Résumé de l’invention [0007] L’invention se propose de fournir une solution fiable et de grande robustesse au problème de la fourniture d’un indicateur d’extension radiale variable selon sa position et sa commande.
[0008] A cet effet, l’invention concerne un mécanisme d’affichage d’horlogerie comportant au moins une telle aiguille élastique, laquelle comporte un premiercanon d’entraînement solidaire d’au moins une lame flexible, selon la revendication 1.
[0009] L’invention concerne encore un mouvement d’horlogerie comportant au moins un tel mécanisme d’affichage.
[0010] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant au moins un tel mouvement d’horlogerie, ou/et comportant au moins un tel mécanisme d’affichage.
[0011] L’invention concerne encore un appareil scientifique comportant au moins un tel mouvement d’horlogerie, ou/et comportant au moins un tel mécanisme d’affichage.
Description sommaire des dessins [0012] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où:
la fig. 1 représente, de façon schématisée et en vue en plan, une montre, en particulier une montre pour dame de forme ovale, comportant un mécanisme d’affichage selon l’invention, comportant une aiguille élastique à longueur variable, dont l’extrémité distale, qui est formée par un sommet entre deux lames flexibles, est agencée pour parcourir une trajectoire non circulaire; cette aiguille élastique est représentée dans une position à douze heures, dans laquelle l’aiguille élastique a une forme d’amande, et où le sommet est dans sa position la plus éloignée d’un axe de sortie;
la fig. 2 représente, de façon similaire à la fig. 1, la même montre, dans une position à six heures de l’aiguille élastique qui a alors une forme de cœur, et où le sommet est dans sa position la plus proche d’un axe de sortie;
la fig. 3 représente, de façon similaire à la fig. 1, la même montre, dans la même position et dans la forme en amande de l’aiguille élastique, cette vue montre une trajectoire du sommet qui, par rapport à l’axe de sortie, est en élongation sur un angle de 120°de huit heures à douze heures, et en raccourcissement sur un autre angle de 120°de douze heures à quatre heures; cette même trajectoire est sensiblement circulaire par rapport à un axe excentré circulaire, sur un angle d’environ 240°,
CH 715 211 A2 de la position à huit heures à la position à douze heures, et de cette dernière à la position à quatre heures;
la fig. 4 représente, de façon similaire à la fig. 2, la même montre, où le sommet de l’aiguille est dans la position à quatre heures, et où la forme de cette aiguille élastique est désormais une forme de cœur, après un changement de forme intervenu avant cette position à quatre heures;
la fig. 5 représente, de façon similaire à la fig. 4, la même montre, où le sommet de l’aiguille est dans la position à huit heures, et où sa forme est toujours le même cœur, le sommet a parcouru, entre les représentations de la fig. 4 et de la fig. 5, un cercle ici centré sur l’axe de sortie, et avant un nouveau changement de forme après cette position à huit heures, pour retrouver la forme en amande de la fig. 3;
la fig. 6 représente, de façon schématisée et en vue en plan, l’aiguille élastique des fig. 1 à 5, dans une position de service contrainte, où deux canons d’extrémité qu’elle comporte, aux extrémités de ses deux lames flexibles, sont alignés et superposés l’un à l’autre, chacun entraîné par un mobile différent;
la fig. 7 est une variante de la fig. 6, où le sommet comporte un œil agencé pour permettre une visualisation particulière sur un cadran;
la fig. 8 représente, de façon similaire à la fig. 1, la même montre, dans la même position et dans une forme à vide, en amande, de l’aiguille élastique, laquelle est libre, dans un état non contraint, et fixée à un mobile d’entraînement par un seul de ses canons;
la fig. 9 est une vue de gauche de la montre de la fig. 8;
la fig. 10 représente, de façon similaire à la fig. 1, la même montre, dans la même position et où l’aiguille élastique comporte un élément sécable reliant ses deux canons d’extrémité et facilitant son assemblage sur le mouvement d’horlogerie, ainsi que la manipulation du deuxième canon pour sa mise en place au-dessus du premier, avant la rupture par l’horloger des attaches fragiles reliant l’élément sécables aux deux canons;
la fig. 11 est un schéma de principe, en perspective éclatée, d’un mécanisme d’affichage selon l’invention, où une prise de mouvement, en partie inférieure de la figure, est agencée pour entraîner deux trains de rouages, le premier pour entraîner le premier canon, et le deuxième pour entraîner le deuxième canon; les flèches illustrent la transmission du mouvement; les trains de rouage comportent des rouages de forme, qui sont agencés pour accélérer, stabiliser, ou ralentir la rotation de l’un des canons par rapport à l’autre; l’aiguille élastique est représentée dans un état entièrement libre, sans élément sécable; cette vue montre, encore, une aiguille classique, coaxiale à l’aiguille élastique, pour l’affichage d’une autre information, notamment horaire;
la fig. 12 est une vue en perspective d’un mécanisme d’affichage selon une première variante de l’invention, dans laquelle un mobile d’entrée, agencé pour coopérer avec un mobile de sortie du mouvement d’horlogerie, est coaxial à un arbre d’entraînement, et à une chaussée sur laquelle le premier canon est représenté monté, le deuxième canon étant représenté dans l’état libre de l’aiguille élastique avant son positionnement coaxial au premier canon sur l’arbre d’entraînement; chaque roue de forme comporte un repérage angulaire de façon à assurer correctement l’effet de rouage de forme;
la fig. 13, similaire à la fig. 12, illustre le positionnement d’un plan de coupe, selon lequel est effectuée la coupe de la fig. 14;
la fig. 14 est une coupe partielle, selon le plan visualisée en fig. 13, d’un mouvement d’horlogerie entraînant un mécanisme selon l’invention;
la fig. 15 illustre, en vue en plan, un train de rouage à deux étages de façon à pondérer la course angulaire de chaque étage, et où chaque étage comporte un rouage de forme;
