CH716126B1 - Mécanisme de force constante pour pièce d'horlogerie. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un mécanisme de force constante (1) pour pièce d'horlogerie comprenant: une entrée de force agencée pour être entrainée par l'intermédiaire d'un ressort moteur ; une sortie de force (6c) agencée pour entrainer un système réglant, ladite sortie de force (6c) étant coaxiale à ladite entrée de force; un ressort de force constante (5) présentant une première extrémité agencée pour être entrainée par ladite entrée de force et une deuxième extrémité (5a) agencée pour entrainer ladite sortie de force (6c); un système de rechargement intermittent (6a, 2e) agencé pour permettre ladite entrée de force de pivoter par pas discrets en fonction de la rotation de ladite sortie de force (6c) ; caractérisé en ce que l'une desdites extrémités est solidaire en rotation d'une roue de réglage (2c), cette dernière étant solidaire en rotation d'une première de ladite entrée de force et de ladite sortie de force (6c) lorsque le mécanisme (1) est en marche, en ce que ladite roue de réglage engrène avec un pignon de réglage (2b) monté sur un châssis mobile (2a) qui est également solidaire en rotation du même de ladite entrée de force et ladite sortie de force (6c) lorsque le mécanisme est en marche, et en ce que ledit pignon (2b) est agencé de telle sorte que le rapport angulaire entre ladite roue de réglage (2c) et ledit châssis (2a) soit réglable.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un mécanisme de force constante agencé pour assurer un couple d'entrainement substantiellement constant pour le système réglant, qui est indépendant de l'état de remontage du ressort moteur.

Etat de la technique

[0002] En général, un mécanisme de force constante comprend un ressort de force constante agencé cinématiquement entre une entrée de force entrainée par un ressort moteur et une sortie de force qui entraine un système réglant tel qu'un ensemble échappement-balancier-spiral, de telle sorte que le ressort de force constante entraine ladite sortie.

[0003] Afin que le ressort de force constante ne se décharge pas, un système de rechargement intermittent est prévu. Ce système bloque et libère périodiquement l'entrée en fonction de la rotation de la sortie, ce qui assure que l'état de remontage dudit ressort reste substantiellement inchangé. Le couple d'entrainement du système réglant reste par conséquent substantiellement inchangé pour autant que le couple fourni par le ressort moteur soit adéquat pour remonter le ressort de force constante.

[0004] Plusieurs variantes de ce genre de mécanisme ont été développées.

[0005] Le premier, et peut-être le plus réussi, est dévoilé par le document CH296060. Ce mécanisme de force constante est agencé de manière coaxiale, et est donc particulièrement compact.

[0006] L'entrée de force comporte un mobile d'entrée comprenant un pignon solidaire en rotation d'un plateau auquel est fixée une première extrémité du ressort de force constante. L'autre extrémité de ce dernier est fixée à un mobile de sortie, qui entraine directement ou indirectement un mobile d'échappement. Un pignon satellite est monté en rotation sur ledit plateau de telle sorte qu'il roule sur une denture interne fixe. Ce pignon est également solidaire en rotation d'une étoile qui est agencée pour être bloquée et libérée par une cheville montée sur le mobile de sortie, en fonction du rapport angulaire entre les mobiles d'entrée et de sortie.

[0007] Lorsque le mécanisme fonctionne, le ressort de force constante entraine le mobile de sortie, et la cheville bloque la rotation de l'étoile. Le mobile d'entrée est ainsi bloqué et ne peut pas pivoter. Par conséquent, le mobile de sortie se décale angulairement par rapport au mobile d'entrée. Lorsque la cheville franchit le sommet d'une dent de l'étoile, cette dernière est libérée, ce qui permet au mobile d'entrée de pivoter pour rattraper la sortie. Le pignon satellite roulant sur la denture fixe, il pivote autour de son propre axe de rotation jusqu'à ce que la prochaine dent de l'étoile bute contre la cheville, bloquant à nouveau le mobile d'entrée. Puis, le cycle recommence, le couple auquel le mobile de sortie est soumis restant entre des limites proches l'une de l'autre.

[0008] Puisque le ressort de force constante est ainsi maintenu à un état de remontage relativement constant, le couple d'entrainement de l'échappement varie peu, ce qui maintient relativement constante l'amplitude des oscillations du balancier. Un excellent isochronisme de l'organe réglant est ainsi obtenu.

