EP1426837A1 - Pièce d'horlogerie avec indication de la réserve de marche - Google Patents

Pièce d'horlogerie avec indication de la réserve de marche Download PDF

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EP1426837A1
EP1426837A1 EP02080135A EP02080135A EP1426837A1 EP 1426837 A1 EP1426837 A1 EP 1426837A1 EP 02080135 A EP02080135 A EP 02080135A EP 02080135 A EP02080135 A EP 02080135A EP 1426837 A1 EP1426837 A1 EP 1426837A1
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EP
European Patent Office
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generator
timepiece
power reserve
barrel
stator
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EP02080135A
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EP1426837B1 (fr
Inventor
Jean-Jacques Born
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Asulab AG
Original Assignee
Asulab AG
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Publication date
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Priority to AT02080135T priority patent/ATE472122T1/de
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/04—Arrangements of electric power supplies in time pieces with means for indicating the condition of the power supply

Definitions

  • the present invention relates to a timepiece with generator with indication of the power reserve.
  • Such a timepiece comprises a barrel, in which is housed a spring. Time display devices are mechanically coupled to the barrel, as well as an electric power generator.
  • a regulator circuit is intended for slave the generator frequency to a reference frequency. To this end, the regulator circuit includes switching means arranged to brake electrically the generator during periods of braking, when the circuit regulator finds that the generator frequency is higher than that of reference.
  • the timepiece includes a mechanical energy source formed by a barrel 1 in which is housed a spring 1a, with manual or automatic winding, the winding device not being shown here.
  • the barrel 1 is mechanically coupled to the magnetic rotor 2a of a generator electric 2 by means of cogs 3.
  • the generator 2 comprises at least one coil 2b from which an alternating voltage Ug is generated, when the rotor magnetized 2a is rotated, generating a magnetic field symbolized at means of an arrow and with which said at least one coil 2b is coupled.
  • the terminals of coil 2b are connected to a rectifier 4 supplying a rectified voltage Ua as an output, intended to supply the circuit regulator 6, which will be discussed below.
  • Analog organs for displaying a time indication 5 are mechanically coupled to the barrel through the cogs 3 of the movement and are integral in rotation with the rotor 2a.
  • the rotation speed of the hands 5 is maintained at a constant average value thanks to the regulator circuit 6, which is intended to control the frequency of the generator to a reference frequency, so that the speed of the needles corresponds to the speed required to obtain a correct time indication.
  • This regulator circuit 6 comprises an oscillator 6a stabilized by a quartz of watchmaker type and a frequency divider 6b bringing the frequency of this oscillator 6a at a frequency usable by a logic circuit 6c which controls, by means of a control signal 8, a switching member 7, for example a transistor, for brake generator 2 in order to regulate its frequency at a frequency reference corresponding advantageously to a correct indication of the time by the time indication display units 5.
  • the timepiece according to this document also includes a device power reserve indicator 9.
  • This device includes a counter 9a counting the successive brake signals 8 for a period of time determined by means of an additional frequency divider 9b.
  • a memory 9c is connected at the output of counter 9b so as to store the recorded data during the determined period of time, to the output of which is connected a 9d decoder transforming the stored data into a control signal incremental display means 9e of the power reserve 17, produced at means either of a colored strip or of a liquid crystal cell.
  • a display 9e comprising successive lines which light up or appear up to the point corresponding to the value of the quantity measured or calculated.
  • One of the main advantages of a timepiece with a generator is: ability to reconcile the use of a traditional mechanical watch movement with the precision of quartz.
  • the idea according to the invention is to provide an analog indication of the power reserve while using the indications related to generator operation without increasing the power consumption of the timepiece.
  • the invention relates to a timepiece as defined in preamble to the description, characterized in that the generator controls means for actuating an analog power reserve member, by through an electrical quantity transmitted by electrical coupling between the actuating means and the generator, during braking periods.
  • the actuation means include a stator and a rotor, and are electrically coupled to the generator by the stator, the latter also being magnetically coupled to the rotor which mechanically moves the analog display member of the reserve of walking between a first position corresponding to the armed spring to a second position corresponding to the disarmed spring.
  • Figure 2 represents a simplified diagram of a timepiece according to a preferred embodiment of the invention.
  • Figure 2 represents a simplified diagram of a timepiece according to a preferred embodiment of the invention.
