EP0097168B1

EP0097168B1 - Module d'horlogerie comprenant un circuit electronique et un dispositif de calendrier

Info

Publication number: EP0097168B1
Application number: EP82903447A
Authority: EP
Inventors: Jean-Daniel Dubois
Original assignee: Nouvelle Lemania SA
Current assignee: Nouvelle Lemania SA
Priority date: 1981-12-28
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1987-03-18
Also published as: EP0097168A1; US4540291A; JPS59500014A; US4588305A; DE3275766D1; DE3276548D1; EP0083307A1; EP0083307B1; WO1983002340A1; JPS58115394A; CH649189GA3

Description

La présente invention se rapporte aux modules d'horlogerie comportant un affichage de l'heure par des moyens analogiques et en particulier au moyen d'aiguilles des heures et des minutes qui sont portées respectivement par une roue des heures et une chaussée, ces deux mobiles étant montés coaxialement au centre du module.
A l'heure actuelle, les modules d'horlogerie de ce genre sont en général entraînés par un moteur pas à pas recevant son énergie d'une pile et la base de temps est constituée par un dispositif électronique tel qu'un circuit oscillant à quartz et un diviseur de fréquence. Lorsque l'on désire incorporer à un module de ce genre un moyen d'affichage de la date, on a recours dans la plupart des cas à un organe d'affichage du type qui a déjà été utilisé dans les montres mécaniques, c.à.d. un anneau de quantième disposé sous le cadran, et dont les indications apparaissent dans un guichet ménagé dans le cadran. Cet anneau de quantième est entraîné par un mécanisme sautant qui s'arme peu à peu durant les heures qui précédent minuit, de sorte que le moteur pas à pas qui actionne le rouage rencontre une résistance plus grande durant ces heures que durant la plus grande partie des heures de la journée. Cette circonstance exerce une influence assez considérable sur la construction du moteur ainsi que sur la consommation générale de l'énergie et la durée de vie des piles. Pour remédier à cet inconvénient on a déjà proposé, notamment dans la demande de brevet français no. 24 88 703, de prévoir dans le module un second moteur qui reçoit des impulsions une fois par jour et qui fait avancer l'anneau de quantième d'un pas aux environ de minuit. La commande de ce second moteur résulte d'une opération de comptage qui doit être effectuée dans le circuit électronique piloté par la base de temps à quartz, de sorte qu'il est nécessaire de veiller à ce que la synchronisation entre la position des aiguilles et la position de l'anneau de quantième soit maintenue.
Dans certaines exécutions (US-A- 3,911,665) on prévoit un affichage de la date au moyen d'une cellule électro-optique dont l'inertie est nulle, qui est commandée directement par le circuit électronique sans passer par l'intermédiaire d'un moteur et qui par conséquent évite au moteur pas à pas entraînant les aiguilles des heures et des minutes toute surcharge momentanée. Toutefois, dans ce cas également, il faut veiller à ce que la synchronisation entre le comptage effectué par le circuit électronique et la position des aiguilles soit maintenue.
Pour assurer la synchronisation, le brevet FR-A-2,416,503 propose une roue de commutation qui est entraînée par le rouage et porte à sa périphérie un ou plusieurs éléments de contact saillant destinés à entrer en contact avec des éléments fixes correspondants, une fois par tour. On a constaté cependant que cette disposition avait pour conséquence que le moteur pas à pas entraînant le rouage était soumis à un couple variable du fait du frottement de l'élément de contact. Il est donc nécessaire de le construire de telle manière qu'il puisse fournir le couple maximum requis, en permanence. D'autres dispositifs d'affichage de quantièmes comportant également un couple variable sur le moteur pas à pas sont aussi décrits dans les documents FR-A- 2,170,989, GB-A- 2,017,356, GB-A- 2,071,364 et DE-A- 2,925,278.
La présente invention a pour but de fournir une autre solution au problème évoqué ci-dessus, cette autre solution ayant l'avantage d'éviter tout risque de désynchronisation entre l'affichage du quantième et l'affichage de l'heure et de soumettre le moteur pas à pas à un couple constant, capable de régulariser sa marche.
Dans ce but, la présente invention a pour objet une pièce d'horlogerie comprenant une base de temps électronique et un dispositif d'affichage de l'heure avec un moteur pas à pas et un train d'engrenage dont certains éléments constituent des organes d'affichage, et d'autre part un moyen électronique de comptage et d'affichage de la date, caractérisée en ce que l'un des éléments du dit train d'engrenage qui est l'élément le plus lent comporte un disque en matière isolante qui présente une surface circulaire de glissement et un élément de contact métallique de mise à la masse partiellement noyé dans la dite surface, et en ce que le moyen électronique d'affichage de la date est connecté à une lame élastique détectrice maintenue en permanence en contact avec la dite surface de glissement, la dite lame agissant d'une part mécaniquement sur le dit élément d'engrenage comme frein pour éliminer les jeux d'engrenage et d'autre part électroniquement sur le moyen d'affichage de la date pour faire avancer l'indication de date affichée lorsqu'elle recouvre le dit élément de contact et est alors mise à la masse.
On va décrire ci-après à titre d'exemple deux formes de réalisation de l'objet de l'invention en se référant au dessins annexés, dont:

