CH711851B1

CH711851B1 - Ressort d'entraînement bidirectionnel pour pièce d'horlogerie.

Info

Publication number: CH711851B1
Application number: CH17622015A
Authority: CH
Inventors: Eisenegger Kilian
Original assignee: Sellita Watch Co S A
Priority date: 2015-12-02
Filing date: 2015-12-02
Publication date: 2019-11-29
Also published as: CH711851A1

Abstract

L’invention concerne un ressort d’entraînement bidirectionnel (1) pour pièce d’horlogerie, comprenant: un moyeu (3) destiné à être solidaire en rotation d’un axe (23) d’un mobile meneur (2); un élément élastique (7) s’étendant depuis le moyeu et autour d’une partie du moyeu (3); un doigt (5) prévu à l’extrémité libre de l’élément élastique (7), le doigt (5) présentant un flanc amont (5a) destiné à entraîner dans un premier sens de rotation un mobile de calendrier (9) comportant une denture, et un flanc aval (5b) destiné à entrer en contact avec une surface de butée (13) que comporte le moyeu (3). Selon l’invention, le doigt (5) présente une forme substantiellement en triangle, le flanc aval (5b) et la surface de butée (13) étant agencés de telle sorte qu’ils puissent coopérer afin que le doigt (5) puisse entraîner ledit mobile de calendrier (9) dans ledit premier sens lorsque le ressort d’entraînement (1) est mené par le mobile meneur (2), et de telle sorte que le doigt (5) puisse s’escamoter lorsque le doigt (5) pénètre dans la denture du mobile de calendrier (9) et lorsque le mobile de calendrier (9) est entraîné dans un second sens de rotation inverse audit premier sens de rotation.

Description

Description Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un ressort d’entraînement bidirectionnel pour un mécanisme de calendrier pour pièce d’horlogerie et un mobile d’entraînement.

Etat de la technique [0002] Plusieurs genres de systèmes d’entraînement d’un mobile de quantième, de jour ou de date sont connus dans l’art antérieur. Parmi les plus courants sont les systèmes d’entraînement quasi-instantané, qui utilisent un ressort d’entraînement comprenant un doigt escamotable mené par le mouvement de base, typiquement en raison d’un tour en 24 heures. Un exemple de ce genre de système est divulgué par le document FR 1 467 726. Dans ce système, le doigt se trouve à l’extrémité d’un élément élastique qui suit un arc de cercle ou une section de spirale s’étendant autour d’une partie du moyeu. Ce dernier est solidaire en rotation d’un axe entraîné par le mouvement à raison d’un tour en 24 heures. Aux alentours de minuit, le doigt vient s’appuyer contre une dent du mobile de quantième, fléchissant ainsi le ressort jusqu’à ce qu’une butée formant partie du doigt entre en contact avec une butée rigide formant partie du moyeu. Le mobile d’entraînement continuant à tourner, à un certain moment la force appliquée par le doigt sur la dent du mobile de quantième surmonte la force de rétention engendrée par un sautoir de positionnement. Le mobile de quantième échappe donc la rétention du sautoir, et est propulsé d’un pas dans le sens d’entraînement par l’énergie stockée dans le ressort, avant d’être positionné à nouveau par le sautoir.

[0003] Lors d’une correction manuelle du quantième, le mobile de quantième est entraîné typiquement dans le même sens que lors d’un entraînement par le mouvement. Afin que le système ne se bloque par lorsque la correction s’effectue aux alentours de minuit, la face aval du doigt est pourvue d’une surface biseautée, qui agit en tant que came afin d’escamoter le doigt lors du passage d’une dent du mobile de quantième.

[0004] Néanmoins, ce genre de ressort entraîneur est peu apte pour une application dans laquelle le mobile est mené par le ressort entraîneur dans le sens inverse, ce qui est souvent le cas dans un mécanisme d’affichage du jour de la semaine ou du mois, comme illustré dans la fig. 1.

[0005] Cette figure illustre un ressort d’entraînement 1 de type moderne, communément utilisé dans les pièces d’horlogerie à quantième. Ce ressort d’entraînement est agencé pour entraîner un mobile de calendrier, en l’espèce une étoile 9 (qui peut également être tout autre mobile adapté, par exemple une couronne de quantième, une roue à dents conventionnelles ou similaire) à quatorze dents 11, cette dernière étant associée à un affichage du jour de la semaine (non illustré). Le ressort d’entraînement 1 comprend un moyeu 3 rigide, qui est solidaire en rotation avec un mobile 24-heures 2, ce mobile 2 étant entraîné par le mouvement de base en raison d’un tour en 24 heures dans le sens horaire selon la vue de la fig. 1, et constitue donc un mobile meneur. L’ensemble du ressort d’entraînement 1 et le mobile 24-heures 2 forment un mobile d’entraînement.

