CH712957A2 - Montre à remontage automatique. - Google Patents

Abstract

L’invention se rapporte à une montre à remontage automatique comprenant un mouvement associé à un dispositif de remontage (1) d’un ressort de barillet comprenant une masse oscillante (2) pivotant autour d’un axe (A), un rouage démultiplicatif (7) coopérant avec la masse oscillante (2) pour transmettre le couple au barillet, une unité de stockage d’énergie électrique (4), une cellule photovoltaïque (3) agencée pour recevoir la lumière ambiante et charger l’unité de stockage d’énergie électrique (4), un circuit de commande (5) connecté aux bornes de ladite unité de stockage d’énergie électrique (4), et des moyens d’entraînement (6) connectés au circuit de commande (5) et couplés à la masse oscillante (2) pour la déplacer. Selon l’invention, l’unité de stockage d’énergie électrique (4), le circuit de commande (5) et les moyens d’entraînement (6) sont intégrés à la masse oscillante (2).

Description

Description

Domaine de l’invention [0001] La présente invention concerne le domaine technique des dispositifs de remontage automatique. Plus précisément, l’invention concerne un dispositif permettant de remonter un ressort de barillet, par exemple d’une pièce d’horlogerie, au moyen de l’énergie lumineuse ambiante par le biais d’une cellule photovoltaïque.

Arrière-plan de l’invention [0002] Les mouvements de montre nécessitent des moyens moteurs pour fournir l’énergie à un ensemble de mécanismes servant à donner au moins une indication temporelle.

[0003] Pour les montres mécaniques, il s’agit d’un ressort moteur ou ressort de barillet qui s’arme sous l’action d’un remontoir actionné manuellement ou grâce aux mouvements du porteur qui sont transmis au ressort de barillet via une masse oscillante reliée à un rouage de démultiplication. L’invention se rapporte aux mouvements horlogers à remontage automatique mettant en oeuvre une masse oscillante.

[0004] La masse oscillante peut, selon le mécanisme auquel elle est associée, soit armer le ressort en utilisant l’énergie que la masse produit uniquement dans un seul sens de rotation, soit dans les deux sens de rotation.

[0005] Généralement, la masse oscillante est montée guidée en rotation sur un axe avec un balourd. Lorsque cette masse oscillante se déplace dans un premier sens de rotation, dit sens d’armage, elle entraîne un train de rouage de transmission qui arme un ressort du barillet. Lorsque le déplacement de la masse se fait dans l’autre sens dit sens libre, cette masse oscillante n’agit plus sur le rouage de transmission du ressort, elle est libre en rotation. En l’absence de mouvement du porteur, la masse retourne à son point d’équilibre grâce au balourd après plusieurs oscillations lui ayant permis d’armer le ressort à chaque fois qu’elle se déplaçait dans le sens de l’armage.

[0006] Le mouvement du bras du porteur de la montre peut engendrer une rotation dans l’un ou l’autre des sens de rotation de la masse de manière à récupérer l’énergie.

[0007] On connaît également des dispositifs de remontage automatique comprenant un moteur destiné à déplacer la masse oscillante et permettant de remonter le ressort de barillet. Un tel dispositif est décrit dans le document EP 0320 754. Cependant le couple requis pour le remontage du ressort est assez élevé ce qui implique un moteur puissant, donc plus encombrant, ou un grand rapport d’engrenage également encombrant.

Résumé de l’invention [0008] L’invention a notamment pour objectif de pallier aux différents inconvénients de ces techniques connues.

[0009] Plus précisément, un objectif de l’invention est de fournir un dispositif de remontage automatique qui permet de réduire le couple requis pour remonter le ressort de barillet.

[0010] Un autre objectif de l’invention est de remonter la montre lorsqu’elle n’est pas portée et ainsi la garder en fonctionnement, ainsi que de conserver la fonction de la masse oscillante lorsqu’elle est portée.

[0011] Encore un autre objectif de l’invention est de fournir un dispositif «plug-and-play», l’invention permettant de remplacer la masse oscillante d’un mouvement existant sans changements majeurs.

