EP0079301B1

EP0079301B1 - Dispositif d'entraînement intermittent d'une pièce en rotation

Info

Publication number: EP0079301B1
Application number: EP82810435A
Authority: EP
Inventors: Ernst Ammann
Original assignee: Eta SA Fabriques dEbauches
Current assignee: ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority date: 1981-11-05
Filing date: 1982-10-21
Publication date: 1986-04-30
Also published as: JPS5886477A; JPH0337150B2; HK29588A; EP0079301A1; DE3270886D1; US4478522A; CH648176GA3

Description

La présente invention a pour objet un dispositif d'entraînement intermittent d'une pièce en rotation.
De façon plus précise mais non limitative, l'invention concerne un mécanisme d'entraînement d'indicateur de quantième pour montres à affichage analogique et, de préférence, pour montres électroniques.
Ce dispositif comprend un mobile menant, un ensemble de transmission et des premiers et seconds moyens d'immobilisation.
Le mobile menant est monté pivotant autour d'un axe et comporte sur une portion de sa périphérie, au moins un moyen d'entraînement comprenant un secteur denté.
L'ensemble de transmission est monté pivotant autour d'un axe et comporte des premier et deuxième pignons muni chacun d'une denture périphérique pour engrener avec le secteur denté, respectivement une denture portée par la pièce à entraîner.
Les premiers et seconds moyens d'immobilisation coopèrent les uns avec les autres pour ne laisser tourner le premier pignon que lorsqu'il est en prise avec le secteur denté, lesdits moyens d'immobilisation laissant tourner librement le mobile menant.
Il est bien connu que dans les montres analogiques, l'affichage du quantième se fait classiquement par un disque ou une-couronne qui porte sur une de ses faces les nombres de 1 à 31, ces nombres défilant successivement devant un guichet ménagé dans le cadran de la montre. Cet indicateur est entraîne en rotation par le train d'engrenages, de telle manière qu'il progresse d'un pas toutes les 24 heures. Le verrouillage dans chacune des positions d'affichage de l'indicateur de quantième est réalisé habituellement par un organe élastique de verrouillage s'engageant successivement entre les différentes dents d'une denture ménagée sur le disque ou la couronne au fur et à mesure de l'avance de l'indicateur. Lors de l'actionnement quotidien de cet indicateur, la force motrice qui doit lui être appliquée est ainsi nettement supérieure àt la force motrice seulement nécessaire pour entraîner les aiguilles de la montre, du fait qu'il faut fournir en plus l'énergie pour effacer l'organe élastique de verrouillage.
Cet excès d'énergie nécessaire qui n'est que très temporaire puisqu'il ne se produit qu'une fois par 24 heures, est particulièrement préjudicible dans le cas des montres électroniques. En effet, le moteur doit être alimenté pour pouvoir fournir effectivement le couple nécessaire pour l'entraînement de l'indicateur. Pour éviter d'avoir à fournir en permanence au moteur la quantité d'énergie nécessaire pour fournir ce couple, il est possible de prévoir un circuit d'asservissement du moteur qui adapte l'énergie fournie au moteur à la charge et donc en particulier au couple qui doit être appliqué à l'indicateur de quantième. Cependant, un tel circuit complique le circuit de commande de la montre.
Une autre solution consiste bien sûr à tenter de diminuer le couple qu'il est nécessaire d'appliquer à l'indicateur de quantième pour le faire progresser d'une pas.
CH-A-538.136 un décrit un tel mécanisme qui permet de réduire le couple à appliquer pour entraîner l'indicateur de quantième. Selon ce mécanisme, on supprime effectivement le dispositif de verrouillage élastique de l'indicateur de quantième dans ses différentes positions, ce qui diminue le couple à appliqeur. Mais ce mécanisme présente d'autres inconvénients. Un tel dispositif comprend un disque d'entraînement, un plateau intermédiaire muni de goupilles qui coopèrent avec le disque et un disque d'affichage de quantième qui est muni sur sa périphérie interne d'encoches profondes. Le plateau intermédiaire est muni de deux goupilles qui peuvent pénétrer dans les encoches du disque de quantième et qui peuvent coopérer également avec une saillie et deux encoches ménagées sur la périphérie du disque d'entraînement. Le disque entraîne ainsi le disque de quantième d'un pas à chacune des ses rotations par l'intermédiaire du plateau muni de ses deux goupilles. Le verrouillage du disque est assuré par le présence de deux ergots supplémentaires montés sur le disque. En dehors des phases d'entraînement, un des ergots et une des goupilles sont en appui sur la face latérale du disque assurant ainsi l'immobilisation du disque tout en permettant une libre rotation du disque d'entraînement. Cette solution présente de graves inconvénients en raison de la coopération entre les goupilles et les fentes ménagées dans le disque de quantième et entre ces mêmes goupilles et la saillie ménagée sur la disque d'entraînement. Il est en effet nécessaire de prévoir des jeux importants pour que le dispositif puisse fonctionner et l'immobilisation du disque est donc médiocre. De plus, ces jeux entraînent des chocs supplémentaires qui consomment de l'énergie et provoquent des frottements. En outre, selon ce même document, pour assurer un verrouillage effectif de la couronne de quantième, il est prévu un aimant permanent qui maintient effectivement la couronne et le plateau portant les ergots.