[0006] Le ressort d’entraînement 1 comprend un doigt 5 lié au moyeu 3 par l’intermédiaire d’un élément élastique 7 en section de spiral ou en arc de cercle, le doigt s’étendant en dehors du plan de l’élément élastique 7. Lors de son parcours, le doigt pénètre dans la denture de l’étoile 9 afin qu’une rotation du ressort d’entraînement 1 d’un tour dans le sens horaire entraîne l’étoile 9 d’un pas dans le sens antihoraire, de la même manière que décrite ci-dessus. Si la force appliquée par l’élément élastique 7 est insuffisante en soi pour entraîner l’étoile 9, le doigt bute contre une surface de butée 13 que comporte le moyeu 3, et le ressort d’entraînement agit donc en tant qu’élément rigide.

[0007] Pour la complétude, il est noté par ailleurs que l’extrémité de l’élément élastique 7 est munie d’une première surface inclinée 17 qui coopère avec une seconde surface inclinée 15 complémentaire prévue sur le moyeu 3. Ces surfaces assurent que, si les aiguilles de la montre sont corrigées dans le sens antihoraire, ce qui entraîne également le mobile 24-heures 2 dans le sens antihoraire, ces surfaces inclinées 15, 17 coopèrent afin d’escamoter le doigt 7 de la denture de l’étoile afin de ne pas l’entraîner dans cette situation.

[0008] Cependant, en cas de correction de l’étoile 9 aux alentours de minuit dans le sens inverse à son entraînement par le ressort d’entraînement 1, un blocage peut en résulter. Une modélisation de cette situation est illustrée sur la fig. 2 dans laquelle il apparaît clairement que le doigt 5 bute contre la surface de butée 13 du moyeu 3 et donc bloque la rotation de l’étoile 9 puisque la dent 11 est bloquée par le doigt 5. Cette situation peut même endommager le mécanisme si l’utilisateur essaye de forcer la correction en appliquant une force excessive.

[0009] Le but de l’invention est par conséquent de proposer un ressort d’entraînement qui évite le blocage susmentionné lors d’une correction de l’étoile 9 dans le sens inverse aux alentours de minuit.

Divulgation de l’invention [0010] De façon plus précise, l’invention concerne un ressort d’entraînement bidirectionnel pour pièce d’horlogerie, comprenant un moyeu destiné à être solidaire en rotation d’un axe d’un mobile meneur tel qu’un mobile 24-heures, un élément élastique s’étendant depuis le moyeu et autour d’une partie du moyeu, par exemple tangentiellement en arc de cercle ou selon une section de spiral, et un doigt prévu à l’extrémité libre de l’élément élastique. Le doigt présente un flanc amont

CH 711 851 B1 destiné à entraîner un mobile de calendrier, qui comporte une denture, dans un premier sens de rotation, et un flanc aval destiné à rentrer en contact avec une surface de butée que comporte le moyeu.

[0011] Selon l’invention, le doigt présente une forme substantiellement en triangle, par exemple à sommet arrondi ou tronqué. Le flanc aval et la surface de butée sont agencés de telle sorte qu’ils coopèrent:

- d’un côté pour entraîner le mobile de calendrier dans ledit premier sens par l’intermédiaire du doigt lorsque le ressort d’entraînement est mené par le mobile meneur, et

- de l’autre côté pour permettre au doigt de s’escamoter lorsque le doigt pénètre dans la denture du mobile de calendrier et lorsque le mobile de calendrier est entraîné dans un second sens de rotation inverse audit premier sens de rotation, c’est-à-dire lors d’une correction dans le sens inverse du mobile de calendrier quelque peu de temps avant qu’il soit entraîné par le ressort d’entraînement.

[0012] La géométrie exacte de la forme de la dent ainsi que celle de la surface de butée et les propriétés élastiques de l’élément élastique peuvent être modélisées et calculées pour répondre aux conditions susmentionnées en fonction de la forme de la denture du mobile de calendrier, et la force de rétention de ce mobile (due par exemple à un sautoir de positionnement, une friction, une détente à billes ou similaire qui sert à positionner le mobile).