[0009] Un autre exemple d'un tel système est dévoilé par le document EP1445669. Ce système applique un principe général similaire, mais utilise un système semblable à un échappement pour déclencher chaque pas de rotation de l'entrée de force. En modifiant la position angulaire de la virole du ressort de force constante, la précharge du ressort de force constante peut être modifié, ce qui règle le couple d'entrainement du système réglant et donc l'amplitude de son balancier.

[0010] Cependant, ce réglage est difficile pour l'horloger, et est difficile, voire impossible, à adapter au système coaxial mentionné ci-dessus.

[0011] L'objet de l'invention est donc de prévoir un réglage simple et précis de la précontrainte du ressort de force constante qui peut s'appliquer de la même mesure à au moins chacun des types de mécanisme à force constante susmentionnés.

Divulguation de l'invention

[0012] De façon plus précise, l'invention concerne un mécanisme de force constante comme défini par la revendication 1. Ce mécanisme comporte : une entrée de force agencée pour être entrainée directement ou indirectement par un ressort moteur ; une sortie de force agencée pour entrainer directement ou indirectement un système réglant tel qu'un ensemble balancier-spiral associé à un échappement, ladite sortie étant coaxiale à ladite entrée ; un ressort de force constante présentant une première extrémité agencée pour être entrainée par ladite entrée et une deuxième extrémité agencée pour entrainer ladite sortie ; un système de rechargement intermittent agencé pour permettre à ladite entrée de pivoter par pas discrets en fonction de la rotation de ladite sortie, ce système de rechargement intermittent étant par exemple celui du type coaxial décrit dans le document CH296060, du type à échappement décrit dans le document EP1445669 ou tout type similaire.

[0013] Selon l'invention, l'une desdites extrémités est solidaire en rotation d'une roue de réglage qui est à son tour solidaire en rotation soit de ladite entrée ou de ladite sortie au moins lorsque le mécanisme est en marche et est en train de fonctionner. Cette roue de réglage engrène directement ou indirectement avec un pignon de réglage monté sur un châssis mobile qui est également solidaire en rotation du même élément choisi parmi ladite entrée et de ladite sortie évoquée dans la phrase précédente au moins lorsque le mécanisme est en marche. Finalement, ledit pignon est agencé de telle sorte que le rapport angulaire entre ladite roue de réglage et ledit châssis soit réglable. L'engrenage entre le pignon de réglage et la roue de réglage rend ainsi l'extrémité en question solidaire en rotation du châssis mobile lorsque le mécanisme est en train de fonctionner, tout en permettant ce décalage angulaire par l'horloger.

[0014] Dans un mode de réalisation se basant sur le mécanisme du document CH296060, la roue de réglage peut être par exemple solidaire en rotation d'un arbre qui porte un pignon d'entrée, le pignon de réglage étant monté sur le châssis mobile. Dans une variante se basant sur le mécanisme du document EP1445669, la roue de réglage peut être par exemple une couronne dentée à son extérieur qui est portée par le châssis mobile et à laquelle l'extrémité extérieure dudit ressort est fixée, ledit pignon de réglage étant également porté par ledit châssis. Dans un tel mécanisme, il est immatériel si le châssis mobile fait partie de l'entrée ou de la sortie puisque l'agencement fonctionne aussi bien dans chaque configuration.

[0015] Par conséquent, en pivotant le pignon, le rapport angulaire entre la roue dentée et le châssis peut être modifié avec une grande précision, ce qui modifie la précontrainte du ressort avec une précision similaire. Le couple de sortie du mécanisme peut donc aisément être prédéterminé par l'horloger afin de définir l'amplitude d'oscillation de l'organe réglant, sans nécessiter aucun démontage, ni des manipulations difficiles d'une virole.

[0016] Avantageusement, ledit pignon est monté à frottement gras sur ledit châssis mobile, ce qui est une solution particulièrement facile à mettre en oeuvre.

[0017] Avantageusement, ledit châssis mobile porte un pignon satellite solidaire en rotation d'une roue d'arrêt, ledit pignon engrenant avec une denture fixe (qui peut être une denture interne ou externe), dont la position angulaire par rapport à un élément de bâti peut être réglable. Par exemple, ladite denture fixe peut être portée par une bague comprenant une fente radiale dans laquelle prend place un élément excentrique monté à frottement gras dans un trou prévu dans un élément de bâti. D'autres alternatives sont possibles, telles qu'utilisés dans des raquetteries (p.ex. des agencements à vis opposées, une vis de serrage, montage à frottement gras, ...) Par ces moyens, la position angulaire de la denture fixe peut être réglée afin de compenser des jeux d'engrenages du mécanisme.