la fig. 16 est une vue en plan d’un mécanisme d’affichage selon une deuxième variante de l’invention, dans laquelle un mobile d’entrée, agencé pour coopérer avec un mobile de sortie du mouvement d’horlogerie, est distinct de l’axe de sortie, et où chaque train de rouage comporte deux étages de façon à pondérer la course angulaire de chaque étage, et où chaque étage comporte un rouage de forme;
les fig. 17 à 20 illustrent la construction des rouages de forme:
CH 715 211 A2 la fig. 17 illustre le choix d’une loi d’espace pour faire varier la longueur radiale de l’aiguille en fonction de l’écart angulaire entre ses deux canons, cette figure illustre l’angle de sortie en fonction de l’angle d’entrée;
la fig. 18 illustre le calcul des profils primitifs des dentures, selon l’entraxe choisi pour leur réalisation;
la fig. 19 illustre le calcul de la denture menante, en fonction du nombre de dents défini;
la fig. 20 illustre le calcul de la denture menée, ce qui permet ensuite le taillage des deux roues au profil ainsi défini;
la fig. 21, similaire à la fig. 17 mais renversée, illustre trois zones successives de rallongement radial de l’aiguille, stabilisation de la longueur de l’aiguille, et de raccourcissement de l’aiguille;
la fig. 22 est une vue en plan, de la superposition des trois états illustrés par les fig. 3 à 5, et les flèches mettent en évidence une phase de contraction CO de l’aiguille entre les positions à douze heures et à quatre heures de son sommet, une phase de stabilité ST à élongation constante entre les positions à quatre heures et à huit heures, et une phase de détente DE entre les positions à huit heures et à douze heures;
la fig. 23 est un diagramme montrant en ordonnée l’évolution du couple entre les segments flexibles de l’aiguille élastique, en fonction de l’angle parcouru, avec une première zone de réduction de longueur de l’aiguille élastique avec consommation de couple, une deuxième phase de maintien de la longueur de l’aiguille à couple sensiblement constant, et une troisième phase de rallongement de l’aiguille avec restitution du couple;
la fig. 24 est un diagramme montrant en ordonnée l’évolution du couple sur un canon, en fonction de l’angle de rotation d’un canon;
la fig. 25 est un diagramme montrant en ordonnée l’extension radiale de l’aiguille, en fonction de l’angle de rotation d’un canon;
la fig. 26 représente, en vue en plan, un rouage de forme comportant deux roues non de révolution, et comportant des repères pour leur indexage relatif l’une par rapport à l’autre;
la fig. 27 représente une telle roue, avec une denture en développante, agrandie en loupe;
la fig. 28 représente une telle roue, avec une denture en sinus, agrandie en loupe.
Description détaillée des modes de réalisation préférés [0013] L’invention concerne un indicateur d’affichage pour pièce d’horlogerie ou pour un appareil scientifique.
[0014] Les documents EP 2 863 274 et EP 3 159 751 au nom de MONTRES BREGUET SA décrivent un affichage horloger par aiguille élastique, et leurs caractéristiques sont directement utilisables pour la réalisation d’un mécanisme d’affichage selon la présente.
[0015] L’invention est décrite ici dans le cas particulier, mais non limitatif, d’un indicateur rotatif, et notamment d’une aiguille élastique. Néanmoins, le principe en est applicable à un indicateur doté d’une autre trajectoire de mobilité que circulaire, par exemple à un curseur linéaire, ou autre, notamment dans l’espace. L’invention est plus précisément décrite pour cette application d’un indicateur flexible à une aiguille, mais elle est.applicable à d’autres formes d’indicateurs, en plan ou encore en trois dimensions.
[0016] De la même façon, des moyens d’entraînement comportant des rouages sont décrits ci-après, mais l’invention est tout aussi bien applicable à des moyens d’affichage analogique pour un appareil électronique ou électrique, une montre à quartz ou autre.
[0017] Le principe de l’invention est de réaliser un mécanisme d’affichage, dont au moins un indicateur, notamment une aiguille, par exemple l’aiguille des minutes pour une montre, a une longueur variable, ou une extension radiale variable, ou une forme variable.
[0018] L’invention concerne un mécanisme d’affichage 10 d’horlogerie à géométrie variable, qui comporte au moins une aiguille élastique 1. Cette aiguille élastique 1 comporte un premier canon 2 d’entraînement, qui est solidaire d’au moins une lame flexible 3 monobloc, et d’une lame flexible 3 unique dans le cas particulier et non limitatif des figures.
[0019] Le mécanisme d’affichage 10 comporte un mobile d’entrée 71, qui est agencé pour être entraîné en pivotement autour d’un axe d’entrée par un mouvement 20, et qui définit un angle d’entrée par rapport à une direction de référence.
CH 715 211 A2 [0020] La lame flexible 3 comporte une pluralité de segments flexibles 5,5A, 5B, qui sont jointifs bout à bout au niveau d’au moins un sommet 6, et de préférence deux segments flexibles successifs sont joints par un tel sommet.
[0021] Dans le cas des figures, un premier segment flexible 5A de la lame flexible 3 s’étend entre le premier canon 2 et un premier sommet 6.
[0022] Plus particulièrement l’invention est illustrée dans le cas le plus courant où l’aiguille comporte deux segments flexibles 5 joints par un sommet 6 unique, qui est utilisé pour l’affichage.
[0023] Le mécanisme d’affichage 10 comporte des premiers moyens d’entraînement 11 du premier canon 2 autour d’un axe de sortie D, et comporte des seconds moyens 12 de mise sous contrainte d’au moins le premier segment flexible 5: ces seconds moyens 12 sont agencés pour faire varier la position d’au moins le premier sommet 6 par rapport au axe de sortie D. Le premier sommet 6 est ainsi à une distance variable du premier canon 2, en fonction des efforts appliqués à la lame flexible 3 par les seconds moyens 12 de mise sous contrainte.
[0024] Les fig. 1 à 5 montrent un cas particulier d’un tel mécanisme, avec une aiguille élastique 1 comportant un sommet 6 unique, qui suit sur une partie supérieure de sa course un cercle excentré par rapport à l’axe de sortie, et sus une partie inférieure de sa course un autre cercle centré sur Taxe de sortie. Naturellement il s’agit d’un cas particulier, et le mécanisme 10, pour une même montre en forme d’ove, peut aussi être dimensionné pour suivre le contour de boîte, ou tout autre contour mettant en valeur le produit.