la fig. 1 est une vue en plan de dessus d'un module d'horlogerie qui constitue la première forme d'exécution de l'invention,
la fig. 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la fig. 1, et
la fig. 3 une vue analogue à la fig. 1 montrant la seconde forme d'exécution de l'objet de l'invention.

La fig.1 est une vue en plan de dessus partiellement schématique représentant une montre-calendrier dans laquelle l'affichage de la date est réalisé au moyen d'une cellule électro-optique 21. Cette montre comporte comme source d'énergie une pile 22 qui alimente un circuit électronique 23 fixé sur une planche de circuit imprimé 24. La pile 22 alimente en outre un moteur pas à pas 25 dont le rotor 26 entraîne un rouage constitué d'éléments 27, 26, 29, l'élément 29 étant une roue des minutes, dont le canon peut porter une aiguille centrale des minutes. Cette roue des minutes est en prise avec une roue de minuterie 30, dont le pignon entraîne une roue des heures 31. Le canon de cette roue des heures peut porter une aiguille des heures usuelle, tandis que sa denture périphérique entraîne un mobile de renvoi 32 dont la denture de roue entraîne une roue de 24 heures 33.
Le module de la montre représentée à la fig. 1 comporte en outre un mécanisme de commande qui peut être manoeuvré au moyen d'une couronne 34 fixée à l'extrémité d'une tige 35 disposée radialement dans le module. La position axiale de cette tige est déterminée par une tirette 36 de construction classique maintenue en place par un ressort 37 qui est découpé d'une pièce avec un levier de bascule 36. Cette bascule 36 commande d'une part un pignon coulant 39 et d'autre part un interrupteur qui est constitué par un élément de contact mobile 40 situé à l'extrémité du doigt de la bascule et par une borne 41 constituée d'une lame métallique, par exemple une lame d'or découpée et pliée. La base de cette borne 41 est soudée sur la planche 24 à l'emplacement d'une piste conductrice connectée au circuit 23. La borne 41 comporte d'autre part un élément en forme de languette qui s'étend librement et dont l'extrémité se trouve en regard de l'élément de contact 40. La bascule 38 comporte une encoche 38a agencée de façon que lorsque la tige 35 est tirée dans une position intermédiaire (11), l'élément de contact 40 et le pignon coulant 39 sont déplacés vers l'extérieur du module et l'élément de contact 40 vient toucher la languette élastique de la borne 41. Cette borne est alors mise à la masse.
Lorsque la tige 35 est tirée dans sa position extérieure (III), le pignon coulant 39 est amené en contact avec un renvoi de mise à l'heure 42 qui est en prise avec la roue de minuterie 30. D'autre part, l'interruptuer 40/41 est à nouveau ouvert. Dans cette position, un autre interrupteur (non représenté) est alors fermé de sorte que la transmission des impulsions au moteur 25 est bloquée et ce moteur est à l'arrêt.
De préférence, la cellule 21 sera une cellule à cristal liquide, bien que d'autres systèmes électrooptiques puissent également être utilisés. Cette cellule est montée sur une planche 24 et ses bornes de connexion (non représentées) sont reliées au circuit 23 par des pistes conductrices.
Le mobile de 24 heures 33 qui est entraîné à une vitesse angulaire égale à la moitié de celle de la roue des heures est représenté plus en détail à la fig. 3. On voit qu'il comporte un disque métallique 43 chassé sur un arbre 44 suffisamment long pour traverser le cadran de la pièce d'horlogerie décrite et porter à son extrémité supérieure une aiguille de 24 heures (non représentée). Toutefois, en variante, ce mobile pourrait également comporter un arbre court sans organe indicateur. Sous le disque 43 est fixé une garniture 45 en matière plastique, de préférence en Delrin dont la périphérie comporte une gorge 45a. En un point de sa