[0018] Avantageusement, ledit mécanisme peut être incorporé dans un mouvement d'horlogerie comprenant en outre un mécanisme de chronographe entraîné par une prise de force qui est cinématiquement en amont dudit ressort de force constante. Par conséquent, le flux de force entraînant le chronographe ne passe pas par le ressort de force constante, et le couple d'entretien du système réglant n'est donc pas influencé par l'état du chronographe. Ce dernier est ainsi entrainé par la force qui est typiquement „perdue“ dans un tel mouvement.

[0019] Avantageusement, ladite prise de force est solidaire en rotation de ladite entrée de force dudit mécanisme de force constante.

[0020] Avantageusement, le mouvement comprend en outre un embrayage vertical agencé entre ladite prise de force et ledit mécanisme de chronographe.

Brève description des dessins

[0021] 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 isométrique d'un mode de réalisation d'un mécanisme de force constante selon l'invention; Fig. 2 est une vue en plan du mécanisme de la figure 1 ; et Fig. 3 est une vue en coupe du mécanisme de la figure 1.

Mode de réalisation de l'invention

[0022] Les figures 1 et 3 illustrent un mode de réalisation non limitatif d'un mécanisme de force constante 100 qui se base sur celui décrit dans le document CH296060. Le principe de l'invention peut également s'appliquer à un système du type décrit dans le document EP1445669, mutatis mutandis.

[0023] Le mécanisme 100 est entrainé à partir d'un barillet (non représenté) par l'intermédiaire d'un rouage de finissage, dont seul le mobile de moyenne 1 a été représenté. Ce mobile 1 engrène avec un pignon d'entrée de force 2h monté solidaire en rotation d'un arbre 2f que comporte un mobile d'entrée de force 2. Ce mobile 2 est monté en pivotement de manière „volante“ par le biais d'un roulement à billes 7 dont la partie extérieure est fixée à un élément de bâti (non représenté).

[0024] Le mobile d'entrée de force 2 comporte également un châssis, qui porte un pignon satellite 2d solidaire en rotation d'une roue d'arrêt 2e à denture de loup, le pignon satellite 2d engrenant avec une denture intérieure fixe 8a porté par une bague 8 qui est solidaire d'un élément de bâti (non illustré). Le mobile d'entrée 2 est agencé dans le cas d'espèce pour effectuer un tour par minute, mais d'autres vitesses de rotation sont bien entendu possibles.

[0025] Le mécanisme comporte également un mobile de sortie de force 6, dont la roue de sortie 6c engrène avec un pignon que comporte un mobile d'échappement 9, et dont un support 6b porte un bec 6a pivotant qui coopère avec la roue d'arrêt 2e afin de retenir et de libérer cette dernière en fonction du rapport angulaire entre le mobile d'entrée 2 et le mobile de sortie 6. Ce bec 6a est porté par un élément terminal 5a d'un ressort à force constante 5 de forme spirale, l'élément terminal 5a étant monté pivotant sur le support 6b. L'extrémité intérieure 5b du ressort 5 est solidaire en rotation de l'arbre 2f, le ressort 5 reliant donc le mobile d'entrée 2 et le mobile de sortie 6.

[0026] Lorsque le mécanisme 1 est en marche, le bec 6a retient la denture de la roue d'arrêt 2e, et par conséquent bloque la rotation du mobile d'entrée 2. Ainsi, le mobile de sortie 6 se décale angulairement par rapport au mobile d'entrée 2 jusqu'à ce que le bec 6a ne retienne plus la dent de la roue d'arrêt 2e. Par la suite, cette dernière est libérée, ce qui permet au mobile d'entrée 2 de pivoter légèrement, réarmant ainsi le ressort 5, le bec 2a bloquant la dent suivante de la roue d'arrêt.

[0027] Les rapports d'engrenage ainsi que la géométrie de la roue d'arrêt 2e dans le mode de réalisation sont agencés de telle sorte que cette dernière est libérée une fois par alternance du balancier (non illustré), mais d'autres fréquences de libération sont à la portée de l'homme du métier. Le couple d'entrainement disponible au niveau de la roue de sortie 6c varie donc très peu, ce qui assure une amplitude constante des oscillations du balancier.