  • the generator 2 is braked during braking periods, when the regulator circuit 6 finds that the generator frequency is greater than a reference frequency determined.
  • the Ug voltage across the coil 2b of the generator, shown in Figure 3A, is an alternating voltage, where the braking periods of this coil are represented by the areas marked f1, f2 and f3.
  • a power reserve indicator device is therefore provided. He understands actuating means 10 actuating an analog display member of the power reserve 11. These actuating means 10 are advantageously formed an electrically actuated actuator having a stator comprising in particular a coil 10b and a magnetic rotor 10a.
  • the control of these actuation means 10 is transmitted by coupling electric between the coils 2b and 10b, via the switching means 7a to 7d, in the form of an electrical quantity G2 depending on the quantity electric G1 dissipated during braking periods.
  • This electric quantity G2 which advantageously corresponds to the electric current I passing through the coil additional 10b, allows not only to power the actuating means 10, but also to induce an average magnetic field, causing the rotor to rotate magnetic 10a.
  • H-shaped rectifier bridge as switching means comprising 4 switches 7a to 7d.
  • the 4 switches 7a to 7d are controlled by a signal command 8 issued by the regulator circuit 6, as explained below.
  • the resulting electrical quantity G2 is shown in Figure 3C. It will be noted for this purpose that according to this first variant, the quantity G2 is advantageously transmitted during periods of braking of the generator, that is to say all the time that these periods last.
  • the positive and negative alternations of the electrical quantity G1. then positive half-waves one of the switches is switched to the closed position, the other then being switched to the open position. During negative alternations, the reverse switches are then carried out.
  • the quantity G2 transmitted only provides information about the power reserve during positive or negative alternations depending on the connection adopted, during the periods braking.
  • the quantity G2 is transmitted during braking periods, i.e. not necessarily all the time that these periods last, but for example only during certain periods such as positive alternation.
  • the magnetic rotor 10a is arranged to drive the display member 11 of a first position corresponding to the armed spring to a second position corresponding to the disarmed spring.
  • This reserve indicator device walk is given below in the context of Figures 4 to 6.
  • Figure 4A shows a top view of a control actuator electric according to a preferred embodiment of the invention.
  • the actuation means include in particular an actuator 10 comprising a coil 10b secured to a stator 12 having a cavity 13, preferably circular, thus delimiting first and second stator parts 12a and 12b, connected by narrowed areas of material 12c and 12d, said stator parts 12a and 12b defining two magnetic poles opposite (N and S) during the supply of the coil, that is to say during periods of generator braking.
  • the stator is formed advantageously by a material with high magnetic permeability.
  • the circular cavity 13 has on its periphery two isthmus 14a and 14b substantially diametrically opposed.
  • the actuator 10 also comprises a magnetic rotor 10a, preferably circular, centered in the cavity 13 defined by the stator 12 and mounted in rotation on a shaft 15.
  • the magnetic poles (N and S) of the magnetic rotor 10a have been shown according to the so-called rest position of the rotor.
  • the rest position means the position taken by the rotor 10a when the stator coil 10b is not supplied, i.e. when the field magnetic induced mean in the coil is zero.
  • This rest position is defined in in particular, by the geometry of the stator 12 and the position of the isthmus 14a and 14b.
  • the rotary movement of the magnetic rotor 10a relative to the stator 12 is given in detail in Figures 6A to 6C.
  • Figure 4B shows the drive mechanism preferentially used with actuator 10 in Figure 4A.
  • the rotor not visible in this Figure 4B, is mounted on the shaft 15, the latter defining with the drive gear 16, a mobile for driving the power reserve indicator member.
  • the useful angle of indication of the reserve of walking being of the order of 60 °
  • it is advantageously provided with a mobile of reduction gear formed by a reduction gear 17 in engagement with the drive wheel 16 and mounted on a shaft 18 driving the analog member indication of the power reserve shown in Figure 5.
  • a wheel is preferably used.
  • reduction 17 having a hollow sector 20, defining first and second bearing surfaces 21 a and 21 b intended to cooperate with a single stop 19.
  • the hollow sector 20 has an angle at the center of 120 °. The two extreme positions for which the bearing surfaces 21a and 21b are in contact with the stop 19, correspond to the two extreme positions of the member power reserve indicator, i.e. at a corresponding first position to the armed spring and to a second position corresponding to the disarmed spring.