périphérie, cette gorge est trouée et la tige d'une goupille 46 chassée dans un trou du disque 43 fait légèrement saillie dans le fond de cette gorge. La planche de circuit imprimé 24 s'étend en dessous du mobile 33 et porte en regard de la gorge 45a une borne 47 également constituée d'une lamelle d'or pliée, de façon à former une languette à extrémité pliée en V et engagée dans la gorge 45a. Une fois par tour de la roue 33, la borne 47 sera donc mise à la masse au moment où la goupille 46 entre en contact avec son extrémité libre. On voit également à la fig. 3 le renvoi 32 ainsi que la roue des heures 31. Les deux roues 31 et 33 ont le même diamètre.
Le fonctionnement de cette montre est le suivant un quartz 48 fixé sous la planche de circuit imprimé 24 pilote un diviseur de fréquence dont les impulsions de sortie commandent, à une fréquence stable, de 1 Hz par exemple, l'entraînement du moteur.
Le circuit 23 comporte en outre un compteur et un décodeur qui pilotent la cellule 21 à partir des impulsions que le compteur reçoit à chaque tour de la roue 33 quand l'élément de contact 46 est connecté à la borne 47. Le décodeur est agencé de façon à faire apparaître sur la cellule 21 successivement les chiffres de 1 à 31 Le saut de date étant commandé par le contact 46/47 il sera toujours synchronisé avec la position des aiguilles et se produira chaque fois à minuit.
La correction du quantième s'effectue électroniquement lorsque la tige 34 est dans la position II. En effet, la fermeture du contact 41/40 commande dans le circuit électronique 23 l'emission d'impulsions, par exemple à une fréquence de 1 Hz mais ne commençant que deux secondes comptées à partir de la fermeture du contact et ces impulsions à une fréquence de 1 Hz sont transmises au décodeur de sorte que les chiffres des jours défilent sur la cellule 21 a la fréquence de 1 Hz. De même, si l'on effectue une mise a l'heure au moyen de la couronne 34, en faisant passer les aiguilles par la position de minuit, automatiquement une impulsion sera donnée au décodeur de date qui fera avancer la cellule d'une unité.
Le comptage des impulsions fournies par le contact 46/47 sera agencé de façon qu'au moment où l'élément de contact 46 vient en contact avec la lame 47, une première impulsion est enregistrée et l'enregistrement d'autres impulsions est bloqué pendant tout le temps pendant lequel l'élément de contact glisse sous la lame 47. On évite ainsi les fausses impulsions qui pourraient résulter de rebonds de la lame 47 sur l'élément de contact 46. Les détails de l'agencement du circuit qui permet de ne capter que la première impulsion enregistrée, sont connus en soi et il n'est pas nécessaire de les décrire ici.
La lame de contact 47 appuie contre le mobile 33 non seulement pendant que la goupille 46 se trouve en regard de sa pointe, mais également pendant toute la durée de la rotation de ce mobile. Elle appuie en effet contre le fond de la gorge 45a et fait office de friction, ce qui élimine les jeux d'engrenage. La lame 47 sert donc à régulariser non seulement la rotation du mobile 33 qui déclenche le changement de date à minuit précis, mais également la rotation des autres mobiles indicatéurs, notamment la roue des heures 31 et la roue des minutes 29.
En variante, la roue des heures 31 pourrait être conformée comme le mobile 33 et porter une goupille se déplaçant dans le chemin d'une lame de contact telle que la lame de contact 47. Dans ce cas, le mobile 33 et le mobile 32 pourraient être supprimés. Il suffirait que le circuit électronique soit conformé de façon que le changement de date ne soit commandé qu'une fois sur deux sous l'effet des impulsions résultant de la fermeture du contact 46/47. Bien entendu on pourrait également supprimer le mobile intermédiaire 32 et conserver le mobile 33 tel que représenté à la fig. 3, en le disposant de façon que sa roue soit directement en prise avec la roue 31 des heures. Dans ce cas, le mobile 33 tournerait à la même vitesse que le mobile 31 et le circuit devrait être agencé de façon à ne commander le changement de date qu'une fois sur eux.
