In particular, the rapp the total gear of the multiplying gear 3 is normally chosen so as to be situated in a range going from 100 to 10 000, preferably in a range going from 500 to 2000. In the preferred embodiment of the device illustrated in the figures , the total gear ratio of the multiplying train 3 is of the order of 1000, as shown in table A above, the reasons for this choice becoming clearer in the following description.
CH 710 521 B1 [0018] Le dispositif de génération d’électricité comporte encore un moyen d’activation 4 qui peut, de manière avantageuse, être fixé sur la cinquième roue multiplicative 3.6. De préférence, ce moyen d’activation 4 est réalisé par une roue à cames sinusoïdales comportant sur son pourtour une succession de portions sinusoïdales. Alternativement, le moyen d’activation 4 peut être réalisé par une roue à dents de scie, voire une autre roue avec une denture adéquate. Le nombre de portions sinusoïdales successives, respectivement de dents est choisi en fonction du rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif 3, du type d’élément piézoélectrique 5 utilisé, ainsi que du type de consommateur électrique connecté audit au moins un élément piézoélectrique 5. Dans la forme d’exécution préférée du dispositif illustrée aux figures, la roue à cames sinusoïdales a dix portions sinusoïdales successives. Généralement, la roue à cames sinusoïdales, respectivement une roue à dents équivalente possède un nombre de portions sinusoïdales successives, respectivement de dents, choisi dans une plage allant de 4 à 100, de préférence dans une plage allant de 6 à 30. Cela permet, en combinaison avec le rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif 3, un réglage aisé de la fréquence de rotation de cette roue, respectivement en généralisant de la fréquence d’actionnement dudit au moins un élément piézoélectrique 5 par le moyen d’activation 4. Cette fréquence d’actionnement dudit au moins un élément piézoélectrique 5 est choisie, en fonction du type de consommateur électrique connecté, dans une plage allant de 100 Hz à 300 Hz. De préférence, la fréquence d’actionnement se situe dans une plage allant de 120 Hz à 180 Hz.CH 710 521 B1 The electricity generation device also includes an activation means 4 which can, advantageously, be fixed on the fifth multiplicative wheel 3.6. Preferably, this activation means 4 is produced by a sinusoidal cam wheel having on its periphery a succession of sinusoidal portions. Alternatively, the activation means 4 can be produced by a sawtooth wheel, or even another wheel with adequate teeth. The number of successive sinusoidal portions, respectively of teeth, is chosen as a function of the total gear ratio of the multiplying train 3, of the type of piezoelectric element 5 used, as well as of the type of electrical consumer connected to said at least one piezoelectric element 5. In the preferred embodiment of the device illustrated in the figures, the sinusoidal cam wheel has ten successive sinusoidal portions. Generally, the sinusoidal cam wheel, respectively an equivalent tooth wheel, has a number of successive sinusoidal portions, respectively of teeth, chosen in a range going from 4 to 100, preferably in a range going from 6 to 30. This allows, in combination with the total gear ratio of the multiplying train 3, easy adjustment of the rotation frequency of this wheel, respectively by generalizing the actuation frequency of said at least one piezoelectric element 5 by the activation means 4. This actuation frequency of said at least one piezoelectric element 5 is chosen, depending on the type of connected electrical consumer, in a range from 100 Hz to 300 Hz. Preferably, the actuation frequency is in a range from 120 Hz to 180 Hz.