La demande de brevet anglais GB-A-2.026.213 décrit un mécanisme de quantième comportant un mobile menant entraîné par le rouage de la montre et muni à sa périphérie d'un secteur denté et un ensemble de transmission comportant une première denture pour engrener avec le secteur denté et une deuxième denture pour entraîner le disque de quantième, ainsi qu'un sautoir coopérant d'une part avec la seconde denture de l'ensemble de transmission et avec une came portée par le mobile menant. Le sautoir monté pivotant sur la platine de la montre, comporte deux bras dont l'un prend appui contre la came et l'autre, élastique, dans la seconde denture. La came est agencée de manière que, lorsque le secteur denté n'est pas en prise avec la première denture, le bras élastique est armé et assure le positionnement du mobile de transmission alors que lorsque le secteur denté engrène avec la première denture, le bras élastique est désarmé et permet au mobile de transmission de tourner librement. La présence du sautoir permet l'entraînement du disque de quantième, par un mécanisme de correction, du moins lorsque le secteur denté n'engrène pas avec la denture du mobile de transmission. Cette solution présente deux inconvénients. Tout d'abord, le sautoir frotte pratiquement en permanence contre la came, d'où une perte d'énergie. En outre, lorsque le secteur denté est en prise, l'entraînement du disque de quantième par le mécanisme de correction risque d'abîmer l'une ou l'autre pièce du mécanisme de quantième.
La présente invention a précisément pour objet un dispositif d'entraînement intermittent d'une pièce, et plus particulièrement d'un disque de quantième qui ait un faible couple mais qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur décrit, c'est-à-dire qui assure effectivement un bon verrouillage du disque de quantième dans chaque position, qui évite les chocs et les frottements lors du déplacement du disque et qui permet une correction du disque en tout temps.
Ce but est atteint grâce au fait que, dans le dispositif selon l'invention, l'ensemble de transmission comporte en outre des moyens de liaison escamotables pour solidariser en rotation les deux pignons, tant que le couple de retenue ne dépasse une valeur limite.
On voit qu'ainsi le disque de quantième peut être librement corrigé, quelles que soient les positions relatives du mobile menant et du mobile de transmission, tout en garantissant un bon positionnement du dispositif de quantième, cette position étant définie par les moyens de liaison, tels qu'on sautoir solidaire de l'un des pignons et coopérant avec la denture de l'autre.
De préférence, les moyens d'entraînement du mobile menant comportent deux dents d'engrenage qui engrènent avec la denture du mobile de transmission. En outre, les deuxièmes moyens d'immobilisation comprennent n ergots (de préférence 4) solidaires en rotation du mobile de transmission. Ces ergots sont disposés sur un même cercle centré sur l'axe de rotation du mobile de renvoi et ils sont angulairement décalés de 360°/n. En outre, les premiers moyens d'immobilisation comprennent un rebord circulaire qui est solidaire en rotation du mobile menant et disposé au même niveau que les ergots. Ce rebord est muni de deux encoches disposées de telle manière que, lors de la phase d'entraînement de l'indicateur de quantième, un des ergots puisse franchir le rebord et que, au contraire, en dehors des phases d'entraînement de l'indicateur de quantième, deux ou les deux ergots soient en butée sur le rebord pour assurer ainsi le verrouillage du mobile de transmission et en conséquence le verrouillage de l'indicateur de quantième par l'intermédiaire de l'engrènement du mobile de transmission avec la denture du disque de quantième.
Il faut observer que, selon l'invention, les ergots ne jouent aucun rôle d'entraînement lors de la rotation du mobile de transmission. En conséquence, les dimensions des encoches sur le rebord ne sont pas critiques et il est possible de leur donner une largeur suffisante pour qu'il n'y ait aucun problème d'introduction des ergots dans ces encoches.
De toute façon l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin annexé sur lequel:

la figure 1 est une vue de dessus de l'ensemble du mécanisme d'entraînement;
la figure 2 est une vue en coupe et en élévation du mécanisme selon la ligne II-II de la figure 1;
les figures 3 et 4 représentent une partie du mécanisme d'entraînement au début et à la fin d'une phase d'entraînement de l'indicateur de quantième.

La description qui suit concerne les cas où le mécanisme sert à entraîner la couronne de quantième dans une montre électronique. Il va cependant de soi que ce mécanisme pourrait être utilisé pour l'entraînement intermittent d'autres pièces mobiles en rotation, dès lors que ces pièces comportent un denture et qu'il est nécessaire d'assurer un verrouillage de la position de la pièce entraînée entre les phases d'entraînement et que cet entraînement intermittent doit être fait avec un couple aussi faible que possible.
La montre comporte de façon classique une chaussée 2 et une roue à canon 4 qui sont montées sur un axe 6 solidaire du bâti 8 de la montre. Une roue de minuterie 10 est entraînée par la chaussée 2 et elle entraîne la roue à canon 4. La chaussée 2 est entraînée de façon classique par un train d'engrenages entraîné par le moteur et qui agit sur la roue des minutes 2a solidaire de la chaussée 2. Ce train d'engrenages et le moteur n'ont pas été représentés, car ils sont de type classique et ils ne concernent pas l'invention. Le pignon 10a de la roue de minuterie 10 engrène avec une roue 12a d'un renvoi de quantième 12. Un pignon 12b faisant partie du renvoi 12 engrène avec un mobile menant portant la référence générale 14 et dont la structure sera décrite ultérieurement. Ce mobile menant 14 coopère avec un ensemble de transmission portant la référence générale 16. Cet ensemble sera également décrit ultérieurement. Enfin, l'ensemble de transmission coopère avec un indicateur de quantième 18 ou couronne de quantième.
Le mobile 14 est monté pivotant sur un tenon 20 faisant partie intégrante du bâti 8. Ce mobile est maintenu sur cet axe par la tête d'une vis 22 engagée dans l'alésage taraudé 20a du tenon 20. Le mobile 14 comprend tout d'abord un pignon denté 24 dont le moyeu 24a se prolonge au-delà de la denture. Le mobile 14 comporte une deuxième partie constituée par une portion massive 26. La portion 26 forme d'une part un disque 26a à proximité du bâti 8, ce disque comportant un secteur denté constitué par exemple par deux dents respectivement référencées 26'a et 26"a. La pièce 26 définit, d'autre part, une portion cylindrique 26b dont le diamètre est inférieur à celui du disque 26a. La portion 26b comporte donc une paroi latérale 26'b et une paroi plane 26"b parallèle au disque 26a. La portion cylindrique 26b comporte une rainure 30 ayant sensiblement la forme d'une portion de couronne circulaire qui débouche d'une part dans la face plane 26"b et d'autre part dans la face latérale 26'b par deux encoches 30' et 30". Il fait observer que la portion restant 32 de la pièce cylindrique 26b délimitée par la rainure 30 présente une épaisseur inférieure à l'épaisseur du reste de cette pièce. L'axe de symétrie de la rainure 30 coïncide avec l'axe de symétrie des dents 26'a et 26"a. La pièce 26 comporte de plus un alésage central 26c dans lequel est chassé le moyeu 24a du pignon 24. On réalise ainsi une solidarisation entre ces deux pièces qui tournent ensemble autour de l'axe défini par le tenon 20.