[0013] Par conséquent, compte tenu du fait que la dent peut s’escamoter, il n’engendre pas de blocage du système lors de la correction du mobile de calendrier à tout moment, même juste avant son entraînement habituel par le ressort.

[0014] Avantageusement, en position de repos du ressort, l’angle que fait le flanc amont avec un rayon passant par le sommet du doigt se différencie de moins que 10%, de préférence moins que 5%, de l’angle que fait le flanc aval avec ledit rayon. Lesdits flancs sont donc substantiellement symétriques par rapport audit rayon.

[0015] Avantageusement, le flanc aval est droit, et ne comporte donc pas d’arête, ce qui assure une coopération prévisible avec la surface de butée.

[0016] Avantageusement, l’angle entre le flanc amont et le flanc aval, considéré dans le plan du ressort d’entraînement, est compris entre 40° et 50°, de préférence entre 43° et 47°.

[0017] Avantageusement, la surface de butée est en forme d’arc de cercle.

[0018] Avantageusement, le diamètre dudit cercle représente entre 15% et 30% de la distance entre l’axe de rotation du ressort et le centre géométrique dudit cercle.

[0019] L’invention concerne également un mobile d’entraînement pour entraîner un mobile de calendrier pour pièce d’horlogerie. Ce mobile d’entraînement comprend une roue destinée à être entraînée par un mouvement horloger (par exemple une roue 24-heures) et un ressort comme défini ci-dessus qui est solidaire en rotation avec ladite roue.

Brève description des dessins [0020] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels:

Fig. 1 est une vue d’une partie d’un mécanisme de calendrier selon l’art antérieur;

Fig. 2 est une vue d’une modélisation de l’interaction entre une dent d’une étoile et le doigt du ressort d’entraînement lorsque l’étoile est entraînée dans le sens inverse à son sens d’entraînement habituel;

Fig. 3 est une vue perspective d’un ressort d’entraînement selon l’invention;

Fig. 4 est une vue partielle d’un mécanisme de calendrier comprenant un ressort d’entraînement selon l’invention, le ressort étant en position de repos;

Fig. 5 est une vue partielle du mécanisme de la fig. 4 lorsque le ressort d’entraînement entraîne le mobile de calendrier;

Fig. 6 est une vue d’une partie de la fig. 5, sur laquelle la répartition des forces agissant sur le doigt a été représentée;

Fig. 7 est une vue partielle d’un mécanisme de calendrier comprenant un ressort d’entraînement selon l’invention lors d’une correction en sens inverse du mobile de calendrier; et

Fig. 8 est une vue d’une partie de la fig. 7, sur laquelle la répartition des forces agissant sur le doigt a été représentée.

Mode de réalisation de l’invention [0021] Les fig. 3 et 4 illustrent un ressort d’entraînement 1 bidirectionnel selon l’invention, en état de repos. Ce ressort d’entraînement 1 se différencie de celui de l’art antérieur décrit en référence à la fig. 1 principalement dans la forme du

CH 711 851 B1 doigt 5, ainsi que celle de la surface de butée 13. Comme c’est le cas pour le ressort 1 de l’art antérieur, il est solidaire en rotation d’un mobile meneur 2, dans le cas d’espèce un mobile 24-heures, et dans l’exemple illustré cette solidarisation s’effectue par l’intermédiaire d’ergots 19, qui coopèrent avec des encoches ou rainures 21 complémentaires prévues sur l’axe 23 du mobile 24-heures 2. Naturellement, d’autres moyens de couplage entre le ressort 1 et le mobile 24-heures 2 sont connus de l’homme du métier, par exemple le rivetage, le soudage, le collage, une ou plusieurs goupille, une forme polygonale ou à cannelures, ou similaire.

[0022] Le ressort d’entraînement 1 tel qu’illustré présente une épaisseur constante, mais il n’est pas à exclure que la partie qui interagit avec la denture de l’étoile 9 peut s’étendre perpendiculairement au plan du reste du ressort 1, comme c’est le cas pour le ressort 1 de la fig. 1.