[0025] Selon l’invention, les premiers moyens d’entraînement 11 et/ou les seconds moyens 12 de mise sous contrainte, et notamment les deuxième moyens d’entraînement 13 qu’ils comportent, comportent un premier rouage de forme 111 et/ou respectivement un deuxième rouage de forme 131, qui est agencé ou qui sont agencés pour accélérer ou stabiliser en vitesse ou ralentir au moins le premier canon 2, et/ou le deuxième canon 4, sur une partie de sa course angulaire.
[0026] Plus particulièrement, les premiers moyens d’entraînement 11 et les seconds moyens 12 de mise sous contrainte, et notamment les deuxième moyens d’entraînement 13 qu’ils comportent, comportent au moins un premier rouage de forme 111 et respectivement au moins un deuxième rouage de forme 131 qui sont agencés pour accélérer ou stabiliser en vitesse ou ralentir le premier canon 2, et respectivement le deuxième canon 4, sur au moins une partie de la course angulaire du premier canon 2, et respectivement du deuxième canon 4.
[0027] Dans une réalisation particulière, illustrée par les fig. 1 à 5, les premiers moyens d’entraînement 11 et les seconds moyens 12 de mise sous contrainte sont agencés pour entraîner l’aiguille élastique 1 sur l’ensemble de sa course angulaire autour de l’axe de sortie D, et lui donner, en projection sur un plan d’affichage P ou sur un cadran, et à différentes positions angulaires de l’aiguille élastique 1, au moins une première forme où les segments flexibles 5: SA, 5B, que comporte la lame flexible 3 ne se croisent pas en dehors du premier canon 2, et au moins une deuxième forme où les segments flexibles 5: 5A, 5B, que comporte la lame flexible 3 se croisent en dehors du premier canon 2. Dans le cas particulier et non limitatif illustré par les figures, cette première forme est une forme d’amande, et cette deuxième forme est une forme de cœur. Dans une autre variante où l’aiguille élastique 1 parcourt la surface définie par une ellipse, cette aiguille peut occuper successivement, sur sa révolution, une alternance de premières formes et de deuxièmes formes, par exemple une forme en amande sur chacune des deux extrémités du grand axe de l’ellipse, et une forme en cœur sur chacune des deux extrémités du petit axe de l’ellipse.
[0028] Plus particulièrement, et tel qu’enseigné par les documents EP 2 863 274 et EP 3 159 751 l’aiguille élastique 1 comporte un deuxième canon 4 d’entraînement également solidaire de la lame flexible 3. Les seconds moyens 12 de mise sous contrainte comportent alors des deuxièmes moyens d’entraînement 13 du deuxième canon 4 dans un état monté de l’aiguille élastique 1. Dans cet état monté de l’aiguille élastique, à la fois le premier canon 2 est, avantageusement mais non nécessairement dans un état de fonctionnement précontraint, entraîné par les premiers moyens d’entraînement 11, et le deuxième canon 4 est, avantageusement mais non nécessairement dans un état de fonctionnement précontraint, entraîné par les deuxièmes moyens d’entraînement 13. Et au moins un des sommets 6 est, dans un état libre non contraint de l’aiguille élastique 1 dans lequel à la fois le premier canon 2 et le deuxième canon 4 ne sont soumis à aucune contrainte, distant du premier canon 2 et du deuxième canon 4, lesquels premier canon 2 et deuxième canon 4 sont espacés l’un de l’autre dans cet état libre de l’aiguille élastique 1.
[0029] Dans le cas particulier des figures où la lame flexible 3 ne comporte qu’un premier segment flexible 5A et un deuxième segment flexible 5B, ce sommet 6 qui les joint est unique. Ainsi, plus particulièrement, ce premier segment flexible 5A porte le premier canon 2 à une première extrémité 52, ce deuxième segment flexible 5B jointif au premier segment flexible 5A porte le deuxième canon 4 à une deuxième extrémité 54. Et, dans l’état libre de l’aiguille élastique 1, la première extrémité 52 et la deuxième extrémité 54 sont distantes l’une de l’autre, ou forment un angle non nul l’une avec l’autre depuis le sommet 6 de jonction du premier segment flexible 5A et du deuxième segment flexible 5B.
[0030] Plus particulièrement, la sortie des deuxièmes moyens d’entraînement 13 du deuxième canon 4 est coaxiale à la sortie des premiers moyens d’entraînement 11 du premier canon 2, dans l’état monté de l’aiguille élastique 1. Cette disposition n’est cependant pas obligatoire, en particulier dans le cas d’un affichage rétrograde, où les axes du premier canon 2 et du deuxième canon 4 peuvent être distincts.
CH 715 211 A2 [0031] Selon l’invention, les premiers moyens d’entraînement 11 et les deuxièmes moyens d’entraînement 13 comportent un dispositif accélérateur ou ralentisseur, qui est agencé pour accélérer ou stabiliser en vitesse ou ralentir au moins le premier canon 2 et/ou ledit deuxième canon 4 sur au moins une partie de sa course angulaire.
[0032] Dans une première variante, le premier canon 2 a une avance ou un retard par rapport à la valeur de l’angle d’entrée qui est symétrique au retard ou à l’avance du deuxième canon 4 par rapport à l’angle d’entrée, de façon à ce que le premier sommet 6 affiche toujours, par rapport à l’axe de sortie D et à la référence, un angle égal à l’angle d’entrée.
[0033] Dans une autre variante, le premier canon 2 a une avance ou un retard par rapport à la valeur de l’angle d’entrée qui est, en valeur absolue, différent du retard ou de l’avance du deuxième canon 4 par rapport à l’angle d’entrée, de façon à ce que le premier sommet 6 affiche, par rapport à l’axe de sortie D et à la référence, un angle variable par rapport à l’angle d’entrée tout au long de sa course. Cette disposition particulière d’avance et/ou retard relatif au canon d’entrée permet que l’aiguille pointe l’heure (ou un autre affichage) juste sur le cadran, et en notamment pour un affichage non régulier, par exemple une trajectoire carrée où l’heure est séparée en douze segments équidistants sur la trajectoire carrée, ce qui ne peut être géré de la même façon que douze index séparés de 30°.