L'ensemble de transmission 16 est monté pivotant autour d'un axe défini par une douille 40 chassée sur un tenon 42 faisant partie intégrante du bâti 8. L'ensemble 16 comprend tout d'abord un pignon 44 monté pivotant autour de la douille 40. L'ensemble 16 comprend également une plaque 46 solidaire en rotation du pignon 44 et qui comprend 4 bras rayonnants 48a, 48b, 48c et 48d à l'extrémité desquels sont fixés des tenons ou ergots 50a, 50b, 50c et 50d. Ces ergots sont disposés sur un même cercle centré sur l'axe XX' de rotation de l'ensemble 16. Les ergots tournent donc en même temps que le pignon 44. La longeur L des bras est telle que deux ergots consécutifs puissent venir au contact de la face latérale 26'b du mobile menant. Leur position est également telle qu'ils puissent pénétrer librement dans la rainure 30 lors du mouvement de rotation relatif du mobile 14 et de l'ensemble de transmission 16. La rainure 30 a une largeur et une profondeur suffisantes pour permettre le libre passage des ergots lors de la rotation relative des deux mobiles. En outre les extrémités 30' et 30" de la rainure 30 sont disposées sur la paroi latérale 26'b de telle manière que, comme on l'expliquera ultérieurement, les ergots puissent effectivement pénétrer dans la rainure 30 lorsque les dents 26'a et 26"a entraînent en rotation l'ensemble de transmission 16. De plus, le pignon 44 est disposé de telle manière qu'il engrène avec les dents 26'a et 26"a du mobile menant pour certaines positions de celui-ci. Enfin, l'ensemble de transmission comprend un deuxième pignon denté 52 qui peut pivoter librement sur la douille 40. La liaison entre le pignon 44 et le pignon 52 est assurée de façon temporaire par un sautoir 54. Ce sautoir 54 est par exemple solidaire de la plaque 46. Lorsque le sautoir 54 remplit sa fonction, les pignons 52 et 44 sont donc solidaires en rotation. La couronne de quantième 18 est munie sur sa périphérie interne de dents 18a qui engrènent avec les dents du pignon 52 de l'ensemble de transmission 16.
En d'autres termes, le mobile menant 14 comprend un moyen d'entraînement constitué par les dents 26'a, 26"a; et des premiers moyens d'immobilisation constitués par la rainure 30 et le bord 26'b, et l'ensemble de transmission 16 comprend un mobile de transmission constitué par les pignons 44 et 52 et des deuxièmes moyens d'immobilisation constitués par les ergots 50 fixés au bout des bras 48. En outre, il est clair que la pièce 26b pourrait être remplacée par un simple rebord définissant la paroi latérale 26'b de la pièce 26b, ce rebord étant percé de deux encoches correspondant aux débouchés 30' et 30" de la rainure 30, ménagée dans la pièce 26b.
Il faut ajouter que les rapports d'engrenage entre la roue de minuterie, le mobile de renvoi de quantième 12 et le pignon 24 du mobile menant sont tels que le mobile menant fasse un tour par période de 24 heures. Par ailleurs, le nombre de dents sur le pignon 44 de l'ensemble de transmission est tel que ce pignon fasse un tour par période de 4 jours. En conséquence, pour chaque période de 24 heures, le couronne 18 des quantièmes progresse effectivement d'un pas comme il se doit.
Le fonctionnement du mécanisme d'entraînement de la couronne de quantième découle de la description précédente. En dehors des phases où la position de la couronne de quantième doit être modifiée, deux des ergots sont en appui sur la face latérale 26'b de la pièce 26b du mobile menant. Ainsi, l'ensemble de transmission 16 est immobilisé en rotation mais le mobile menant 14 peut tourer librement sous l'effet de l'entraînement du renvoi de quantième. Tant qu'aucun couple extérieur important n'est appliqué à la couronne de quantième 18, le sautoir 52 remplit sa fonction et solidarise le plateau 46 avec le pignon 52. Par cet exemple l'extrémité élastique 54 du sautoir coopère avec le pignon 52. Le pignon 52 est donc également immobilisé en rotation et la couronne 18 l'est également du fait de la coopération des dents du pignon 52 avec les dents 18a de la couronne de quantiéme. Il est important d'observer que le pignon 52 est en permanence en prise avec la denture 18a de la couronne. Il s'ensuit que, grâce aux techniques classiques de taillage de pignon denté, il est possible d'avoir un jeu très réduit entre le pignon 52 et la couronne 18, ce qui assure un excellent positionnement de celle-ci. Bien sûr si un couple extérieur est appliqué à la couronne 18, par exemple par un dispositif de correction d'affichage du quantième, la pièce 46 reste verrouillée mais le pignon 52 peut être entraîné en rotation par la couronne grâce à la liaison élastique assurée par le sautoir 54.