  • stop devices can be provided, in particular in the form of nipples placed on either side of the viewing angle located on the dial of the timepiece.
  • Figure 5 shows a sectional view of the entire indicating device of the power reserve according to the embodiment presented in Figures 4A and 4B.
  • the plate 22 serves as a support in particular for the stator 12 and the coil 10b as well as for shafts 15 and 18 on which the gear wheels are respectively mounted 16 and reduction gear 17.
  • An upper bridge 23 allows to fix the stop 19.
  • a recess made in the upper deck and in dial 24 of the timepiece allows passage to the shaft 18 on which is mounted a member analog 11 for power reserve indication, typically a hand moving next to adequate graduations.
  • a disc providing an indication through a window can also be provided, or any other suitable analog display means.
  • Figures 6A, 6B and 6C show the displacement of the magnetized rotor by relation to the stator as a function of the reinforcement of the spring housed in the cylinder of the part watchmaking. This displacement corresponds to the evolution of the equilibrium position magnetic defined by the opposition between the existing average magnetic coupling between the stator (12) and the rotor due to the electrical quantity transmitted during braking periods and the positioning coupling existing between the stator and the rotor due to the geometry of the stator, the latter being of high magnetic permeability.
  • FIG. 6A corresponds to the initial position of the magnetic rotor 10a when the spring is fully armed.
  • the generator is then frequently braked by switching means in order to decrease its operating frequency at the reference frequency.
  • the coil 10b is coupled electrically to the generator coil 2b, which generates a field magnetic through stator 12.
  • the resulting average induced magnetic field assimilates the stator to a magnetic dipole, a first part stator 12a corresponds for example to the north magnetic pole N, and a second stator part 12b at the south magnetic pole S.
  • the pole N of the stator part 12a attracts the pole S of the rotor magnetic 10a.
  • the torque of positioning whose effect is to attract the magnetic rotor 10a to its rest position shown in Figure 6C.
  • the rotor position is given by the equilibrium position magnetic.
  • Figure 6B shows an intermediate position for which the spring is no longer fully armed.
  • the brakes applied to the generator are then less frequent and the mean magnetic dipole of the stator is less important. So the magnetic equilibrium position of the magnetic rotor 10a is between the initial position defined in Figure 6A and the rest position defined in Figure 6C.
  • the rotor turns in the direction indicated by the arrow.
  • Figure 6C shows, as mentioned above, the position of rest of the magnetic rotor 10a, that is to say the position for which the generator is not more braked, when the spring is disarmed or when the generator is no longer in able to operate at the reference frequency.
  • the magnetic torque between the stator and the rotor is zero and therefore the magnetic equilibrium position of the rotor now only depends on the torque of positioning, the rotor then being in its so-called rest position depending on the stator geometry.
  • the stator has narrowed zones of material 12c and 12d and isthmus 14a and 14b formed on the periphery of the circular cavity 13.
  • the rest position then forms an angle (a) of about 80 ° between the axis E of the stator and the axis north-south (N-S) of the magnetic rotor.
  • the analog power reserve indication unit gives information on the aging of the oil used for the movement of the timepiece, in particular at the level of the cogs, this body no longer indicating a maximum reserve when the spring is fully armed.
  • this organ also as indicator of the aging of the oil of the part watchmaking for its replacement.
  • a viscous oil is advantageously used at the level of the indicating device in order to increase its stability.
  • the generator preferably corresponds to that as defined in Figure 1 of document EP 1 109 083 filed in the name of the present Applicant, incorporated herein by reference.
  • a generator includes a rotor having two flanges arranged on either side of three flat coils, connected in series, forming the stator and offset substantially by 120 ° one by relative to the other relative to the axis of the rotor in the same plane orthogonal thereto.
  • Six magnets are fixed radially and at regular intervals on each flange, facing each other coils. The polarity of two consecutive or opposite magnets is opposite.
  • the actuation means comprise in in particular a connected coil, by means of switching means example of Figure 2, with the generator coil (s) during periods of braking, in which a ferromagnetic body is arranged, such as for example a iron-nickel alloy or a combination of alloys of the steel-brass type.
  • a ferromagnetic body is arranged, such as for example a iron-nickel alloy or a combination of alloys of the steel-brass type.
  • the coil is supplied via an electrical variable transmitted by the generator, dependent on the power reserve.