[0034] Dans une autre variante encore, l’aiguille 1 est agencée pour effectuer une course totale non rétrograde, et, sur la course totale, la vitesse moyenne du premier canon 2 est égale à la vitesse moyenne dudit deuxième canon 4.
[0035] De nombreuses configurations peuvent être envisagées:
- si les bras de l’aiguille sont symétriques, il faut une avance et retard symétriques, en sorte que l’aiguille pointe l’heure juste;
- si les bras de l’aiguille sont asymétriques, il faut une avance et retard en sorte que l’aiguille pointe l’heure juste;
- on part du principe que l’aiguille pointe l’heure juste. On peut aussi avoir une graduation qui n’est pas séparée tous les 30° comme expliqué ci-dessus.
[0036] Dans un mode de réalisation particulier qui sera détaillé plus loin, le dispositif accélérateur ou ralentisseur comporte un premier rouage de forme 111 et/ou respectivement un deuxième rouage de forme 131.
[0037] Dans un autre mode de réalisation particulier qui sera détaillé plus loin, le dispositif accélérateur ou ralentisseur comporte un dispositif avec un premier différentiel 912 sur le rouage d’entraînement du premier canon 2 et/ou un deuxième différentiel 914 sur le rouage d’entraînement du deuxième canon, et au moins une came 902, 904, constituant une entrée d’un tel différentiel 912, 914.
[0038] Dans un autre mode de réalisation encore, le dispositif accélérateur ou ralentisseur comporte des rouages simples agencés de façon convenable pour effectuer les accélérations ou ralentissements requis.
[0039] Plus particulièrement, et tel que visible sur les fig. 11 à 20, les premiers moyens d’entraînement 11 et les deuxièmes moyens d’entraînement 13 comportent, Respectivement, au moins un premier rouage de forme 111 et au moins un deuxième rouage de forme 131, qui sont chacun agencé ou qui sont agencés pour accélérer ou stabiliser en vitesse ou ralentir le premier canon 2 et respectivement le deuxième canon 4 sur une partie de sa course angulaire. Par rouage de forme on entend ici qu’au moins une roue du rouage n’est pas de révolution; plus particulièrement, au moins deux roues antagonistes de ce rouage ne sont pas de révolution, et sont agencées pour engrener en permanence à jeu minimal l’une avec l’autre à entraxe constant.
[0040] Plus particulièrement, le premier rouage de forme 111 et le deuxième rouage de forme 131 sont agencés pour accélérer ou respectivement freiner le premier canon 2, et pour freiner ou respectivement accélérer le deuxième canon 4 sur au moins une partie de la course angulaire de l’aiguille élastique 1, ou encore sur une partie seulement de la course angulaire de l’aiguille élastique 1. Enoncé autrement, un des canons prend une avance angulaire par rapport à l’angle d’entrée, tandis que l’autre canon prend un retard angulaire par rapport à l’angle d’entrée.
[0041] Ainsi, dans un mode particulier de réalisation de l’invention, le premier canon 2 a une avance ou un retard par rapport à la valeur dudit angle d’entrée qui est symétrique au retard ou à l’avance du deuxième canon 4 par rapport à ce même angle d’entrée, de façon à ce que le premier sommet 6 affiche toujours, par rapport à l’axe de sortie D et à la direction de référence, un angle égal à l’angle d’entrée.
[0042] Ainsi, en considérant la réalisation selon les fig. 3 à 5, avec une course angulaire totale CAT de 360°, depuis une position en fig. 3 où le sommet 6 de l’aiguille 1 est à douze heures, pour passer dans la position à quatre heures de la fig. 4, en tournant dans le sens horaire, le deuxième canon 4 du deuxième segment flexible 5B a ralenti de 60°, et le premier canon 2 du premier segment flexible 5A a accéléré de 60°. En effet, aucun des segments flexibles 5 de l’aiguille 1 n’indique, seul, l’heure, c’est uniquement la résultante de la rotation des deux canons qui détermine une indication horaire par le sommet 6 de l’aiguille 1, Entre la position de la fig. 4 et à la position à huit heures de la fig. 5, les canons restent synchrones avec leur décalage. Pour passer de la position à huit heures de la fig. 5 à celle à douze heures de la fig. 3, c’est l’inverse, le deuxième canon 4 du deuxième segment flexible 5B a accéléré de 60°, et le premier canon 2 du premier segment flexible 5A a ralenti de 60°.
[0043] L’invention est illustrée sur les figures par le cas particulier d’un affichage horloger continu affichant un tour complet, on comprend que l’invention est applicable à tout affichage, notamment un affichage rétrograde.
CH 715 211 A2 [0044] Plus particulièrement, le premier rouage de forme il 1 et le deuxième rouage de forme 131 sont agencés pour piloter symétriquement le premier canon 2 et le deuxième canon 4, de façon à ce que le premier segment flexible 5A et le deuxième segment flexible 5B soient symétriques par rapport à une radiale issue de l’axe de sortie D et passant par le sommet 6 de jonction entre le premier segment flexible 5A et le deuxième segment flexible 5B, sur au moins une partie de la course angulaire de l’aiguille élastique 1. Cette configuration n’est pas limitative, mais elle offre l’avantage de soumettre le premier segment flexible 5A et le deuxième segment flexible 5B à des contraintes symétriques.
[0045] Plus particulièrement, le premier rouage de forme 111 et le deuxième rouage de forme 131 comportent, chacun, au moins une paire de roues agencées pour coopérer en engrènement l’une avec l’autre et dont les supports géométriques, c’est-à-dire les courbes primitives, des dentures ne sont pas de révolution.