La fig.3 représente une forme d'exécution dans laquelle les moyens d'affichage de la date sont différents de ceux qui sont prévus dans la forme d'exécution selon la fig.1, tout le reste des éléments du module étant par ailleurs les mêmes. Ces moyens d'affichage comportent un moteur 49 dont la construction peut être la même que celle du moteur 25, mais qui, comme on le verra tout à l'heure, pourrait fonctionner de façon légèrement différente. Le rotor 50 de ce moteur entraîne par son pignon un mobile de commutation de date 51, dont le doigt 51 a s'engage dans la denture 52a d'un anneau de quantième 52, qui peut être de construction usuelle. Cet anneau est disposé sous le cadran et porte sur sa surface supérieure les indications des quantièmes de 1 à 31. Sa denture est également à 31 dents et il est maintenu en place normalement au moyen d'un ressort sautoir 53. Un guichet, qui peut être situé par exemple sur trois heures, ou sur midi, permet de voir un des quantièmes porté par l'anneau 52.
A chaque fermeture du contact 46/47, le circuit électronique 23 commande l'envoi d'une suite d'impulsions prédéterminées sur le moteur 49. Ces impulsions peuvent se succéder à une fréquence relativement élevée et font tourner le rotor 50 de façon que le mobile 51 effectue un tour complet sur lui-même. Au cours de cette rotation, son doigt 51a a va s'engager dans la denture 52a et faire avancer l'anneau de quantième 52 d'un pas. Comme ce moteur ne fonctionne que durant un temps très court chaque jour, la fréquence de son fonctionnement peut être relativement élevée et son couple d'entraînement peut être faible, puisque l'entraînement est direct. En outre, comme le moteur 25 n'est jamais chargé par l'armage d'un mécanisme de calendrier, le couple de résistance qu'il doit vaincre à chaque impulsion pour entraîner le rouage est très faible et d'autre part parfaitement régulier. Ainsi, le couple de ce moteur et la durée de ses impulsions peuvent être ajustés à des valeurs minimales, ce qui contribue à économiser l'énergie de la pile 22.
Dans ce cas également, la roue de 24 heures 33 est toujours synchronisée avec les heures et les minutes, même lors d'une correction de l'heure par le pignon coulant 9 et la couronne 34. C'est donc la roue de 24 heures qui commande et garantit le changement de date et non un circuit électronique dont la programmation reste complexe.
De plus, lors d'un changement de pile, aucune information n'est perdue.
Pour corriger le quantième, on procède comme dans la première forme d'exécution. La tige 34 est tirée un position 11 ce qui ferme le contact 40/41. Le circuit 23 commande alors le moteur 49 en continu, de sorte que les indications du quantième défilent dans le guichet.
Bien entendu, le moteur 49 pourrait également entraîner un mécanisme de calendrier à quantième et jours de la semaine comportant une étoile des jours, de même que, dans la forme d'exéction décrite en relation avec la fig. 2, la cellule 21 pourrait aussi comporter un moven d'affichage du jour de la semaine.
Aussi bien dans la forme d'exécution selon la fig.1 que dans celle selon la fig.3 on pourrait alors prévoir pour permettre la désynchronisation du comptage des jours par rapport au comptage des quantièmes, que lorsque la tige est dans la position Il, seuls les quantièmes sont corrigés, tandis que si l'on entraîne l'affichage au moyen de la couronne 34 en position III, les impulsions provoquées par fermeture du contact 46/47 commandent en même temps le saut du quantième et le saut du jour de la semaine.