  • Field magnetic induced depending on this electrical quantity and therefore on the reserve of walking, has the effect of deforming the ferromagnetic body by magnetostriction. This deformation of the ferromagnetic body is used to indicate the power reserve by any appropriate mechanical means.
  • the actuation means comprise in in particular a wire formed by a shape memory alloy connected in series with the or the generator coils during its braking periods.
  • a shape memory alloy can acquire two different shapes, a tall form temperature and a low temperature form, these two forms being imposed by the electrical quantity transmitted during braking periods which has the effect to increase the temperature of said wire formed by an alloy of this type.
  • Alloys most commonly used are CuZnAl, TiNi and CuAlNi. Note that advantageously, the addition of beryllium in the CuAl alloys makes it possible to obtain significantly lower processing temperatures, while ensuring good stability at high temperature.

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Abstract

La présente invention concerne une pièce d'horlogerie comprenant un barillet (1), un ressort (1a) logé dans le barillet, des organes d'affichage de l'heure (5) couplés mécaniquement au barillet, une génératrice d'énergie électrique (2) couplée également au barillet, et un circuit régulateur (6) destiné à asservir la fréquence de la génératrice à une fréquence de référence. Le circuit régulateur comporte à cet effet des moyens de commutation (7) agencés pour freiner électriquement ladite génératrice pendant des périodes de freinage, lorsque le circuit régulateur constate que la fréquence de la génératrice est supérieure à celle de référence. La pièce d'horlogerie est caractérisée en ce que la génératrice commande des moyens d'actionnement (10) d'un organe analogique de la réserve de marche (11), par l'intermédiaire d'une grandeur électrique (G2) transmise par couplage électrique entre les moyens d'actionnement et la génératrice, pendant lesdites périodes de freinage. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une pièce d'horlogerie à génératrice avec indication de la réserve de marche.
Une telle pièce d'horlogerie comprend un barillet, dans lequel est logé un ressort. Des organes d'affichage de l'heure sont couplés mécaniquement au barillet, ainsi qu'une génératrice d'énergie électrique. Un circuit régulateur est destiné à asservir la fréquence de la génératrice à une fréquence de référence. A cet effet, le circuit régulateur comprend des moyens de commutation agencés pour freiner électriquement la génératrice pendant des périodes de freinage, lorsque le circuit régulateur constate que la fréquence de la génératrice est supérieure à celle de référence.
Il est connu de l'art antérieur, notamment du document EP 0 762 243 au nom de la présente Demanderesse, une telle pièce d'horlogerie, représentée à la Figure 1. La pièce d'horlogerie comprend une source d'énergie mécanique formée par un barillet 1 dans lequel est logé un ressort 1a, à remontage manuel ou automatique, le dispositif de remontage n'étant pas représenté ici.
Le barillet 1 est couplé mécaniquement au rotor aimanté 2a d'une génératrice électrique 2 par l'intermédiaire de rouages 3. La génératrice 2 comprend au moins une bobine 2b de laquelle est engendrée une tension alternative Ug, lorsque le rotor aimanté 2a est entraíné en rotation, engendrant un champ magnétique symbolisé au moyen d'une flèche et avec lequel est couplée ladite au moins une bobine 2b.
Les bornes de la bobine 2b (ou des bobines) sont connectées à un redresseur 4 fournissant en sortie une tension redressée Ua, destinée à alimenter le circuit régulateur 6, dont il sera question ci-après.
Des organes analogiques d'affichage d'une indication horaire 5, typiquement un jeu d'aiguilles ou tout autre moyen classique d'affichage mécanique de l'heure, sont couplés mécaniquement au barillet au travers des rouages 3 du mouvement et sont solidaires en rotation du rotor 2a. La vitesse de rotation des aiguilles 5 est maintenue à une valeur moyenne constante grâce au circuit régulateur 6, qui est destiné à asservir la fréquence de la génératrice à une fréquence de référence, de sorte que la vitesse des aiguilles corresponde à la vitesse requise pour obtenir une indication correcte de l'heure.
Ce circuit régulateur 6, ne sera pas décrit en détail ici, l'homme du métier pouvant construire un tel dispositif d'asservissement en se référant à la description de la demande de brevet suisse N° 686 332 au nom de la présente Demanderesse. Toutefois, pour rendre plus facile sa compréhension, on rappellera ici les éléments essentiels de ce circuit et son fonctionnement.