[0046] Plus particulièrement encore, les premiers moyens d’entraînement 11 et/ou les deuxièmes moyens d’entraînement 13 comportent au moins un premier étage de rouage 115,135, et un deuxième étage de rouage 116,136, qui sont agencés pour commander chacun une partie de la transformation de forme de l’aiguille élastique 1 sur au moins une partie de sa course angulaire, avec une pondération par étage. Cette pondération permet de répartir sur chacun des étages une partie de la déformation, ce qui permet, dans chaque rouage de forme, de conserver des roues dont la géométrie est proche d’une géométrie circulaire, de façon à permettre un engrènement convenable des dentures, et de prévenir leur usure. En effet, les rouages de forme ne sont pas circulaires, mais ne doivent pas pour autant être trop déformés, c’est-à-dire que leur forme doit permettre un engrènement sans arc-boutement, et sans trop de sensibilité aux variations d’entraxe et aux tolérances de fabrication. On peut, ainsi, éviter les défauts d’interférence que présenteraient des dents taillées si les courbes primitives des dentures s’éloignaient trop de la forme circulaire. Il s’agit donc de définir un compromis entre une forme suffisamment non-circulaire pour actionner l’aiguille, et une forme résistance à l’usage. La répartition sur plusieurs étages permet de remplir ces conditions: chaque étage participe à la déformation de l’aiguille, mais ses courbes primitives restent proches d’une forme circulaire, c’est ce que l’on appelle ici la pondération par étage, le cumul global de ces rouages étages permettant d’assurer la déformation voulue au niveau de l’aiguille.
[0047] Les figures illustrent non limitativement une variante à deux étages de rouages, mais ce nombre de deux n’est pas limitatif, seuls l’épaisseur totale du mouvement et la perte de rendement due aux frottements limitent le nombre d’étages. [0048] Plus particulièrement, à la fois le premier étage de rouage 115, 135, et le deuxième étage de rouage 116,136, comportent respectivement un premier rouage de forme 111 et un deuxième rouage de forme 131.
[0049] Les fig. 11 à 20 détaillent certains agencements particuliers de tels rouages déforme.
[0050] La fig. 11 schématise le fonctionnement d’un tel mécanisme 10, les flèches symbolisent la transmission du mouvement aux canons, depuis une prise de mouvement 21 au niveau d’un mouvement d’horlogerie 20, lequel peut être aussi bien mécanique qu’électronique, symbolisée en partie inférieure de la figure, et qui est agencée pour entraîner par un même mobile d’entrée 71 deux trains de rouages:
- un premier train de rouage comporte des roues folles 79 et 80 autour d’un premier axe DA et des roues 73, 78, et 81 autour de l’axe principal de pivotement D pour entraîner le premier canon 2,
- et un deuxième train de rouage comporte des roues folles 74, 75, autour d’un deuxième axe DB et une roue 76 autour de l’axe principal de pivotement D pour entraîner le deuxième canon 4.
[0051] On remarque que tout le rouage est sous tension, du fait du rattrapage de jeu de l’aiguille élastique du fait de sa précontrainte.
[0052] La fig. 11 montre, encore, une aiguille classique 101, coaxiale à l’aiguille élastique 1, pour l’affichage d’une autre information, notamment horaire.
[0053] Les fig. 12 à 14 illustrent plus précisément un mécanisme d’affichage 10 selon une première variante de l’invention, pour l’affichage des minutes avec l’aiguille élastique 1. Dans cette première variante, un mobile d’entrée 71 est agencé pour coopérer avec un mobile de sortie 21 du mouvement d’horlogerie 20, selon un axe d’entrée DO, et est guidé sur un tube fixe 70. Ce mobile d’entrée 71, qui est une chaussée, est agencé pour entraîner, directement ou au travers d’un lanternage par friction autorisant un réglage de mise à l’heure, une chaussée entraîneuse 72 qui lui est coaxiale.
[0054] Cette chaussée entraîneuse 72 est de révolution, et entraîne une première roue de forme 78, laquelle engrène avec une deuxième roue de forme complémentaire 79 montée folle (avec rattrapage de jeu) autour du premier axe DA, et qui est solidaire en pivotement d’une troisième roue de forme 80, qui engrène avec une quatrième roue folle de forme complémentaire 81, qui ici pivote autour de l’axe de sortie D des canons, et qui comporte une chaussée 82 pour la fixation du premier canon 2.
[0055] La même chaussée entraîneuse 72 entraîne une cinquième roue de forme 73, laquelle engrène avec une sixième roue de forme complémentaire 74 montée folle autour du deuxième axe DB, et qui est solidaire en pivotement d’une septième roue de forme 75, qui engrène avec une huitième roue folle de forme complémentaire 76, qui ici pivote autour de l’axe de sortie D des canons, et est solidaire d’un arbre 77 sur lequel est fixé le deuxième canon 4.
[0056] Chaque roue de forme comporte un repérage angulaire de façon à assurer correctement l’indexation du rouage de forme, tel que détaillé à la fig. 26 qui détaille un rouage de forme comportant deux roues75 et 76 non de révolution, et comportant des repères 275 et 276 pour leur indexage relatif l’une par rapport à l’autre, ainsi que des oblongs 175 et
CH 715 211 A2
176 facilitant leur mise en place, ce qui permet notamment de les solidariser et de les indexer au moyen d’une goupille ou similaire.
[0057] La chaussée entraîneuse 72 entraîne encore une neuvième roue 91 que comporte un mobile pivotant autour d’un axe des heures DH, lequel comporte un pignon 92 entraînant la roue 93 d’une chaussée des heures 94 recevant l’aiguille des heures 100.
[0058] Les fig. 15 et 16 illustrent une deuxième variante de l’invention, dans laquelle un mobile d’entrée, agencé pour coopérer avec un mobile de sortie du mouvement d’horlogerie, pivote autour d’un axe d’entrée DO qui est ici distinct de l’axe de sortie D, et où chaque train de rouage comporte deux étages de façon à pondérer la course angulaire de chaque étage, et où chaque étage comporte un rouage de forme:
- un premier train de rouage comporte un premier étage avec une première roue de forme 101 pivotant autour de Taxe d’entrée DO, qui engrène avec une deuxième roue de forme complémentaire 102, montée folle autour d’un premier axe secondaire D1. Cette deuxième roue de forme complémentaire 102 est solidaire en pivotement d’une troisième roue déforme 103, qui engrène avec une quatrième roue de forme complémentaire 104, montée pivotante sur l’axe de sortie D, et conçue pour la fixation d’un des deux canons;
- un deuxième train de rouage, isolé sur la fig. 16, comporte un premier étage avec une première roue de forme 201 pivotant autour de Taxe d’entrée D0, qui engrène avec une deuxième roue de forme complémentaire 202, montée folle autour d’un deuxième axe secondaire D2. Cette deuxième roue de forme complémentaire 202 est solidaire en pivotement d’une troisième roue de forme 203, qui engrène avec une quatrième roue de forme complémentaire 204, montée pivotante sur l’axe de sortie D, et conçue pour la fixation de l’autre canon.