[0012] Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints selon l’invention à l’aide d’une montre à remontage automatique comprenant un mouvement associé à dispositif de remontage d’un ressort de barillet comprenant:

- une masse oscillante pivotant autour d’un axe;

- un rouage démultiplicatif coopérant avec la masse oscillante pour transmettre le couple au barillet;

- une unité de stockage d’énergie électrique;

- une cellule photovoltaïque agencée pour recevoir la lumière ambiante et charger l’unité de stockage d’énergie électrique;

- un circuit de commande connecté aux bornes de ladite unité de stockage d’énergie électrique; et

- des moyens d’entraînement connectés au circuit et couplé à la masse oscillante pour la déplacer.

[0013] Selon l’invention, l’unité de stockage d’énergie électrique, le circuit de commande et les moyens d’entraînement sont préférablement intégrés dans la masse oscillante.

[0014] Conformément à d’autres variantes avantageuses de l’invention:

- les moyens d’entraînement comprennent au moins un micromoteur agencé pour coopérer avec la montre de manière à déplacer la masse oscillante autour de l’axe;

- les moyens d’entraînement comprennent un anneau denté, solidaire de la montre, et coopérant avec les moyens d’entraînement;

- les moyens d’entraînement comprennent un axe de transmission supportant un pignon engrenant avec ledit anneau denté;

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- l’anneau denté a un diamètre identique ou légèrement supérieur au diamètre du mouvement;

- les moyens d’entraînement comprennent une roue multipolaire agencée pour coopérer avec la montre de manière à déplacer la masse oscillante autour de l’axe;

- les moyens d’entraînement comprennent un anneau denté en matériau ferromagnétique, solidaire de la montre, et coopérant avec ladite roue multipolaire;

- l’unité de stockage de l’énergie comprend un supercondensateur, un condensateur, une inductance ou une batterie;

- la cellule photovoltaïque est montée préférentiellement sur la face visible de la masse oscillante, mais peut aussi être montée sur l’autre face pour un mouvement squelette, par exemple;

- la cellule solaire est assemblée sur la montre.

[0015] L’invention concerne aussi et notamment toutes pièces d’horlogerie conformément à l’invention.

Description sommaire des dessins [0016] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné à titre de simple exemple illustratif et non limitatif, et des figures annexées, parmi lesquelles:

la fig. 1 est une vue schématique d’un dispositif de remontage équipant une montre conforme à l’invention selon un premier mode de réalisation;

la fig. 2 est une vue schématique d’un dispositif de remontage équipant une montre conforme à l’invention selon un deuxième mode de réalisation.

Description détaillée des modes de réalisation préférés [0017] Un exemple de réalisation d’une montre selon l’invention sera décrit dans le cadre d’une application particulièrement avantageuse représentée sur la fig. 1. Le dispositif de remontage 1 est associé à un mouvement de montre mécanique conventionnel, l’ensemble formant une montre automatique dans laquelle l’énergie de remontage, au lieu ou en plus d’être produite par les mouvements du bras du porteur de la montre, est fournie par la lumière ambiante. La montre sera donc remontée, lorsqu’elle est portée ou non, aussi longtemps qu’elle recevra de l’énergie lumineuse.

[0018] Le dispositif de remontage 1 utilise, pour transformer l’énergie de la lumière ambiante naturelle ou artificielle en énergie électrique, une cellule photovoltaïque 3, la cellule pouvant être disposée sur la masse oscillante 2 de la montre de manière à recevoir de la lumière lorsque la montre n’est pas portée ou bien côté cadran lorsqu’elle est portée, l’homme du métier pourrait également envisager une combinaison des deux. La cellule photovoltaïque 3 peut comporter plusieurs cellules élémentaires, par exemple de type à hétérojonction, connectées en série et/ou en parallèle pour fournir du courant. Ce courant est susceptible de varier dans de fortes proportions, suivant que la montre se trouve dans la pénombre ou en plein soleil.

[0019] Une unité de stockage d’énergie électrique 4 est connectée à la cellule photovoltaïque 3 afin de stocker l’énergie produite par cette cellule. L’unité de stockage d’énergie électrique 4 peut se présenter sous la forme d’une batterie rechargeable, d’un supercondensateur, ou encore sous la forme d’un simple condensateur céramique ou d’une inductance. La cellule photovoltaïque 3 et l’unité de stockage d’énergie électrique 4 sont ensuite connectées au circuit de commande 5 qui fournit à sa sortie des impulsions motrices à des moyens d’entraînement 6.