Ce circuit régulateur 6 comprend un oscillateur 6a stabilisé par un quartz de type horloger et un diviseur de fréquence 6b ramenant la fréquence de cet oscillateur 6a à une fréquence utilisable par un circuit logique 6c qui commande, au moyen d'un signal de commande 8, un organe de commutation 7, par exemple un transistor, pour freiner la génératrice 2 dans le but de réguler sa fréquence au niveau d'une fréquence de référence correspondant avantageusement à une indication correcte de l'heure par les organes d'affichage de l'indication horaire 5.
La pièce d'horlogerie selon ce document, comprend également un dispositif indicateur de la réserve de marche 9. Ce dispositif comprend un compteur 9a comptabilisant les signaux de freinage 8 successifs pendant une période de temps déterminée au moyen d'un diviseur de fréquence additionnel 9b. Une mémoire 9c est connectée en sortie du compteur 9b de manière à stocker les données comptabilisées pendant la période de temps déterminée, à la sortie de laquelle est connecté un décodeur 9d transformant les données stockées en un signal de commande de moyens d'affichage incrémentaux 9e de la réserve de marche 17, réalisées aux moyens soit d'une bande colorée, soit d'une cellule à cristal liquide. On entend par moyens d'affichage incrémentaux, un afficheur 9e comportant des traits successifs qui s'illuminent ou apparaissent jusqu'au point correspondant à la valeur de la grandeur mesurée ou calculée.
L'un des avantages principaux d'une pièce d'horlogerie à génératrice, est de pouvoir concilier l'utilisation d'un mouvement horloger mécanique traditionnel avec la précision du quartz.
C'est pourquoi, la solution préconisée dans le document EP 0 762 243, bien que fonctionnant convenablement, présente néanmoins l'inconvénient d'utiliser des organes d'affichage incrémentaux de la réserve de marche commandés par un dispositif indicateur essentiellement constitués par des éléments électroniques supplémentaires à ceux nécessaires pour le fonctionnement du circuit régulateur. De plus ces éléments électroniques additionnels ont pour effet d'augmenter la consommation globale du circuit électronique, ce qui peut s'avérer préjudiciable pour la précision de l'indication horaire.
Par ailleurs, une solution qui consisterait à intégrer un dispositif classique d'indication de la réserve de marche présente l'inconvénient de ne pas utiliser les indications fournies lors du fonctionnement de la génératrice et notamment pendant les périodes de freinage de cette dernière.
Afin de pallier les inconvénients de l'art antérieur, l'idée selon l'invention est de fournir une indication analogique de la réserve de marche tout en utilisant les indications liées au fonctionnement de la génératrice sans augmenter la consommation électrique de la pièce d'horlogerie.
A cet effet, l'invention concerne une pièce d'horlogerie telle que définie en préambule de la description, caractérisée en ce que la génératrice commande des moyens d'actionnement d'un organe analogique de la réserve de marche, par l'intermédiaire d'une grandeur électrique transmise par couplage électrique entre les moyens d'actionnement et la génératrice, pendant les périodes de freinage.
Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens d'actionnement comprennent un stator et un rotor, et sont couplés électriquement à la génératrice par l'intermédiaire du stator, ce dernier étant également couplé de manière magnétique au rotor qui déplace mécaniquement l'organe analogique d'affichage de la réserve de marche entre une première position correspondant au ressort armé à une deuxième position correspondant au ressort désarmé.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés sur lesquels :
  • La Figure 1, déjà décrite, représente un schéma simplifié d'une pièce d'horlogerie selon l'art antérieur ;
  • la Figure 2 représente un schéma général simplifié d'une pièce d'horlogerie selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
  • les Figures 3A, 3B et 3C représentent la commande électrique selon le mode de réalisation préféré de la Figure 2 ;
  • les Figures 4A et 4B représentent un mode de réalisation avantageux des moyens d'actionnement ;
  • la Figure 5 représente une vue en coupe d'un dispositif indicateur selon un mode de réalisation avantageux de l'invention ;
  • les Figures 6A, 6B et 6C représentent le déplacement du rotor aimanté utilisé dans les moyens d'actionnement en fonction de l'armage du ressort ; et
  • la Figure 7 représente une variante des moyens de commutation selon le mode de réalisation de la Figure 2.
