EP0649075A1 - Barillet à ressort délivrant un couple constant - Google Patents
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- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B1/00—Driving mechanisms
- G04B1/10—Driving mechanisms with mainspring
- G04B1/14—Mainsprings; Bridles therefor
Definitions
- the present invention relates to a mainspring for a timepiece wound inside a barrel at an angle ⁇ of n2 ⁇ radians, said spring having a spiral shape of rectangular section with constant width, the first end of the spring being attached to a bung integral with the barrel shaft, at least a first portion of the spring, extending from the wall of the barrel in the direction of the bung, having an increasing thickness e.
- the Swiss patent CH-A-375275 relates to a timepiece motor spring whose force gradually decreases from the inner end to the outer end in order to obtain a more regular driving force of the barrel and, as a result, an almost constant amplitude of the pendulum
- Figure 1 is a schematic plan view of a spring barrel in the disarmed state of a timepiece.
- the barrel is a cylindrical box comprising a toothing 1 and a wall 2 inside which is wound a spiral-shaped spring 3 at an angle ⁇ of n2 ⁇ radians, a turn being wound on 2 ⁇ radians.
- the spring has a rectangular section of constant width h and variable thickness e as will appear below.
- the first end 4 of the spring 3 is attached to a bung 5 which is integral with the barrel shaft around which the latter rotates freely.
- the second end 6 of the spring is fixed to the interior wall 2 of the barrel.
- Figure 2 is a diagram showing the thickness e of the spring as a function of the winding angle ⁇ thereof.
- the spring has n turns extended over n2 ⁇ radians.
- an average value m of spring thickness is then obtained of the order of 0.071 mm.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne un ressort moteur pour pièce d'horlogerie enroulé à l'intérieur d'un barillet sous un angle α de n2π radians, ledit ressort présentant une forme spirale de section rectangulaire à largeur constante, la première extrémité du ressort étant accrochée à une bonde faisant corps avec l'arbre du barillet, au moins une première portion du ressort, s'étendant de la paroi du barillet en direction de la bonde, présentant une épaisseur e croissante.
- Le brevet suisse CH-A-375275 a pour objet un ressort moteur de pièce d'horlogerie dont la force diminue graduellement en allant de l'extrémité intérieure à l'extrémité extérieure en vue d'obtenir une force motrice du barillet plus régulière et, par suite, une amplitude quasi constante du balancier
- Le document cité dit qu'on connait de tels ressorts dont la section va diminuant graduellement de l'extrémité intérieure à l'extrémité extérieure. Cette variation de section peut être obtenu en changeant graduellement, d'un bout à l'autre, notamment l'épaisseur du ressort.
- Le document FR-A-1583064 décrit pour sa part un laminoir permettant de réaliser un tel ressort. Il comporte deux cylindres de laminage pouvant d'écarter l'un de l'autre sous l'action d'un excentrique.
- Le premier document cité ci-dessus fait état d'une diminution graduelle de l'épaisseur en fonction de l'angle d'enroulement du ressort, mais ne dit pas selon quelle loi cette diminution a lieu. S'il s'agit d'une variation linéaire, on verra plus loin que cette loi n'est pas propre à délivrer un couple constant.
-
- L'invention sera comprise maintenant à la lecture de la description qui suit et qui est illustrée à titre d'exemple par le dessin dans lequel
- la figure 1 est une vue en plan d'un barillet à ressort dessiné à l'état désarmé et
- la figure 2 est un diagramme montrant l'épaisseur e du ressort en fonction de l'angle d'enroulement de celui-ci.