[0059] Le cas d’une construction avec une symétrie radiale de mouvement entre les deux segments flexibles d’une même telle aiguille 1 utilise deux jeux similaires de rouages de forme identiques, un monté à l’endroit, l’autre à l’envers.
[0060] Les fig. 17 à 20 illustrent la construction des rouages de forme, qui commence par le choix d’une loi d’espace pour faire varier la longueur radiale de l’aiguille en fonction de l’écart angulaire entre ses deux canons, la fig. 17 illustre l’angle de sortie en fonction de l’angle d’entrée pour un des deux canons de l’aiguille. Cette loi d’espace permet le calcul des profils primitifs des dentures, selon l’entraxe choisi pour leur réalisation, tel que visible sur la fig. 18. Le calcul de la denture menant est ensuite effectué en fonction du nombre de dents défini, et du type de profil choisi, notamment en développante ou de type sinus, selon la fig. 19, puis le calcul de la denture menée, selon la fig. 20, permet ensuite le taiilage des deux roues au profil ainsi défini.
[0061] Les fig. 17 et 20 illustrent la loi d’espace, avec trois zones successives de rallongement radial de l’aiguille, stabilisation de la longueur de l’aiguille où le rapport entre l’angle de sortie d’un des deux canons et l’angle d’entrée dans le mécanisme est sensiblement constant, et de raccourcissement de l’aiguille.
[0062] La fig. 22 montre la superposition des trois états illustrés par les fig. 3 à 5, et les flèches mettent en évidence une phase de contraction CO de l’aiguille 1 entre les positions à douze heures et à quatre heures de son sommet 6, une phase de stabilité ST à élongation constante entre les positions à quatre heures et à huit heures, et une phase de détente DE entre les positions à huit heures et à douze heures. Cette pondération est rendue possible par l’utilisation des rouages de forme, et en particulier des mécanismes à plusieurs étages de rouage de forme, qui permettent d’imposer des débattements angulaires suffisants aux canons, pour autoriser des changements de forme importants, et notamment pour pouvoir procéder au croisement des segments flexibles comme dans la forme de cœur. Ces rouages de forme permettent d’effectuer en toute sécurité le ralentissement d’un canon par rapport à l’autre.
[0063] La roue de la fig. 27 est un exemple d’optimisation du cas de cette fig. 22; pour corriger les trajectoires sur des angles de 140°-80°-140°comme illustré, au lieu de 120°-120°-120° qui seraient plus équilibrés, il est nécessaire, sans pondération par étage particulière, c’est-à-dire si l’étage supérieur et l’étage inférieur réalisent chacun la moitié de la transformation angulaire, de concevoir des roues avec de très fortes déformations, et des dents très inclinées, difficiles à usiner, et fragiles. Une autre pondération, par exemple 20% de la déformation à l’étage inférieur et 80% à l’étage supérieur permet d’avoir des roues plus proches d’une forme ronde, plus faciles à usiner, et avec des dents proches du standard, donc avec des meilleurs paramètres cinématiques et tribologiques, et moins d’usure.
[0064] La fig. 23 montre l’évolution du couple entre les segments flexibles de l’aiguille élastique, en fonction de l’angle parcouru, avec une première zone de réduction de longueur de l’aiguille élastique avec consommation de couple, une deuxième phase de maintien de la longueur de l’aiguille à couple sensiblement constant, et une troisième phase de rallongement de l’aiguille avec restitution du couple, la fig. 24 illustre l’évolution du couple sur un canon, en fonction de l’angle de rotation d’un canon, et la fig. 25 montre l’extension radiale de l’aiguille, en fonction de l’angle de rotation d’un canon.
[0065] L’aiguille élastique 1 peut être réalisée de différentes façons.
[0066] Dans une première variante, à l’état libre, l’aiguille élastique 1 s’étend sur un niveau plan unique comportant le premier canon 2 et le deuxième canon 4, et l’aiguille élastique 1 est alors agencée pour être montée vrillée dans une position de service sous contrainte dans laquelle le premier canon 2 et le deuxième canon 4 sont superposés l’un à l’autre.
CH 715 211 A2 [0067] Dans une deuxième variante, à l’état libre, l’aiguille élastique 1 s’étend sur un premier niveau plan comportant le premier canon 2 et sur un deuxième niveau plan comportant le deuxième canon 4, et comporte une zone de raccordement entre le premier niveau plan et le deuxième niveau pian au niveau d’un sommet 6 entre un premier segment flexible 5A porteur du premier canon 2 et un deuxième segment flexible 5B jointif au premier segment flexible 5A et porteur du deuxième canon 4, et l’aiguille élastique 1 est agencée pour être montée sans vrillage dans une position de service sous contrainte dans laquelle le premier canon 2 et le deuxième canon 4 sont superposés l’un à l’autre. Dans une autre variante particulière, quand l’aiguille élastique 1 comporte plus de deux segments flexibles 5, à l’état libre, l’aiguille élastique 1 s’étend sur, au plus, autant de niveaux parallèles que de segments flexibles 5, et est agencée pour être montée sans vrillage dans une position de service sous contrainte dans laquelle le premier canon 2 et le deuxième canon 4 sont superposés l’un à l’autre.