    • On va maintenant se référer à la Figure 2, qui représente un schéma simplifié d'une pièce d'horlogerie selon un mode de réalisation préféré de l'invention. On retrouve un certain nombre d'éléments communs avec ceux présentés dans le cadre de la Figure 1 de l'art antérieur, qui ne seront pas exposés de nouveau et dont les références ont été gardées identiques.
    Comme il a été mentionné dans l'art antérieur sus-présenté, la génératrice 2 est freinée pendant des périodes de freinage, lorsque le circuit régulateur 6 constate que la fréquence de la génératrice est supérieure à une fréquence de référence déterminée. La tension Ug aux bornes de la bobine 2b de la génératrice, représentée à la Figure 3A, est une tension alternative, où les périodes freinages de cette bobine sont représentées par les zones marquées f1, f2 et f3.
    Il a été mis en évidence que lors de ces périodes de freinage de la génératrice, de l'énergie est dissipée dans la ou les bobines 2b sous la forme d'une grandeur électrique G1, représentée à la Figure 3B, liée à la réserve de marche. En effet, lorsque la génératrice est freinée fréquemment, l'énergie moyenne dissipée est importante, ce qui signifie que la réserve de marche restante est importante. Inversement, lorsque la génératrice est freinée moins fréquemment, l'énergie dissipée moyenne diminue et la réserve de marche restante est moins importante.
    Un dispositif indicateur de la réserve de marche est donc prévu. Il comprend des moyens d'actionnement 10 actionnant un organe analogique d'affichage de la réserve de marche 11. Ces moyens d'actionnement 10 sont formés avantageusement d'un actionneur à commande électrique ayant un stator comprenant notamment une bobine 10b et un rotor aimanté 10a.
    La commande de ces moyens d'actionnement 10 est transmise par couplage électrique entre les bobines 2b et 10b, par l'intermédiaire des moyens de commutation 7a à 7d, sous la forme d'une grandeur électrique G2 dépendant de la grandeur électrique G1 dissipée pendant les périodes de freinage. Cette grandeur électrique G2, qui correspond avantageusement au courant électrique I traversant la bobine additionnelle 10b, permet non seulement d'alimenter les moyens d'actionnement 10, mais aussi d'induire un champ magnétique moyen, entraínant en rotation le rotor aimanté 10a.
    Dans l'exemple particulier de l'actionneur avec rotor aimanté, il est nécessaire de veiller à ce que le champ magnétique moyen induit dans la bobine additionnelle 10b, ne soit pas nul. Pour cela, différentes variantes sont possibles pour la mise en oeuvre des moyens de commutation, dont deux variantes sont données à titre d'exemple, respectivement aux Figures 2 et 7.
    Selon une première variante avantageuse, représentée à la Figure 2, il est prévu d'utiliser comme moyens de commutation un pont redresseur en forme de H comprenant 4 commutateurs 7a à 7d.
    Afin d'obtenir une grandeur électrique transmise G2, sous la forme représentée à la Figure 3C, les 4 commutateurs 7a à 7d sont commandés par un signal de commande 8 délivré par le circuit régulateur 6, de la manière exposée ci-après.
    Lorsqu'aucun freinage ne doit être appliqué à la bobine 2b de la génératrice, les quatre commutateurs 7a à 7d sont en position ouverte, comme représentée, et la grandeur électrique transmise à la bobine additionnelle est nulle.
    Lorsque des freinages sont appliqués à la bobine 2b, on distinguera, comme mentionné précédemment, les alternances positives et négatives de la grandeur électrique G1. Lors des alternances positives de la grandeur électrique G1, les commutateurs 7a et 7b sont commutés simultanément en position fermé, tandis que dans le même temps les commutateurs 7c et 7d sont simultanément commutés en position ouverte. Et, lors des alternances négatives de cette même grandeur G1, les commutateurs 7a et 7b sont alors commutés simultanément en position ouverte, tandis que dans le même temps les commutateurs 7c et 7d sont alors commutés en position fermée. Les commutations inverses des commutateurs peuvent être également envisagées. Les commandes opposées, appliquées aux moyens de commutation 7a -7b et 7c-7d, sont obtenues par l'intermédiaire des inverseurs 8a et 8b.