[0019] Ledit au moins un élément piézoélectrique 5 utilisé dans un dispositif de génération d’électricité selon la présente invention peut être choisi parmi un grand nombre d’éléments piézoélectriques connu dans l’art antérieur, en outre parmi ceux décrits dans les documents cités dans l’introduction. De préférence, l’élément piézoélectrique 5 utilisé dans le dispositif est apte à être actionné en flexion, mais il est également possible d’utiliser un élément piézoélectrique actionnable par frappe ou d’autres types d’élément piézoélectrique. Il est en outre possible d’utiliser des piézocéramiques de type PZT-5A et PZT-5H, l’utilisation de piézocéramiques PZT-5A étant privilégiée du fait de leur sensibilité moins prononcée aux variations de température. Selon la forme d’exécution illustrée, le dispositif selon la présente invention utilise au moins deux éléments piézoélectriques 5 actionnables en flexion et en forme de lames, les deux lames piézoélectriques 5.1, 5.2 étant disposées parallèlement l’une par rapport à l’autre, tel qu’illustré aux figures. Une extrémité des deux lames piézoélectriques 5.1, 5.2 parallèles est montée rigidement, par l’intermédiaire d’un plot de fixation 5.3, sur un pont nonillustré aux figures de la pièce d’horlogerie correspondante et l’autre extrémité est libre ainsi qu’apte à coopérer avec ledit moyen d’activation 4. L’extrémité libre des deux lames piézoélectriques 5.1, 5.2 comprend, de préférence, une portion d’actionnement 5.4 spécifique équipée d’une pierre et/ou d’un élément rotatif apte à réduire le frottement entre ledit moyen d’activation 4 et ledit au moins un élément piézoélectrique 5. Tel que visible notamment sur les fig. 2a, 3a, et 3b, la portion d’actionnement 5.4 peut avantageusement être réalisée par un palpeur de came destiné à coopérer avec la roue à cames sinusoïdales mentionnée ci-dessus et disposant d’un axe monté librement en rotation, cet axe portant un anneau en pierre sur la partie de sa longueur touchant la périphérie de la roue à cames sinusoïdales.Said at least one piezoelectric element 5 used in an electricity generation device according to the present invention can be chosen from a large number of piezoelectric elements known in the prior art, in addition to those described in the cited documents in the introduction. Preferably, the piezoelectric element 5 used in the device is capable of being actuated in bending, but it is also possible to use a piezoelectric element actuable by striking or other types of piezoelectric element. It is also possible to use piezoceramics of the PZT-5A and PZT-5H type, the use of piezoceramics PZT-5A being preferred because of their less pronounced sensitivity to temperature variations. According to the illustrated embodiment, the device according to the present invention uses at least two piezoelectric elements 5 which can be actuated in bending and in the form of blades, the two piezoelectric blades 5.1, 5.2 being arranged parallel to each other, as illustrated in the figures. One end of the two parallel piezoelectric blades 5.1, 5.2 is rigidly mounted, via a fixing stud 5.3, on a bridge not illustrated in the figures of the corresponding timepiece and the other end is free as well as adapted to cooperate with said activation means 4. The free end of the two piezoelectric blades 5.1, 5.2 preferably comprises a specific actuation portion 5.4 equipped with a stone and / or a rotary element capable of reducing the friction between said activation means 4 and said at least one piezoelectric element 5. As visible in particular in FIGS. 2a, 3a, and 3b, the actuating portion 5.4 can advantageously be produced by a cam feeler intended to cooperate with the sinusoidal cam wheel mentioned above and having an axis mounted freely in rotation, this axis carrying a stone ring on the part of its length touching the periphery of the sinusoidal cam wheel.
[0020] L’actionnement dudit au moins un élément piézoélectrique 5 permet d’alimenter en électricité un consommateur électrique connecté aux éléments piézoélectriques 5 par l’intermédiaire de connecteurs 6 qui sont de préférence fabriqués en or. Ledit consommateur électrique peut consister en un ou plusieurs LEDs permettant d’illuminer temporairement une partie de la pièce d’horlogerie correspondante, de préférence le cadran d’une montre-bracelet mécanique, en un élément permettant de produire temporairement des effets sonores, voire en toute charge électrique permettant d’autres applications similaires utiles dans le domaine de l’horlogerie. Dans la forme d’exécution préférée du dispositif illustrée aux figures, le consommateur électrique connecté aux connecteurs électriques 6 consiste en deux LEDs montées tête-bêche, la puissance électrique des LEDs étant choisie de sorte à correspondre à la puissance électrique optimale des éléments piézoélectriques 5 qui est dans ce cas spécifique de l’ordre de 25 pW. En fonction du consommateur électrique nécessaire pour une application donnée, la puissance électrique fournie par les éléments piézoélectriques 5 peut être adaptée en modifiant en outre le nombre, la taille, et/ou le type des éléments piézoélectriques utilisés.The actuation of said at least one piezoelectric element 5 makes it possible to supply electricity to an electrical consumer connected to the piezoelectric elements 5 by means of connectors 6 which are preferably made of gold. Said electrical consumer can consist of one or more LEDs making it possible to temporarily illuminate part of the corresponding timepiece, preferably the dial of a mechanical wristwatch, as an element making it possible to temporarily produce sound effects, or even any electrical charge allowing other similar applications useful in the field of watchmaking. In the preferred embodiment of the device illustrated in the figures, the electrical consumer connected to the electrical connectors 6 consists of two LEDs mounted head to tail, the electrical power of the LEDs being chosen so as to correspond to the optimal electrical power of the piezoelectric elements 5 which is in this specific case of the order of 25 pW. Depending on the electrical consumer required for a given application, the electrical power supplied by the piezoelectric elements 5 can be adapted by further modifying the number, size, and / or type of the piezoelectric elements used.