[0020] Selon un premier mode de réalisation, les moyens d’entraînement 6 comprennent un micromoteur de type brushless, ou un moteur pas à pas de type Lavet bien connu dans l’industrie horlogère, ou un moteur à flux axial par exemple, ou encore un moteur de type piézoélectrique, le micromoteur comprenant un arbre de transmission au bout duquel est monté un pignon 61 agencé pour coopérer avec un anneau denté 60, ou encore un secteur denté, formé dans la montre ou assemblé sur cette dernière. De cette manière, lorsque le micromoteur est actif, il déplace la masse oscillante 2 autour de l’axe A, ce qui a pour effet de remonter le ressort de barillet par le biais d’un rouage démultiplicatif 7 communément utilisé dans les montres mécaniques à remontage automatique. Une telle solution a pour avantage de nécessiter un couple bien moins important que les dispositifs connus grâce à la démultiplication qu’offre le rouage 7.

[0021] Selon un deuxième mode de réalisation présenté en fig. 2, les moyens d’entraînement 6 comprennent un couplage magnétique entre une roue 62, composée d’aimants ou d’un aimant monobloc, entraînée par le micromoteur et une roue crantée 63 ferromagnétique solidaire de la montre, les aimants de la roue 62 étant attirés par les crans de la roue crantée 63 ce qui entraîne la masse oscillante 2 sans qu’il y ait de contact.

[0022] La force du couplage magnétique est choisie de sorte à entraîner la masse oscillante 2 jusqu’à un certain couple inférieur au couple maximal du ressort de barillet. Ceci évite de stresser le ressort, et laisse la masse oscillante 2 faire son travail de remontage au porté. De plus, l’absence de contact permet d’éviter des contraintes importantes sur les dents des engrenages en cas de choc dues à la grande inertie de la masse oscillante 2.

[0023] En supposant la cellule photovoltaïque 3 éclairée et l’unité de stockage d’énergie électrique 4 initialement déchargée, le courant fourni par la cellule photovoltaïque 3 a pour effet de charger l’unité de stockage électrique 4 et faire croître

CH 712 957 A2 sa tension ou son courant. Au bout d’un certain temps, la tension ou le courant aux bornes de l’unité de stockage 4 atteignant la valeur correspondant à une valeur de référence, le circuit 5 se comporte comme un interrupteur, connectant les bornes de l’unité de stockage 4 aux bornes des moyens d’entraînement 6 durant un intervalle de temps prédéterminé. L’unité de stockage 4 fournit alors une impulsion motrice bien définie aux moyens d’entraînement 6 pour les faire avancer d’un ou plusieurs pas.

[0024] De manière avantageuse, la transmission peut être contrôlée en fonction de la position de la montre. Dans le cas où la montre est en position horizontale ou à plat, l’effet de la gravité est négligeable et la masse oscillante 2 est mise en rotation de manière continue. Et dans le cas où la montre est en position verticale ou sur la tranche, la masse oscillante 2 est remontée d’un certain angle, par exemple à 90°, avant d’être relâchée de manière à ce que la masse 2 oscille sous l’effet de la gravité jusqu’à son retour en position d’équilibre. Une fois que la position d’équilibre est atteinte, le cycle recommence. A titre d’exemple, dans des conditions d’éclairage normal, le micromoteur peut effectuer environ vingt-cinq pas par seconde. Généralement, cinq tours de barillet suffisent pour remonter le ressort, ce qui correspond à cinq cent tours de la masse oscillante, soit deux cent cinquante milles pas du micromoteur, ou encore 500 pas par tour de la masse oscillante. Il suffirait donc d’environ trois heures pour remonter le ressort de barillet.

[0025] Selon un autre mode de réalisation particulier de l’invention, la montre présente des zones volontairement ombragées de manière à priver la cellule photovoltaïque 3 de lumière périodiquement, et ainsi générer des impulsions nécessaires à l’alimentation des moyens d’entraînement 6. Une telle variante permettrait par exemple de s’affranchir du circuit électronique 5.