- Selon la "Théorie générale de l'horlogerie" par Léopold Defossez, tome I, page 116, La Chaux-de-Fonds 1950, le moment élastique M d'un ressort spiral de section rectangulaire, d'épaisseur e et de largeur h, s'écrit :
expression dans laquelle α est l'angle d'armage de ressort que l'on assimilera ici à son angle d'enroulement, E est le module de Young, et L la longueur du ressort. Cette expression peut s'écrire aussi :
Comme le but de la présente invention est d'obtenir du barillet un moment élastique M constant, ce qui permet d'assurer une amplitude constante au balancier, comme également la longueur L et la largeur h du ressort sont constantes, comme encore est constant le module de Young E, le second membre de l'équation (2) présente une valeur constante. L'enseignement que l'on tire de cela est que le premier membre de l'équation (2), c'est-à-dire l'angle d'enroulement α fois la valeur au cube de l'épaisseur e du ressort à l'angle considéré doit présenter une valeur constante, soit - La figure 1 est une vue schématique en plan d'un barillet à ressort à l'état désarmé d'une pièce d'horlogerie. Le barillet est une boîte cylindrique comportant une denture 1 et une paroi 2 à l'intérieur de laquelle est enroulé un ressort de forme spiralée 3 sous un angle α de n2π radians, une spire étant enroulée sur 2π radians. Le ressort présente une section rectangulaire de largeur constante h et d'épaisseur e variable comme cela apparaîtra plus bas. La première extrémité 4 du ressort 3 est accrochée à une bonde 5 faisant corps avec l'arbre du barillet autour duquel ce dernier tourne librement. La seconde extrémité 6 du ressort est fixée à la paroi intérieure 2 du barillet. Au moins une première portion du ressort qui s'étend de la paroi 2 du barillet en direction de la bonde 5 présente une épaisseur e croissante, cette épaisseur étant choisie de telle sorte que l'angle α d'enroulement de ladite première portion du ressort fois la valeur au cube de ladite épaisseur à l'angle α considéré présente une valeur constante, soit
- On fera remarquer que si l'entier du ressort avait à remplir la condition ci-dessus, on parviendrait rapidement à une épaisseur prohibitive dans la région de la bonde, cette épaisseur croissant à la puissance 3. Des calculs ont montré en effet que si l'épaisseur de la première extrémité 6 du ressort est choisie à 0,077 mm, l'épaisseur de la seconde extrémité 4 serait de 0,34 mm pour le premier dixième de tour, ce qui est irréaliste.
- En fait on s'est rendu compte qu'il n'est pas nécessaire d'appliquer la condition
- La figure 2 est un diagramme montrant l'épaisseur e du ressort en fonction de l'angle d'enroulement α de celui-ci. Le ressort comporte n spires étendues sur n2π radians. Selon ce diagramme, qui est un exemple parmi beaucoup d'autres qui auraient pu être choisis, la seconde extrémité 6 du ressort 2, ou extrémité extérieure, présente une épaisseur de e = 0,077 mm, d'où e³ = 0,000454. A cet endroit α = n vaut 9, d'où
- Sur la figure 2, on voit qu'après la partie utile ou première portion du ressort, s'enroule une seconde portion située entre la fin de la première portion et la bonde 5. L'épaisseur e du ressort va décroissant de l'angle
Claims (4)
- Ressort moteur(3) pour pièce d'horlogerie enroulé à l'intérieur d'un barillet sous un angle α de n2π radians, ledit ressort présentant une forme spiralée de section rectangulaire à largeur(h) constante, la première extrémité(4) du ressort étant accrochée à une bonde(5) faisant corps avec l'arbre du barillet et la seconde extrémité(6) étant fixée à la paroi(2) que représente le barillet, au moins une première portion du ressort, s'étendant de la paroi du barillet en direction de la bonde, présentant une épaisseur croissante, caractérisé par le fait que l'épaisseur e du ressort est choisie de telle façon que l'angle α d'enroulement de ladite première portion du ressort fois la valeur au cube de l'épaisseur e dudit ressort à l'angle α considéré présente une valeur constante, soit
- Ressort moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la première portion du ressort s'étend sur la partie utile du ressort dont la longueur fournit l'énergie de fonctionnement à la pièce d'horlogerie pendant au moins les vingt-quatre premières heures de marche.
- Ressort moteur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'une seconde portion du ressort, située entre la fin de ladite première portion et la bonde, comporte une épaisseur allant diminuant.
- Ressort moteur selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le ressort s'étend substantiellement sur un angle de n2π radians et que la partie utile s'étend sur un angle nπ radians.
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