[0021] Au vu de la description de la structure d’un dispositif de génération d’électricité selon la présente invention figurant ci-dessus, l’homme du métier comprend aisément son fonctionnement. En effet, tel que visible notamment à la fig. 2a, une pression par l’utilisateur de la pièce d’horlogerie correspondante sur un bouton-poussoir prévu à cet effet provoque un pivotement du levier de commande 1.1 dont l’extrémité libre appui sur la première goupille 3.1.2.1 montée sur le disque d’actionnement 3.1.2. Ce dernier effectue alors une rotation dont l’angle maximale est définie par la course maximale dudit bouton-poussoir, respectivement du levier de commande 1.1. Dans la forme d’exécution du dispositif illustrée aux figures, le disque d’actionnement 3.1.2 effectue, comme mentionné au tableau A figurant ci-dessus, une rotation d’un cinquième de tour dans le sens anti-horaire, visible dans les vues des fig. 1a, 1b, donc d’un angle de 72°, à chaque actionnement du bouton-poussoir et pour autant que l’utilisateur pousse le bouton-poussoir jusqu’à la fin de sa course, c’est-à-dire jusqu’au pivotement maximal du levier de commande 1.1.In view of the description of the structure of an electricity generation device according to the present invention appearing above, the skilled person easily understands its operation. Indeed, as visible in particular in FIG. 2a, pressure by the user of the corresponding timepiece on a push button provided for this purpose causes the control lever 1.1 to pivot, the free end of which bears on the first pin 3.1.2.1 mounted on the disc d 3.1.2. The latter then performs a rotation whose maximum angle is defined by the maximum travel of said push button, respectively of the control lever 1.1. In the embodiment of the device illustrated in the figures, the actuating disc 3.1.2 performs, as mentioned in table A above, a rotation of one fifth of a turn anti-clockwise, visible in the views of fig. 1a, 1b, therefore at an angle of 72 °, on each actuation of the push button and provided that the user pushes the push button until the end of its travel, that is to say until maximum pivoting of the control lever 1.1.