Claims

1. Pièce d'horlogerie comprenant une base de temps électronique, et un dispositif d'affichage de l'heure avec un moteur pas à pas (25) et un train d'engrenage (27 à 33) dont certains éléments constituent des organes d'affichage, et d'autre part un moyen électronique de comptage et d'affichage de la date, caractérisée en ce que l'un des éléments dudit train d'engrenage (33) qui est l'élément le plus lent comporte un disque en matière isolante (45) qui présente une surface circulaire de glissement (45a) et un élément de contact métallique (46) de mise à la masse partiellement noyé dans ladite surface, et en ce que le moyen électronique d'affichage de la date (23, 9; 23,49 à 52) est connecté à une lame élastique détectrice (47) maintenue en permanence en contact avec ladite surface de glissement, ladite lame agissant d'une part mecaniquement sur ledit élément d'engrenage comme frein pour éliminer les jeux d'engrenage et d'autre part électroniquement sur le moyen d'affichage de la date pour faire avancer l'indication de date affichée lorsqu'elle recouvre ledit élément de contact (46) et est alors mise à la masse.

2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce que la dite surface de glissement (45a) est une surface cylindrique qui forme le fond d'une gorge ménagée dans la périphérie du disque isolant (45) et en ce que l'élément de contact (46) est une tige métallique cylindrique dont la surface latérale s'étend à fleur de la dite surface de glissement, cette tige étant solidaire d'une plaque métallique circulaire (43) qui supporte le disque isolant et présente une denture périphérique en prise avec un autre élément (32) du train d'engrenage.

3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, comportant en outre un mécanisme de commande avec une tige de commande (35) mobile en translation dans le sens de son axe et en rotation autour de son axe, un pignon coulant et une liaison articulée entre la tige et le pignon coulant, caractérisée en ce que la dite liaison articulée comporte un organe (38) métallique qui porte un élément de contact de mise à la masse (40) et en ce que le moyen d'affichage de la date (23.9; 23,43 à 52) comporte une autre lame élastique de contact (41) qui pour une position axiale de la tige est mise en contact avec le dit élément (40) de mise à la masse et commande alors une avance répétée de l'indication de date.

4. Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dit moyen électronique (23, 9) comporte un circuit de comptage (23) des impulsions données par le contact du dit élément de mise à la masse (46) avec la dite lame détectrice (47) et un circuit de décodage et d'affichage électronique (9) de l'indication de date.

5. Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que le dit moyen électronique (23, 49 à 52) comporte un moteur pas à pas (49) faisant un pas à chaque impulsion donnée par le contact du dit élément de mise à la masse (46) avec la dite lame détectrice (47), un mécanisme de transmission de mouvement (50, 51) et un organe d'affichage (52) entraîné en rotation pas à pas à chacune des dites impulsions et portant des indications de date apparaissant une à une dans un guichet.

6. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le dit élément le plus lent (33) du train d'engrenage est relié à une roue des heures (31) par un mobile intermédiaire (32) de manière à tourner à une vitesse de 1 tour en 24 heures.

7. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le dit élément le plus lent (33) du train d'engrenage est une roue des heures entraînée à une vitesse de 1 tour en 12 heures et portant une aiguille des heures.