[0068] Dans une variante particulière destinée à faciliter l’assemblage, visible sur la fig. 10, à l’état libre, l’aiguille élastique 1 comporte un élément sécable 24joignant le premier canon 2 et le deuxième canon 4, pourfaciliter le montage de l’aiguille élastique 1 sur un mobile d’entraînement du premier canon 2 ou du deuxième canon 4, cet élément sécable 24 étant agencé pour être rompu et autoriser le passage de l’aiguille élastique 1 dans une position de service sous contrainte dans laquelle le premier canon 2 et le deuxième canon 4 sont superposés l’un à l’autre.
[0069] La fig. 7 illustre une variante particulière où l’aiguille élastique 1 comporte au moins un œil 60, qui est agencé pour constituer un guichet de lecture d’une indication figurant sur un cadran 61 que comporte le mécanisme 10, et devant lequel s’étend l’aiguille élastique 1, ou que comporte un mouvement d’horlogerie 20, sur lequel le mécanisme 10 est agencé pour être rapporté. Par exemple cet œil permet de visualiser une ville dans une application GMT, ou encore de distinguer l’heure du matin de 0 à 12 de l’heure de l’après-midi de 13 à 24, dans une application particulière où l’entraînement du mécanisme d’affichage est fait sur deux révolutions, la première avec une certaine extension de l’aiguille élastique 1 pour l’affichage des heures du matin, et la deuxième avec une extension différente pour l’affichage des heures d’après-midi; bien sûr cette variante peut aussi s’accommoder d’un affichage par le sommets de l’aiguille 1, la présence d’un tel œil 60 apporte du confort de lecture à l’utilisateur. La fig. 7 illustre encore deux index, intérieur et extérieur, de part et d’autre de cet œil 60, qui permettent aussi des lectures particulières, selon la configuration de cadran adoptée. Un des grands avantages de l’invention est d’autoriser une grande liberté de conception du cadran, et le report de certaines zones d’affichage en-dehors de zones indisponibles, par exemple en raison de la présence d’un tourbillon, ou encore d’une autre complication.
[0070] De façon avantageuse, l’aiguille 1 est réalisée en matériau micro-usinable selon un procédé «LIGA», notamment en nickel-phosphore NIP12 ou similaire. Une telle aiguille peut être dorée, ou recevoir une autre coloration, l’adhérence étant satisfaisante sur un tel matériau. L’aiguille 1 peut être colorée par différents procédés: PVD, CVD, ALD, galvano, peinture, laque, ou autre revêtement ou ionisation.
[0071] L’aiguille 1 peut comporter un sertissage de gemme ou similaire, et/ou une décoration par guillochage, gravure, anglage, ou encore émaillage, ce dernier étant réservé aux zones à faible déformation comme le tour des canons, un tour d’œil, la pointe, ou similaire.
[0072] Plus particulièrement, le mécanisme 10 constitue un module additionnel, qui est agencé pour être rapporté sur un mouvement d’horlogerie 20, et les premiers moyens d’entraînement 11 et les seconds moyens 12 de mise sous contrainte comportent une entrée commune 71, qui est agencée pour être entraînée par une sortie 21 unique que comporte le mouvement 20, telle que la chaussée qui tourne en une heure, ou le mobile des minutes.
[0073] Dans une variante, encomplément ouà la place des rouages de forme, le mécanisme 10 comporte, entre d’une part le mobile d’entrée 71 agencé pour être entraîné par le mouvement 20, et d’autre part le premier canon 2 et/ou le deuxième canon 4, au niveau d’au moins un étage, une came 902, 904. Cette came est agencée pour piloter un différentiel 912,914, dont une première entrée est constituée par le mobile d’entrée 71, dont une deuxième entrée est un mobile, notamment un râteau 922,924, commandé par cette came 902, 904, et dont la sortie engrène avec le rouage de transmission du mouvement au premier canon 2 ou respectivement au deuxième canon 4.
[0074] Dans une première application de cette variante, le mécanisme 10 comporte, entre le mobile d’entrée 71 et le premier canon 2 au niveau d’au moins un étage, une came 902 unique agencée pour piloter un premier différentiel 912 dont une première entrée est constituée par le mobile d’entrée 71, dont une deuxième entrée est un premier mobile ou un premier râteau 922 commandé par la came 902, et dont la sortie engrène avec le rouage de transmission du mouvement au premier canon 2, et entre le mobile d’entrée 71 et le deuxième canon 4, la même came 902 unique agencée pour piloter un deuxième différentiel 914 dont une première entrée est constituée par le mobile d’entrée 71, dont une deuxième entrée est un deuxième mobile ou un deuxième râteau 924 commandé par la came 902, et dont la sortie engrène avec le rouage de transmission du mouvement au deuxième canon 4.
[0075] Dans une deuxième application de cette variante, le mécanisme 10 comporte, entre le mobile d’entrée 71 et le premier canon 2 au niveau d’au moins un étage, une première came 902 agencée pour piloter un premier différentiel 912 dont une première entrée est constituée par le mobile d’entrée 71, dont une deuxième entrée est un premier mobile ou premier râteau 922 commandé par la première came 902, et dont la sortie engrène avec le rouage de transmission du mouvement au premier canon 2; et, entre le mobile d’entrée 71 et le deuxième canon 4, une deuxième came 904 entraînée par le mobile d’entrée et agencée pour piloter un deuxième différentiel 914 dont une première entrée est constituée par
CH 715 211 A2 le mobile d’entrée 71, dont Une deuxième entrée est un deuxième râteau 924 commandé par la deuxième came 904, et dont la sortie engrène avec le rouage de transmission du mouvement au deuxième canon 4.
[0076] L’utilisation d’une came permet des trajectoires fortement non circulaires, et également avec des sauts de l’aiguille. L’utilisation d’une came unique pour les deux différentiels permet d’effectuer un saut simultané des deux canons, par exemple à minuit; le premier différentiel additionne l’information de la came pour le premier canon, et le deuxième différentiel soustrait l’information pour le deuxième canon.