[0022] Lors de sa rotation dans le sens anti-horaire (vue de dessus selon les fig. 1a et 1b), le disque d’actionnement 3.1.2, d’une part, charge la source d’énergie mécanique 2 du fait que les goupilles 3.1.2.1, 3.1.2.2 entraînent les bras élastiques 2.2, 2.3 du ressort plat 2 et les mettent ainsi sous tension, tel qu’illustré schématiquement aux fig. 2a et 2b, et, d’autre part, entraîne également le ressort-crochet 3.1.2.3 en rotation, tel qu’illustré schématiquement aux fig. 1a et 1b. Etant donné que le barillet de déclenchement 3.1.1 reste immobile lors de cette phase du fonctionnement du dispositif du fait de l’inertie du rouage multiplicatif 3, l’extrémité libre du ressort-crochet 3.1.2.3 est déformée élastiquement et la dent de déclenchement située sur cette extrémité libre du ressort-crochet 3.1.2.3 sort de l’encoche 3.1.1.1 du barillet deWhen rotated counterclockwise (top view according to Figs 1a and 1b), the actuating disc 3.1.2, on the one hand, loads the mechanical energy source 2 due to that the pins 3.1.2.1, 3.1.2.2 drive the elastic arms 2.2, 2.3 of the flat spring 2 and thus put them under tension, as illustrated diagrammatically in FIGS. 2a and 2b, and, on the other hand, also drives the hook spring 3.1.2.3 in rotation, as illustrated diagrammatically in FIGS. 1a and 1b. Since the trigger barrel 3.1.1 remains stationary during this phase of operation of the device due to the inertia of the multiplying train 3, the free end of the hook spring 3.1.2.3 is elastically deformed and the trigger tooth located on this free end of the hook spring 3.1.2.3 comes out of the notch 3.1.1.1 of the barrel
CH 710 521 B1 déclenchement 3.1.1 dans laquelle elle se situe dans la position de repos du dispositif et glisse le long du pourtour intérieur du barillet de déclenchement 3.1.1. Si l’utilisateur pousse le bouton-poussoir jusqu’à la fin de sa course, c’est-à-dire jusqu’au pivotement maximal du levier de commande 1.1, ladite dent de déclenchement située sur l’extrémité libre du ressort-crochet 3.1.2.3 entre à la fin de l’actionnement du bouton-poussoir dans l’encoche 3.1.1.1 suivante du barillet de déclenchement 3.1.1, sinon elle revient sous l’action des bras élastiques 2.2, 2.3 du ressort plat 2 dans l’encoche 3.1.1.1 dans laquelle elle a été placée avant l’actionnement du bouton-poussoir, en glissant le long du pourtour intérieur du barillet de déclenchement 3.1.1.CH 710 521 B1 trigger 3.1.1 in which it is in the rest position of the device and slides along the inside periphery of the trigger barrel 3.1.1. If the user pushes the push-button until the end of its stroke, that is to say up to the maximum pivoting of the control lever 1.1, said trigger tooth located on the free end of the hook spring 3.1.2.3 enters at the end of the actuation of the push button in the next notch 3.1.1.1 of the trigger barrel 3.1.1, otherwise it returns under the action of the elastic arms 2.2, 2.3 of the flat spring 2 in the '3.1.1.1 notch in which it was placed before actuation of the push button, sliding along the inner periphery of the trigger barrel 3.1.1.
[0023] En effet, une fois que l’utilisateur n’appuie plus sur le bouton-poussoir, respectivement ne fait plus pivoter le levier de commande 1.1, la source d’énergie mécanique 2 se décharge et les bras élastiques 2.2, 2.3 du ressort plat 2 font revenir, par l’intermédiaire des goupilles 3.1.2.1, 3.1.2.2, le disque d’actionnement 3.1.2 dans sa position initiale, en l’entraînant en rotation dans le sens horaire, tel qu’illustré dans les vues des fig. 1a, 1b. Si l’utilisateur n’avait pas poussé le bouton-poussoir jusqu’à la fin de sa course, cela ne produit alors aucune conséquence et le dispositif se retrouve dans sa position de repos. Dans le cas d’un fonctionnement normal du dispositif, donc si l’utilisateur pousse le bouton-poussoir jusqu’à la fin de sa course, le ressort plat 2 produit, par l’intermédiaire des goupilles 3.1.2.1, 3.1.2.2, une rotation de 72° dans le sens horaire du disque d’actionnement 3.1.2, en la faisant revenir dans sa position initiale. Etant donné que la dent de déclenchement située sur l’extrémité libre du ressort-crochet 3.1.2.3 se trouve dans ce cas dans l’encoche 3.1.1.1 suivante du barillet de déclenchement 3.1.1, le ressort plat 2 produit, par l’intermédiaire du disque d’actionnement 3.1.2, respectivement de son ressort-crochet 3.1.2.3, également une rotation d’un cinquième de tour dans le sens horaire, donc d’un angle de 72°, du barillet de déclenchement 3.1.1. Ce dernier entraîne les autres pignons et roues du rouage multiplicatif 3, de sorte à ce que le moyen d’activation 4 est actionné.Indeed, once the user no longer presses the push button, respectively no longer rotates the control lever 1.1, the mechanical energy source 2 is discharged and the elastic arms 2.2, 2.3 of the flat spring 2 return, via pins 3.1.2.1, 3.1.2.2, the actuating disc 3.1.2 to its initial position, by driving it in clockwise rotation, as illustrated in the views of fig. 1a, 1b. If the user had not pushed the push button until the end of his stroke, this has no consequences and the device returns to its rest position. In the case of normal operation of the device, therefore if the user pushes the push-button until the end of its stroke, the flat spring 2 produces, by means of pins 3.1.2.1, 3.1.2.2, a 72 ° clockwise rotation of the actuating disc 3.1.2, returning it to its initial position. Since the trigger tooth located on the free end of the hook spring 3.1.2.3 is in this case in the next notch 3.1.1.1 of the trigger barrel 3.1.1, the flat spring 2 produced by the intermediate of the actuating disc 3.1.2, respectively of its hook spring 3.1.2.3, also a rotation of a fifth of a turn clockwise, therefore by an angle of 72 °, of the trigger barrel 3.1.1 . The latter drives the other gears and wheels of the multiplication train 3, so that the activation means 4 is actuated.