    La grandeur électrique transmise G2 résultante est représentée à la Figure 3C. On notera à cet effet que selon cette première variante, la grandeur G2 est avantageusement transmise lors des périodes de freinage de la génératrice, c'est-à-dire tout le temps que dure ces périodes.
    Selon une deuxième variante possible, il est simplement prévu de transmettre à la bobine additionnelle 10b, soit que les alternances positives, soit que les alternances négatives, en utilisant des moyens de commutation comprenant deux commutateurs, tels que représentés à la Figure 7.
    Lorsqu'aucun freinage ne doit être appliqué à la bobine 2b de la génératrice, les deux commutateurs sont alors commutés en position ouverte.
    Lorsque des freinages sont appliqués à la bobine 2b, on distinguera, également, les alternances positives et négatives de la grandeur électrique G1. Lors des alternances positives un des commutateurs est commuté en position fermé, l'autre étant alors commuté en position ouverte. Lors des alternances négatives, les commutations inverses sont alors effectuées. Selon cette variante, la grandeur G2 transmise ne fournit des informations sur la réserve de marche que lors des alternances positives ou négatives suivant la connexion adoptée, pendant les périodes de freinage.
    On notera à cet effet que selon cette deuxième variante, la grandeur G2, non représentée, est transmise pendant les périodes de freinage, c'est-à-dire non nécessairement tout le temps que durent ces périodes, mais par exemple seulement lors de certaines périodes comme les alternances positives.
    Quelle que soit la variante mise en oeuvre pour les moyens de commutation, le rotor aimanté 10a est agencé pour entraíner l'organe d'affichage 11 d'une première position correspondant au ressort armé à une deuxième position correspondant au ressort désarmé. Le fonctionnement détaillé de ce dispositif indicateur de la réserve de marche est donné ci-après dans le cadre des Figures 4 à 6.
    La Figure 4A représente une vue de dessus d'un actionneur à commande électrique selon un mode de réalisation préféré de l'invention.
    Comme il a été mentionné ci-avant, les moyens d'actionnement comprennent notamment un actionneur 10 comprenant une bobine 10b solidaire d'un stator 12 présentant une cavité 13, de préférence circulaire, délimitant ainsi des première et deuxième parties statoriques 12a et 12b, reliées par des zones rétrécies de matière 12c et 12d, lesdites parties statoriques 12a et 12b définissant deux pôles magnétiques opposés (N et S) lors de l'alimentation de la bobine, c'est-à-dire lors des périodes de freinage de la génératrice. On notera à cet effet que le stator est formé avantageusement par un matériau à haute perméabilité magnétique.
    La cavité circulaire 13 présente sur sa périphérie deux isthmes 14a et 14b sensiblement diamétralement opposés. L'axe D défini suivant le diamètre reliant les deux isthmes 14a et 14b forme par exemple un angle de 45° environ avec l'axe E défini suivant la longueur du stator 12.
    L'actionneur 10 comprend également un rotor aimanté 10a, de préférence circulaire, centré dans la cavité 13 définie par le stator 12 et monté en rotation sur un arbre 15. Les pôles magnétiques (N et S) du rotor aimanté 10a, ont été représentés selon la position dite de repos du rotor.
    On entend par position de repos (voir la Figure 6C), la position prise par le rotor 10a lorsque la bobine 10b du stator n'est pas alimenté, i.e. lorsque le champ magnétique induit moyen dans la bobine est nul. Cette position de repos est définie en particulier, par la géométrie du stator 12 et la position des isthmes 14a et 14b. Le déplacement rotatif du rotor aimanté 10a par rapport au stator 12 est donné en détail aux Figures 6A à 6C.
    La Figure 4B représente le mécanisme d'entraínement préférentiellement utilisé avec l'actionneur 10 de la Figure 4A. Le rotor, non visible sur cette Figure 4B, est monté sur l'arbre 15, ce dernier définissant avec la roue dentée d'entraínement 16, un mobile d'entraínement de l'organe indicateur de la réserve de marche. Comme il sera montré dans le cadre des Figures 6A à 6C, l'angle utile d'indication de la réserve de marche étant de l'ordre de 60°, il est prévu avantageusement un mobile de démultiplication formé par une roue dentée de démultiplication 17 en prise avec la roue d'entraínement 16 et montée sur un arbre 18 entraínant l'organe analogique d'indication de la réserve de marche représenté à la Figure 5. Il est prévu avantageusement un rapport de 2 ou de 3 entre le nombre de dents de la roue d'entraínement 16 et celui de la roue de démultiplication 17, ce qui permet d'augmenter l'angle pour visualiser la réserve de marche d'autant, soit pour un angle utile de 60°, on dispose d'un angle de visualisation respectivement d'environ 120° ou 180°.