[0028] Selon l'invention, le préarmage du ressort à force constante 5 est réglable et, à cet effet, le mobile d'entrée 2 comporte en outre une roue de réglage 2c solidaire en rotation de l'arbre 2f. La roue de réglage 2c engrène avec un pignon de réglage 2b monté à frottement gras sur le châssis 2a de telle sorte que l'horloger peut décaler le châssis 2a angulairement par rapport à l'arbre 2f en agissant sur le pignon 2b par l'intermédiaire d'un outil ad hoc tel qu'un tournevis. Alternativement, le pignon 2b peut être monté libre en rotation et muni d'un cliquet ou similaire empêchant une rotation intempestive. Dans le sens de l'invention, le châssis 2a est considéré comme étant solidaire en rotation de l'arbre 2f et donc de l'entrée de force 2h lors de son fonctionnement normal, même si le rapport angulaire entre ces éléments peut être réglé par l'horloger. En effet, la coopération entre le pignon 2b et la roue 2c rend l'arbre 2f solidaire en rotation du châssis 2a à tout moment sauf lors d'un ajustement de la précontrainte du ressort 5 par l'horloger.

[0029] L'extrémité intérieure 5b du ressort 5 étant solidaire en rotation de l'arbre 2f, ledit décalage angulaire sert à enrouler ou dérouler le ressort 5, ce qui règle son préarmage.

[0030] Par conséquent, le couple disponible à la roue de sortie 6c peut être modifié, ce qui permet d'agir indirectement sur l'amplitude du balancier afin de l'optimiser.

[0031] Le même principe pour le réglage de la précontrainte du ressort 5 peut également être appliqué au mécanisme de force constante à échappement du document EP1445669 ou à tout autre mécanisme similaire. L'homme du métier peut donc ajouter d'une part une roue de réglage 2c, notamment sous forme de couronne, qui est solidaire en rotation de l'extrémité extérieure du ressort, d'autre part un pignon de réglage 2b monté sur le châssis mobile. Cette modification est à la portée de l'homme du métier et ne nécessite donc aucune explication plus détaillée. En pivotant le pignon, la précontrainte du ressort peut ainsi être réglée, l'engrenage entre le pignon et la roue de réglage rendant l'extrémité extérieure du ressort solidaire en rotation du châssis lorsque le mécanisme fonctionne. On note par ailleurs que, dans des mécanismes du type décrit par le document EP1445669, il est sans importance si l'arbre ou le châssis mobile est solidaire en rotation de l'entrée de force (l'autre étant bien entendu solidaire en rotation de la sortie de force) : en effet, le système fonctionne aussi bien si l'axe central fait office d'entrée ou de sortie.

[0032] Pour revenir au mode de réalisation illustré, la position angulaire de la denture intérieure fixe 8a peut également être réglée par le biais d'un excentrique de réglage 8c. La tige de cette excentrique 8c est montée à frottement gras dans un trou correspondant dans un élément de bâti, et sa tête prend place dans une fente radiale 8b qui est pratiquée dans la bague 8. En pivotant l'excentrique 8c au moyen d'un outil ad hoc tel qu'un tournevis, l'horloger peut modifier la position angulaire de la denture 8a par rapport aux autres éléments et peut ainsi ajuster la pénétration du bec 6a dans la denture de la roue d'arrêt 2e, afin de s'affranchir des indexages des différents mobiles.

[0033] Pour la complétude, nous notons par ailleurs que le mouvement dans lequel est intégré le mécanisme de force constante 1 selon l'invention peut comporter également un mécanisme de chronographe (partiellement représenté sur les figures), agencé de manière cinématiquement indépendant du ressort à force constante 5 de façon similaire à l'agencement décrit dans le document EP1445669. La prise de force du mécanisme de chronographe se trouve donc sur un mobile qui est cinématiquement en amont du ressort 5, le flux de force qui entraine ledit chronographe ne passant donc ni par le ressort 5, ni par le mobile de sortie 6. Par conséquent la mise en marche du chronographe n'influence en aucune mesure le couple d'entretien du système réglant. En effet, le chronographe est entrainé par l'excès de force qui est normalement „perdu“ dans un mouvement comprenant un mécanisme de force constante.