[0024] Dans la forme d’exécution du dispositif illustrée aux figures et possédant en tant que moyen d’activation 4 une roue à cames sinusoïdales, la roue à cames sinusoïdales 4 tourne alors à chaque actionnement du bouton-poussoir correspondant par l’utilisateur de la pièce d’horlogerie à une vitesse de l’ordre de 13,2 tours/seconde, du fait du rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif 3 et selon les autres caractéristiques figurant en détail au tableau A ci-dessus. La fréquence d’actionnement dudit au moins un élément piézoélectrique 5 est alors dans cette forme d’exécution spécifique de l’ordre de 132 Hz, étant donné que la roue à cames sinusoïdales 4 a dans cette forme d’exécution 10 portions sinusoïdales successives coopérant chacune avec la portion d’actionnement 5.4 dudit au moins un élément piézoélectrique 5. Lors de la rotation de la roue à cames sinusoïdales 4, chaque portion sinusoïdale successive produit en effet une flexion dudit au moins un élément piézoélectrique 5 et génère ainsi, du fait que ledit au moins un élément piézoélectrique 5 oscille sous l’action de la roue à cames sinusoïdales 4 à la fréquence d’actionnement, un courant électrique qui est fourni par l’intermédiaire des connecteurs électriques 6 au consommateur électrique choisi. Dans le cas de l’exemple précité de deux LEDs, cela permet par exemple d’illuminer le cadran d’une montre mécanique pendant un laps de temps prédéfini, qui est dans la forme d’exécution illustrée aux figures du fait de l’inertie du rouage multiplicatif 3 de l’ordre de 15 s. Etant donné que la fréquence d’actionnement se situe dans une plage allant de 100 Hz à 300 Hz, de préférence de 120 Hz à 180 Hz, l’utilisateur perçoit l’illumination comme une lumière constante, malgré le fait que le dispositif fourni un courant alternatif aux LEDs, de sorte qu’un redresseur n’est pas nécessaire.In the embodiment of the device illustrated in the figures and having as activating means 4 a sinusoidal cam wheel, the sinusoidal cam wheel 4 then rotates at each actuation of the corresponding push button by the user of the timepiece at a speed of the order of 13.2 revolutions / second, due to the total gear ratio of the multiplying train 3 and according to the other characteristics shown in detail in table A above. The operating frequency of said at least one piezoelectric element 5 is then in this specific embodiment of the order of 132 Hz, given that the sinusoidal cam wheel 4 has in this embodiment 10 successive sinusoidal portions cooperating each with the actuating portion 5.4 of said at least one piezoelectric element 5. During the rotation of the sinusoidal cam wheel 4, each successive sinusoidal portion in fact produces a bending of said at least one piezoelectric element 5 and thus generates, as a result that said at least one piezoelectric element 5 oscillates under the action of the sinusoidal cam wheel 4 at the actuation frequency, an electric current which is supplied via the electrical connectors 6 to the chosen electric consumer. In the case of the above example of two LEDs, this allows for example to illuminate the dial of a mechanical watch for a predefined period of time, which is in the embodiment illustrated in the figures due to the inertia multiplicative train 3 of the order of 15 s. Since the actuation frequency is in a range from 100 Hz to 300 Hz, preferably from 120 Hz to 180 Hz, the user perceives the illumination as a constant light, despite the fact that the device provides a alternating current to the LEDs, so a rectifier is not necessary.