[0026] Selon une variante de l’invention, le circuit électronique 5 comprend des moyens de mesure de la quantité d’énergie fournie et/ou le profil de courant nécessaire pour alimenter le moteur et/ou le nombre de pas effectués, afin de détecter le moment ou le barillet est entièrement remonté. Ce moment détecté, le circuit électronique 5 cesse d’envoyer des impulsions au micromoteur de manière à ne pas user le ressort de barillet.

[0027] Le mouvement de montre qui est associé au dispositif de remontage 1 comporte, de son côté, un ressort de barillet, un rouage entraîné par le ressort, un oscillateur mis en oscillation par le rouage pour stabiliser la rotation des différents mobiles du mouvement, et un affichage de l’heure commandé par ce rouage. Le ressort de barillet est enfin couplé au train d’engrenages 7 pour être armé à chaque pas effectué par les moyens d’entraînement 6. Le mouvement et le dispositif de remontage constituent ainsi le cœur d’une montre automatique autonome ne nécessitant pour fonctionner qu’une lumière ambiante suffisante, typiquement d’environ 150/200 Lux.

[0028] Selon une autre variante de l’invention, la masse oscillante 2 comprend des bobines pour former elle-même le rotor d’un moteur. Le stator est formé par un anneau comprenant plusieurs aimants, ce qui permet à la masse oscillante 2 de se déplacer d’elle-même sans moteur, le circuit électronique 5 alimentant les bobines pour créer un champ magnétique.

[0029] Grâce à ces différents aspects de l’invention, on dispose d’une montre automatique autonome du point de vue énergétique, indiquant l’heure en permanence, et qui ne nécessite pas une action particulière pour le remontage du ressort de barillet, même lorsque la montre n’est pas portée.

[0030] Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l’exemple illustré et est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l’homme de l’art.

Claims (10)

1. Revendications

   1. Montre à remontage automatique comprenant un mouvement associé à dispositif de remontage (1) d’un ressort de barillet comprenant:

   - une masse oscillante (2) pivotant autour d’un axe A;

   - un rouage démultiplicatif (7) coopérant avec la masse oscillante (2) pour transmettre le couple au barillet;

   - au moins une unité de stockage d’énergie électrique (4);

   - au moins une cellule photovoltaïque (3) agencée pour recevoir la lumière ambiante et charger l’unité de stockage d’énergie (4);

   - un circuit de commande (5) connecté aux bornes de l’unité de stockage (4); et

   - des moyens d’entraînement (6) connectés au circuit de commande (5) et couplés à la masse oscillante (2) pour la déplacer, caractérisée en ce que l’unité de stockage d’énergie (4), le circuit de commande (5) et les moyens d’entraînement (6) sont intégrés à la masse oscillante (2).
2. 2. Montre selon la revendication 1, dans laquelle les moyens d’entraînement (6) comprennent au moins un micromoteur agencé pour coopérer avec la montre de manière à déplacer la masse oscillante (2) autour de l’axe A.
3. 3. Montre selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les moyens d’entraînement (6) comprennent un anneau denté (60), solidaire de la montre, et coopérant avec ledit au moins un micromoteur.
4. 4. Montre selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle ledit au moins micromoteur comprend un axe de transmission supportant un pignon (61) engrenant avec ledit anneau denté (60).

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5. 5. Montre selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle ledit anneau denté (60) a un diamètre identique ou légèrement supérieur au diamètre du mouvement.
6. 6. Montre selon la revendication 1, dans laquelle les moyens d’entraînement (6) comprennent une roue multipolaire (62) agencée pour coopérer avec la montre de manière à déplacer la masse oscillante (2) autour de l’axe A.
7. 7. Montre selon la revendication 6, dans laquelle les moyens d’entraînement (6) comprennent un anneau denté (63) en matériau ferromagnétique, solidaire de la montre, et coopérant avec ladite roue multipolaire (62).
8. 8. Montre selon l’une quelconques des revendications 1 à 7, dans laquelle l’unité de stockage de l’énergie (4) comprend un supercondensateur, un condensateur, une inductance ou une batterie.
9. 9. Montre selon l’une quelconques des revendications 1 à 8, dans laquelle la cellule photovoltaïque (3) est montée sur la masse oscillante (2).
10. 10. Montre selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle la cellule solaire (3) est assemblée sur la montre.

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