Lorsqu'un déplacement de la couronne de quantième doit intervenir, une des dents 26'a du mobile 14 arrive au contact de la denture du pignon 44. Dans cette situation, un des ergots, par exemple celui qui est référencé 50d et qui était primitivement au contact de la face latérale de la pièce 26b, se trouve devant l'entrée 30' de la rainure 30. C'est ce qui est représenté sur la figure 3. La rotation du mobile 14 dans le sens indiqué par la flèche f provoque la rotation de l'ensemble de transmission 16, c'est-à-dire du pignon 44 qui entraîne la rotation du plateau 46 et du deuxième pignon 52. En conséquence, le pignon 52 commence à provoquer la rotation de la couronne de quantième 18 et les ergots 50 commencent également à pivoter. En particulier, l'ergot 50d pénètre librement dans la rainure 30. Lorsque les dents 26'a et 26"a cessent d'être en prise avec le pignon 44, l'ergot 50d est sorti de la rainure 30 par l'échancrure 30". Par ailleurs, l'ergot 50a est venu au contact de la paroi latérale de la piece 26b. L'ensemble de transmission 16 a effectué une rotation de 90° amenant ainsi la couronne de quantième 18 dans la nouvelle position qu'elle doit occuper. Il n'y a plus, bien sûr, entraînement du mobile de l'ensemble de transmission. De plus celui,ci est verrouillé par l'action des ergots 50a et 50d sur la périphérie de la pièce 26b ou sur la périphérie de la portion 32 de celle-ci. Ce verrouillage par les ergots 50a et 50d est maintenu jusqu'à ce que le mobile menant 14 ait fait un tour pour amener son secteur denté à nouveau en prise avec la pignon 44.
Il faut simplement observer que, stricto sensu, le verrouillage n'existe pas lorsqu'un des ergots se trouve vis-à-vis d'une des encoches 30' et 30". Cela ne présente pas d'inconvénient majeur du fait que la largeur de cette encoche est sensiblement de l'ordre de grandeur du diamètre des ergots. En conséquence, la fraction de la périphérie 26'b correspondant à cette situation est extrément faible et n'entraîne donc aucun effet dommageable pour le bon fonctionnement du mécanisme.
Dans l'exemple particulier précédemment décrit, le mobile menant 14 fait un tour par 24 heures. Il serait bien sûr possible d'envisager un mécansime d'entraînement dans lequel le mobile menant ferait par exemple un tour pour px24 heures. Dans ce cas, bien entendu, le mobile devrait comporter p secteurs dentés correspondant à la denture 26'a, 26"a et p rainures correspondant à la rainure 30. Par ailleurs, l'ensemble de transmission resterait identique avec ses quatre ergots.
Il serait également possible d'envisager un nombre d'ergots différent pour l'ensemble de transmission c'est-à-dire de définir un nombre de positions de verrouillage différent et donc un nombre de jours différents associé à une rotation d'un tour complet de l'ensemble de transmission.
Il découle de la description précédente que l'invention permet effectivement d'obtenir un dispositif d'entraînement d'une pièce ou plus précisément d'une couronne de quantième à faible couple. En effet, d'une part il n'existe plus aucun organe de positionnement élastique agissant directement sur la couronne de quantième, d'autre part, les transmissions de mouvement entre les différents mobiles se font effectivement par des engrenages ce qui diminue les jeux et les chocs et ce qui permet d'améliorer le positionnement de l'indicateur de quantième lors du verrouillage ce qui supprime ainsi la nécessité d'organes extérieurs.