[0077] Dans une autre variante particulière, au moins une roue que comporte le mécanisme de rouage agencé entre d’une part le mobile d’entrée 71 agencé pour être entraîné par un mouvement 20, et d’autre part le premier canon 2 et/ou le deuxième canon 4, au niveau d’au moins un étage, comporte une denture incomplète, chaque dent manquante autorisant une détente de l’aiguille élastique 1 f par rotation d’un seul des canons 2, 4, lors du passage de l’espace correspondant à une dent manquante, ou aux dents manquantes, de façon à commander un recul du sommet 6 de l’aiguille élastique 1. [0078] En particulier on peut alors utiliser un rouage comportant une ou plusieurs, voire toutes, les roues circulaires, dont au moins une roue circulaire est dépourvue d’une ou plusieurs dents pour permettre à l’aiguille de se détendre, et d’effectuer un saut à la fin du parcours dit spirale d’affichage effectué par le sommet 6 de l’aiguille 1. Si par exemple le premier canon tourne plus vite que le deuxième canon, et si la chaussée entraîneuse 72 est localement dépourvue de dents, l’aiguille tend à se contracter, par exemple sur deux tours, et, lorsque les dents manquantes libèrent le premier canon, l’aiguille se tend mais le deuxième canon ne bouge pas, le sommet de l’aiguille effectue un recul. L’avantage d’une telle variante est de permettre un usinage classique des roues.
[0079] La fig. 24 montre le niveau très bas de consommation de couple pour la déformation d’une telle aiguille 1 en LIGA, lors de son raccourcissement, ce qui n’a qu’une très faible influence sur la marche du mouvement. Du fait de la proximité de l’échappement il est néanmoins avantageux de réduire le plus possible cette perturbation, ce que l’on peut obtenir avec des segments flexibles 5 très fins, typiquement moins de 100 micromètres de largeur et 200 micromètres de hauteur pour une construction LIGA. On comprend sur la fig. 24, où on voit que la courbe de couple en fonction de l’angle est en forme de U avec une cuvette très plate, qu’il est avantageux, lors de la conception, de choisir une plage angulaire de déformation correspondant au niveau le plus bas de la courbe de couple, de façon à minimiser le couple parasite induit, et donc à minimiser la perturbation de la marche de la montre. Une conception par étages avec une pondération particulière aide à choisir les domaines angulaires optimaux. Le bon choix de cette plage angulaire permet aussi d’épaissir les segments 5 de l’aiguille 1 pour la rendre plus visible, sans augmenter notablement son couple perturbateur.
[0080] A titre de comparaison, la perturbation induite sur la marche est inférieure à celle causée par un changement de date à minuit pour un mécanisme de quantième.
[0081] L’invention est illustrée sur les figures avec une forme simple, mais elle peut être déclinée avec des formes d’aiguilles bien différentes. Par exemple une aiguille asymétrique, composés de deux vés imbriqués l’un dans l’autre et de mêmes sens, chaque bras de chaque vé étant solidaire d’un des canons, et l’extrémité extrême de l’autre bras étant liée à l’extrémité similaire de l’autre vé. Ou encore une aiguille à doubles bras, avec deux segments joignant un premier sommet et fixés aux deux canons, et deux autres segments joignant un deuxième sommet éloigné du premier, et fixés aux mêmes canons. Ou encore une aiguille comportant des zones épaissies sur une zone médiane des segments flexibles, pour une meilleure visualisation de l’aiguille.
[0082] L’invention concerne encore un mouvement d’horlogerie 20 comportant au moins un tel mécanisme d’affichage 10. [0083] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie 30 comportant au moins un mouvement d’horlogerie 20, et/ou comportant au moins un tel mécanisme d’affichage 10. Plus particulièrement, 21 cette pièce d’horlogerie 30 est une montre.
[0084] L’invention concerne encore un appareil scientifique comportant au moins un mouvement d’horlogerie 20, et/ou comportant au moins un tel mécanisme d’affichage 10.
Revendications
1. Mécanisme d’affichage (10) d’horlogerie à géométrie variable, comportant au moins une aiguille élastique (1 ) laquelle comporte d’une part un premier canon (2) d’entraînement solidaire d’au moins une lame flexible (3) monobloc et laquelle comporte une pluralité de segments flexibles (5; 5A; 5B) jointifs bout à bout au niveau d’au moins un sommet, dont un premier segment flexible (5A) s’étend entre ledit premier canon (2) et un premier sommet (6), et d’autre part un deuxième canon (4) d’entraînement également solidaire de ladite lame flexible (3), ledit mécanisme d’affichage (10) comportant un mobile d’entrée (71 ) agencé pour être entraîné en pivotement autour d’un axe d’entrée par un mouvement (20) et définissant un angle d’entrée avec une référence, et comportant des premiers moyens d’entraînement (11) dudit premier canon (2) autour d’un axe de sortie (D) parallèle ou confondu avec ledit axe d’entrée, et des seconds moyens (12) de mise sous contrainte d’au moins ledit premier segment flexible (5) qui sont agencés pour faire varier la position d’au moins ledit premier sommet (6) par rapport audit axe de sortie (D), ledit premier sommet (6) étant à une distance variable dudit premier canon (2) en fonction des efforts appliqués à ladite lame flexible (3) par lesdits seconds moyens (12) de mise sous contrainte, où lesdits seconds moyens (12) de mise sous contrainte comportent des deuxièmes moyens d’entraînement (13) dudit deuxième canon (4) dans un état monté de ladite aiguille élastique
CH 715 211 A2 (1) dans lequel à la fois ledit premier canon (2) est entraîné par lesdits premiers moyens d’entraînement (11), et ledit deuxième canon (4) est entraîné par lesdits deuxièmes moyens d’entraînement (13), et où au moins un desdits sommets (6) est, dans un état libre non contraint de ladite aiguille élastique (1) dans lequel à la fois ledit premier canon (2) et ledit deuxième canon (4) ne sont soumis à aucune contrainte, distant dudit premier canon (2) et dudit deuxième canon (4), lesquels premier canon (2) et deuxième canon (4) sont espacés l’un de l’autre dans ledit état libre de ladite aiguille élastique (1), caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d’entraînement (11) et/ou lesdits seconds moyens (12) de mise sous contrainte comportent un dispositif accélérateur ou ralentisseur qui est agencé pour accélérer ou stabiliser en vitesse ou ralentir au moins ledit premier canon (2) et/ou ledit deuxième canon (4) sur au moins une partie de sa course angulaire.
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