[0025] Au vu de la présente instruction technique, il est clair à l’homme du métier que la fréquence d’actionnement peut être adaptée en modifiant par exemple le nombre d’encoches sur le barillet de déclenchement 3.1.1, le rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif 3, et/ou le nombre de cames sur la roue à cames sinusoïdales, voire encore d’autres paramètres du dispositif. En effet, il est préférable que l’excitation des éléments piézoélectriques est effectuée à leur fréquence de résonance, puisque cela permet d’obtenir un rendement maximal en terme de puissance électrique. En fonction des éléments piézoélectriques 5 ainsi que du consommateur électrique utilisés, les paramètres mentionnés ci-dessus peuvent alors être adaptés à leurs valeurs optimales. Dans le cas de l’utilisation de deux lames PZT-5A et de deux LEDs décrite ci-dessus à titre d’exemple, la fréquence de résonance se situe autour de 150-170 Hz. Pour une roue à cames ayant 10 portions sinusoïdales successives, il convient alors de prévoir un rapport total d’engrenage du rouage multiplicatif de l’ordre de 1000. Par ailleurs, d’autres formes d’exécution d’un dispositif selon les revendications non-illustrées aux figures peuvent inclure encore d’autres modifications, sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. Par exemple, il est possible que la roue à cames, respectivement le moyen d’actionnement, n’agit pas directement sur ledit au moins un élément piézoélectrique, mais à l’aide d’un moyen intermédiaire tel qu’un bras de levier monté de manière pivotante entre la roue à cames et ledit au moins un élément piézoélectrique. Cela permet par exemple de régler de manière simple l’amplitude des oscillations dudit au moins un élément piézoélectrique en modifiant la position de l’axe de pivotement dudit bras de levier, dont une extrémité est actionné par la roue à cames et dont l’autre extrémité actionne en flexion ledit au moins un élément piézoélectrique. En effet, l’amplitude des oscillations du piézocéramique permet également de jouer sur la puissance électrique fournie, donc d’adapter la configuration ainsi que la puissance électrique générée par le dispositif à l’alimentation nécessaire pour le consommateur électrique utilisé, tel que des LEDs. Il est clair à l’homme du métier disposant de l’instruction technique selon la présente description qu’il n’est pas possible d’énumérer et décrire en détail ici toutes les formes d’exécution alternatives d’un dispositif selon les revendications qui ne sont pas non-illustrées aux figures, et que chaque partie du dispositif peut être remplacée par un moyen équivalent sans sortir du cadre de la présente invention.In view of this technical instruction, it is clear to those skilled in the art that the actuation frequency can be adapted by modifying for example the number of notches on the trigger barrel 3.1.1, the total ratio the gear of the multiplying train 3, and / or the number of cams on the sinusoidal cam wheel, or even other parameters of the device. In fact, it is preferable that the excitation of the piezoelectric elements is carried out at their resonant frequency, since this makes it possible to obtain maximum efficiency in terms of electrical power. Depending on the piezoelectric elements 5 as well as the electrical consumer used, the parameters mentioned above can then be adapted to their optimal values. In the case of the use of two PZT-5A blades and two LEDs described above by way of example, the resonance frequency is around 150-170 Hz. For a cam wheel having 10 successive sinusoidal portions , it is then necessary to provide a total gear ratio of the multiplying train of the order of 1000. Furthermore, other embodiments of a device according to the claims not illustrated in the figures may include still others modifications, without departing from the scope of the present invention. For example, it is possible that the cam wheel, respectively the actuating means, does not act directly on said at least one piezoelectric element, but using an intermediate means such as a mounted lever arm pivotally between the cam wheel and said at least one piezoelectric element. This allows for example to adjust in a simple way the amplitude of the oscillations of said at least one piezoelectric element by modifying the position of the pivot axis of said lever arm, one end of which is actuated by the cam wheel and the other of which end flexually activates said at least one piezoelectric element. Indeed, the amplitude of the piezoceramic oscillations also makes it possible to play on the electric power supplied, therefore to adapt the configuration as well as the electric power generated by the device to the supply necessary for the electric consumer used, such as LEDs . It is clear to the person skilled in the art having the technical instruction according to the present description that it is not possible to list and describe in detail here all the alternative embodiments of a device according to the claims which are not not illustrated in the figures, and that each part of the device can be replaced by equivalent means without departing from the scope of the present invention.