Claims

1. Dispositif d'entraînement intermittent en rotation d'une pièce (18) comprenant:

- un mobile menant (14) monté pivotant autour d'un axe (20) et comportant sur une portion de sa périphérie au moins un moyen d'entraînement comprenant un secteur denté (26'a, 26"a),

- un ensemble de transmission (16) monté pivotant autour d'un axe (40, 42) et comportant des premier et deuxième pignons (44 et 52) muni chacun d'une denture périphérique pour engrener avec le secteur denté (26'a, 26"a) respectivement une denture portée par ladite pièce (18), et

- des moyens d'immobilisation (30, 26'b, 48, 50) coopérant les uns avec les autres pour laisser tourner le premier pignon (44) seulement lorsqu'il est en prise avec ledit secteur denté (26'a, 26"a), lesdits moyens d'immobilisation laissant tourner librement le mobile menant (14),

caractérisé en ce que l'ensemble de transmission comporte en outre des moyens de liaison escamotables (54) pour solidariser en rotation lesdits pignons (44 et 52), tant que le couple de retenue appliqué sur le premier pignon ne dépasse pas une valeur limite.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison comportent un ressort sautoir (54) fixé rigidement à l'un desdits pignons et coopérant élastiquement avec la denture de l'autre pignon.

3. Dispositif selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le secteur denté comporte au moins deux dents juxtaposées (26'a et 26"a) pour engrener avec la denture du premier pignon (44), en ce que les moyens d'immobilisation comprennent des premiers moyens (30, 36'b) solidaires du mobile menant et munis d'un rebord circulaire (26'b) ayant même axe (20) que le mobile menant et comportant deux encoches (30', 30"), et en ce que lesdits moyens d'immobilisation comprennent des deuxièmes moyens (48, 50) solidaires du premier pignon 44 et comportant n ergots (50), n'étant plus grand ou egal à 2, disposés sur un même cercle centré sur l'axe (40, 42) du mobile de transmission, lesdits ergots (50) étant décalés de 360°/n et disposés au même niveau selon la direction des axes de rotation (20 et 40, 42) que ledit rebord circulaire (26'b) et que lesdites encoches (30', 30") pour que l'un desdits ergots (50) puisse franchir ledit rebord (26'b) lors de sa rotation sous l'effet de l'engrènement dudit mobile de transmission (44, 52) avec lesdit au moins un moyen d'entraînement (26'a, 26"a), mais que lesdits ergots (50), pour n=2, ou deux desdits ergots (50) pour n>2 soient en butée contre ledit rebord (26'b) à l'extérieur desdites encoches (30', 30") lorsqu'il n'y a pas engrènement.

4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite pièce (18) est une couronne de quantième d'une montre et en ce que ledit mobile menant (14) comporte en outre un pignon (24) pour engrener avec un train d'engrenages (2, 4, 10, 12) de ladite montre.