[0023] Le doigt 5 est de forme de bec triangulaire à sommet arrondi, ses flancs étant orientés symétriquement par rapport au rayon r coupant le sommet du doigt 5. Par la suite, le terme «flanc amont» est utilisé pour indiquer le flanc 5a côté élément élastique 7, qui est en amont par rapport au sens d’entraînement standard indiqué par la flèche, et le terme «flanc aval» est utilisé pour indiquer le flanc 5b côté surface de butée 13, qui est en aval par rapport au sens d’entraînement standard.

[0024] Les flancs font un angle a entre eux compris entre 40° à 50°, idéalement substantiellement 45°, et le flanc aval s’étend suffisamment vers l’intérieur du ressort 1 pour qu’il puisse coopérer avec la surface de butée 13, comme découlera plus clairement par la suite.

[0025] La surface de butée 13 est formée par l’extrémité d’une protubérance 31 substantiellement rigide, qui s’étend en saillie du moyeu 3 suivant la direction opposée à l’élément élastique, en direction du doigt 5. La surface de butée 13 est, dans l’exemple illustré, arrondie selon un arc de cercle, ce cercle ayant un diamètre 13d compris entre 15% et 30% de la distance 13r entre l’axe de rotation A du ressort 1 et le centre géométrique dudit cercle définissant ledit arc. Il va de soi que la butée pourra être réalisée par tout moyen approprié tel que par une goupille ou toute autre pièce solidaire du mobile.

[0026] La fig. 5 illustre la relation entre les composants lors de l’entraînement de l’étoile 9 par le ressort d’entraînement

I, aux alentours de minuit. Le ressort 1 a été entraîné par le mobile 24-heures 2 dans le sens de la flèche jusqu’au point où le flanc aval 5b est entré en butée contre la surface de butée 13, tout en fléchissant l’élément élastique 7, et la force de rétention d’un sautoir 27, qui sert à positionner l’étoile 9 de manière conventionnelle, a partiellement été vaincue.

[0027] L’angle du flanc amont 5a, du flanc aval 5b, la position et le diamètre de la surface de butée, la raideur de l’élément élastique 7 ainsi que la géométrie et la force de rappel du sautoir sont choisis afin que le flanc aval 5b glisse sur la surface de butée 13 et le doigt 5 ne s’escamote pas suffisamment pour laisser échapper une dent 11 de l’étoile. En effet, la rétention du sautoir 27 est surmontée avant que le doigt 5 ne soit suffisamment escamoté pour laisser échapper la dent

II. Par conséquent, le ressort 1 peut entraîner l’étoile 9.

[0028] La fig. 6 représente schématiquement la répartition des forces sur le doigt 5 dans l’état illustré sur la fig. 5. Afin de ne pas alourdir cette figure, les signes de référence ont été omis.

[0029] La force F1 est exercée entre le sommet du doigt 5 sur le côté du flanc amont 5a et le flanc de la dent 11 avec lequel il est en contact, selon une direction normale à la tangente du point de contact entre ces deux composants. La composante tangentielle (considérée par rapport au ressort d’entraînement 1) de la force de réaction à cette force F1 génère un couple sur l’étoile 9 qui est en équilibre avec celui généré par la force de rétention exercée par le sautoir 27 (non illustré sur cette figure). La composante radiale de la force F1 tend à faire escamoter le doigt 5, en le faisant rapprocher à l’axe de rotation A du ressort 1.

[0030] Le flanc aval 5b du doigt 5 étant en contact avec la surface de butée 13, une force F2 perpendiculaire au flanc aval 5b, au point de contact avec la surface de butée 13, est engendrée, cette force ayant une composante tangentielle s’opposant à celle de la force F1, et une légère composante radiale vers l’axe de rotation du ressort 1. Finalement, l’élément élastique 7 exerce une force de rappel F3 qui s’applique principalement dans la direction radiale vers l’extérieur, mais également légèrement dans la direction tangentielle dans le sens horaire, et s’oppose aux autres forces F1, F2.

[0031] La fig. 7 illustre la relation entre les composants du mécanisme lors d’une correction dans le sens arrière de l’étoile 9 au moyen d’un mobile de correction 29, qui est de forme conventionnelle, aux alentours de minuit. Le mobile de correction 29 comprend des doigts rigides qui entraînent l’étoile 9 à rencontre de la force de maintien fournie par le sautoir 27. En même temps, si le doigt 5 du ressort d’entraînement 1 se trouve en pénétration dans la denture de l’étoile 9, comme c’est le cas sur la fig. 7, le flanc d’une dent 11 de l’étoile 9 s’appuie contre le flanc amont 5a du doigt 5 jusqu’à ce que le flanc aval 5b du doigts entre en contact avec la surface de butée 15, sur laquelle le flanc aval 5b glisse à rencontre de la force de rappel fournie par l’élément élastique 7, qui se fléchit en conséquence et permet au doigt 5 de s’escamoter suffisamment pour qu’il échappe la dent 11, et le mobile 9 n’est pas bloqué.