[0034] Dans le mode de réalisation illustré, une roue d'entrainement du chronographe 2g, qui sert comme prise de force pour le chronographe, est agencée solidaire en rotation de l'arbre 2f de telle sorte qu'elle entraine une entrée d'un embrayage vertical 3, qui ne sera pas décrit en détails. La sortie de cet embrayage entraine une trotteuse de chronographe 10. Puisque la libération de la roue d'arrêt s'effectue une fois par alternance du balancier, le mobile d'entrée pivote également une fois par alternance du balancier, ce qui prête à la trotteuse une résolution de deux fois la fréquence d'oscillation (c'est-à-dire un dixième d'une seconde dans le cas où le balancier bat à une fréquence de 5 Hz ou un huitième d'une seconde pour un balancier à 4 Hz). La trotteuse 10 peut être agencée pour effectuer un tour dans une période voulue, tel qu'un tour par seconde, par deux secondes, par 30 secondes, par minutes ou toute autre vitesse de rotation souhaitée. Les autres éléments du mécanisme de chronographe sont bien connus à l'homme du métier et ne seront donc pas décrits davantage ici.

[0035] Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en lien avec des modes de réalisations spécifiques, des variantes supplémentaires sont également envisageables sans sortir de la portée de l'invention comme définie par les revendications.

Claims (10)

1. Mécanisme de force constante (1) comprenant : - une entrée de force (2h) agencée pour être entrainée par l'intermédiaire d'un ressort moteur ; - une sortie de force (6c) agencée pour entrainer un système réglant, ladite sortie de force (6c) étant coaxiale à ladite entrée de force (2h) ; - un ressort de force constante (5) présentant une première extrémité (5b) agencée pour être entrainée par ladite entrée de force (2h) et une deuxième extrémité (5a) agencée pour entrainer ladite sortie de force (6c) ; - un système de rechargement intermittent (6a, 2d, 2e, 8a) agencé pour permettre ladite entrée de force (2h) de pivoter par pas discrets en fonction de la rotation de ladite sortie de force (6c) ; caractérisé en ce que l'une desdites extrémités (5b) est solidaire en rotation d'une roue de réglage (2c), cette dernière étant solidaire en rotation d'une première de ladite entrée de force (2h) et de ladite sortie de force (6c) lorsque le mécanisme (1) est en marche, en ce que ladite roue de réglage engrène avec un pignon de réglage (2b) monté sur un châssis mobile (2a) qui est également solidaire en rotation dudit premier de ladite entrée de force (2h) et ladite sortie de force (6c) lorsque le mécanisme est en marche, et en ce que ledit pignon (2b) est agencé de telle sorte que le rapport angulaire entre ladite roue de réglage (2c) et ledit châssis (2a) soit réglable.

2. Mécanisme de force constante (1) selon la revendication 1, dans lequel ledit pignon de réglage (2b) est monté à frottement gras sur ledit châssis mobile (2a).

3. Mécanisme de force constante (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit châssis mobile (2a) porte un pignon satellite (2d) solidaire en rotation d'une roue d'arrêt (2e), ledit pignon satellite (2d) engrenant avec une denture fixe (8a).

4. Mécanisme de force constante (1) selon la revendication précédente, dans lequel la position angulaire de ladite denture fixe (8a) par rapport à un élément de bâti est réglable.

5. Mécanisme de force constante (1) selon la revendication précédente, dans lequel ladite denture fixe (8a) est portée par une bague (8) comprenant une fente radiale (8b) dans laquelle prend place un élément excentrique (8c) porté par un élément de bâti.

6. Mouvement d'horlogerie comportant un mécanisme de force constante (1) selon l'une des revendications 1 à 5.

7. Mouvement d'horlogerie selon la revendication précédente, comprenant en outre un mécanisme de chronographe entraîné par une prise de force (2g) qui est cinématiquement en amont dudit ressort de force constante (5).

8. Mouvement d'horlogerie selon la revendication précédente, dans lequel ladite prise de force (2g) est solidaire en rotation de ladite entrée de force (2h).

9. Mouvement d'horlogerie selon l'une des revendications 7 et 8, comprenant en outre un embrayage vertical (3) agencé entre ladite prise de force (2g) et ledit mécanisme de chronographe.

10. Pièce d'horlogerie comprenant un mouvement d'horlogerie selon l'une des revendications 6 à 9.