CH 710 521 B1 [0026] Finalement, il reste à noter que la présente invention concerne également toute pièce d’horlogerie comprenant un dispositif de génération d’électricité tel que décrit ci-dessus. Il peut notamment s’agir d’une montre-bracelet mécanique ou électronique. Par ailleurs, il est particulièrement avantageux d’agencer le dispositif de génération d’électricité selon la présente invention comme un module séparé pouvant être monté sur un mouvement de base. Cela permet ainsi d’utiliser un tel dispositif dans une pièce d’horlogerie existante sans nécessiter de modifications majeures au niveau de la pièce d’horlogerie dans laquelle le dispositif est destiné à être intégré.CH 710 521 B1 [0026] Finally, it should be noted that the present invention also relates to any timepiece comprising an electricity generation device as described above. It can in particular be a mechanical or electronic wristwatch. Furthermore, it is particularly advantageous to arrange the electricity generation device according to the present invention as a separate module which can be mounted on a basic movement. This thus makes it possible to use such a device in an existing timepiece without requiring major modifications to the timepiece in which the device is intended to be integrated.
[0027] Au vu des explications susmentionnées ayant trait à la structure et au fonctionnement du dispositif selon la présente invention, il est évident qu’un tel dispositif procure de nombreux avantages et permet d’achever les buts et objets énoncés dans l’introduction. En particulier, un dispositif selon la présente invention offre la possibilité d’utiliser un dispositif de génération d’électricité dans le cadre de plusieurs types d’application dans le domaine de l’horlogerie. L’utilisateur d’une pièce d’horlogerie équipée d’un tel dispositif dispose notamment en tout moment de la possibilité de générer, sur demande, un courant électrique qui peut être utilisé pour tout type d’application dans des montres, notamment dans de montres mécaniques, par exemple pour illuminer temporairement le cadran de la montre. Le dispositif de génération d’électricité est de construction simple et robuste, peu encombrant, fiable lors de son utilisation, et dispose d’un coût de production modéré en comparaison aux dispositifs de l’art antérieur. Les raisons pour cela résident en outre dans le fait qu’un dispositif selon la présente invention ne nécessite pas de nombreuses parties complexes qui sont présentes dans des dispositifs de l’art antérieur, tel qu’un redresseur ou un accumulateur, voire même une masse oscillante. Par ailleurs, il convient aussi de mentionner que le dispositif selon la présente invention peut être décliné dans plusieurs variantes et dispose donc d’un principe de construction flexible, ainsi qu’il peut être intégré dans nombreuses pièces d’horlogerie sans nécessiter de modification importantes.In view of the above explanations relating to the structure and operation of the device according to the present invention, it is obvious that such a device provides numerous advantages and makes it possible to achieve the aims and objects set out in the introduction. In particular, a device according to the present invention offers the possibility of using an electricity generation device within the framework of several types of application in the field of watchmaking. The user of a timepiece equipped with such a device has in particular at any time the possibility of generating, on request, an electric current which can be used for any type of application in watches, in particular in mechanical watches, for example to temporarily illuminate the watch face. The electricity generation device is of simple and robust construction, compact, reliable in use, and has a moderate production cost compared to the devices of the prior art. The reasons for this further lie in the fact that a device according to the present invention does not require many complex parts which are present in devices of the prior art, such as a rectifier or an accumulator, or even a mass. oscillating. Furthermore, it should also be mentioned that the device according to the present invention can be declined in several variants and therefore has a flexible construction principle, as well as it can be integrated into numerous timepieces without requiring significant modification. .
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