[0032] La fig. 8 illustre la répartition des forces qui s’exercèrent sur le doigt 5 lorsque les composants du mécanisme se trouvent dans la configuration illustrée sur la fig. 7.

[0033] A nouveau, un flanc d’une dent 11 de l’étoile 9 appuie selon une force F1 contre le sommet du doigt 5, vers le côté du flanc amont 5a, cette force F1 étant normale à la tangente du point de contact entre ces deux composants. La force F1

CH 711 851 B1 présente une composante radiale par rapport au ressort d’entraînement en direction de son axe de rotation, ainsi qu’une composante tangentielle dans le sens antihoraire par rapport à la vue de la fig. 8.

[0034] Par ailleurs, la surface de contact 13 exerce une force F2 perpendiculaire au flanc aval 5b du ressort d’entraînement 1, et l’élément élastique exerce une force F3 en fléchissement, ces trois forces F1, F2 et F3 étant en équilibre.

[0035] Le ressort entraîneur 1 décrit ci-dessus est également apte à entraîner un mobile ou une couronne de quantième conventionnel dans un sens de rotation identique au sens de rotation, car l’élément élastique 7 présente suffisamment de raideur pour effectuer l’entraînement d’une telle couronne même si le doigt 5 se déplace lors de l’entraînement en s’éloignant de la surface de butée 13.

Claims

Revendications

1. Ressort d’entraînement (1) pour pièce d’horlogerie, comprenant:

- un moyeu (3) destiné à être solidaire en rotation d’un axe (23) d’un mobile meneur (2);

- un élément élastique (7) s’étendant depuis le moyeu et autour d’une partie du moyeu (3);

- un doigt (5) prévu à l’extrémité libre de l’élément élastique (7), le doigt (5) présentant un flanc amont (5a) destiné à entraîner dans un premier sens de rotation un mobile de calendrier (9) comportant une denture, et un flanc aval (5b) destiné à entrer en contact avec une surface de butée (13) que comporte le moyeu (3);

caractérisé en ce que le doigt (5) présente une forme substantiellement en triangle, le flanc aval (5b) et la surface de butée (13) étant agencés de telle sorte qu’ils puissent coopérer afin que le doigt (5) puisse entraîner ledit mobile de calendrier (9) dans ledit premier sens lorsque le ressort d’entraînement (1) est mené par le mobile meneur (2), et de telle sorte que le doigt (5) puisse s’escamoter lorsque le doigt (5) pénètre dans la denture du mobile de calendrier (9) et lorsque le mobile de calendrier (9) est entraîné dans un second sens de rotation inverse audit premier sens de rotation.
2. Ressort d’entraînement (1) selon la revendication précédente, dans lequel, en position de repos du ressort d’entraînement (1), l’angle que fait le flanc amont (5a) avec un rayon (r) passant par le sommet dudit doigt (5) se différencie de moins que 10%, de préférence moins que 5%, de l’angle que fait le flanc aval (5b) avec ledit rayon (r).
3. Ressort d’entraînement (1) selon la revendication précédente, dans lequel le flanc aval (5b) est droit.
4. Ressort d’entraînement (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel l’angle entre le flanc amont (5a) et le flanc aval (5b) est compris entre 40° et 50°, de préférence entre 43° et 47°.
5. Ressort d’entraînement (1) selon l’une des revendications précédentes, dans lequel la surface de butée (13) est en forme d’arc de cercle.
6. Ressort d’entraînement (1) selon la revendication précédente, dans lequel le diamètre dudit cercle représente entre 15% et 30% de la distance entre l’axe de rotation du ressort d’entraînement (1) et le centre géométrique dudit cercle.
7. Mobile d’entraînement d’un mobile de calendrier pour pièce d’horlogerie, comprenant une roue (2) destinée à être entraînée par un mouvement horloger et un ressort d’entraînement (1) selon l’une des revendications précédentes solidaire en rotation avec ladite roue (2).

CH 711 851 B1

17 Figure 1 (art antérieur)