    Afin d'empêcher que l'organe indicateur de la réserve de marche soit déplacé en dehors de l'angle de visualisation, par exemple en raison d'un choc, ou d'une manipulation excessive du mécanisme de remontage, il est prévu des moyens de blocage de cet organe indicateur. Pour cela, on utilise de préférence une roue de démultiplication 17 présentant un secteur évidé 20, définissant des première et deuxième surfaces d'appui 21 a et 21 b destinées à coopérer avec une butée unique 19. Avantageusement le secteur évidé 20 présente un angle au centre de 120°. Les deux positions extrêmes pour lesquelles les surfaces d'appui 21a et 21b sont en contact avec la butée 19, correspondent aux deux positions extrêmes de l'organe indicateur de la réserve de marche, c'est-à-dire à une première position correspondant au ressort armé et à une deuxième position correspondant au ressort désarmé.
    Il est à noter que d'autres dispositifs de butée peuvent être prévus, notamment sous la forme de tétons placés de part et d'autre de l'angle de visualisation situé sur le cadran de la pièce d'horlogerie.
    La Figure 5 représente une vue en coupe de l'ensemble du dispositif indicateur de la réserve de marche selon le mode de réalisation présenté aux Figures 4A et 4B. La platine 22 sert de support notamment pour le stator 12 et la bobine 10b ainsi que pour les arbres 15 et 18 sur lesquels sont respectivement montées les roues dentées d'entraínement 16 et de démultiplication 17. Un pont supérieur 23 permet de fixer la butée 19. Un évidement pratiqué dans le pont supérieur et dans le cadran 24 de la pièce d'horlogerie laisse le passage à l'arbre 18 sur lequel est monté un organe analogique 11 d'indication de la réserve de marche, typiquement une aiguille se déplaçant en regard de graduations adéquates. Bien entendu, l'utilisation d'un disque fournissant une indication au travers d'un guichet peut être également prévu, ou tout autre moyen analogique d'affichage approprié.
    Les Figures 6A, 6B et 6C représentent le déplacement du rotor aimanté par rapport au stator en fonction de l'armage du ressort logé dans le barillet de la pièce d'horlogerie. Ce déplacement correspond à l'évolution de la position d'équilibre magnétique définie par l'opposition entre le couplage magnétique moyen existant entre le stator (12) et le rotor dû à la grandeur électrique transmise pendant les périodes de freinage et le couplage de positionnement existant entre le stator et le rotor dû à la géométrie du stator, ce dernier étant à haute perméabilité magnétique.
    La Figure 6A correspond à la position initiale du rotor aimanté 10a lorsque le ressort est complètement armé. La génératrice est alors fréquemment freinée par les moyens de commutation afin de diminuer sa fréquence de fonctionnement à la fréquence de référence. Pendant les périodes de freinage, la bobine 10b est couplée électriquement à la bobine 2b de la génératrice, ce qui engendre un champ magnétique au travers du stator 12. Le champ magnétique induit moyen résultant permet d'assimiler le stator à un dipôle magnétique, dont une première partie statorique 12a correspond par exemple au pôle magnétique nord N, et une deuxième partie statorique 12b au pôle magnétique sud S.
    Dans ce cas, le pôle N de la partie statorique 12a attire le pôle S du rotor aimanté 10a. A ce couple magnétique entre le stator et le rotor s'oppose le couple de positionnement dont l'effet est d'attirer le rotor aimanté 10a vers sa position de repos représentée à la Figure 6C. La position du rotor est donnée par la position d'équilibre magnétique.
    La Figure 6B représente une position intermédiaire pour laquelle le ressort n'est plus armé complètement. Les freinages appliqués à la génératrice sont alors moins fréquents et le dipôle magnétique moyen du stator est moins important. Ainsi, la position d'équilibre magnétique du rotor aimanté 10a se situe entre la position initiale définie à la Figure 6A et la position de repos définie à la Figure 6C. Le rotor tourne selon le sens indiqué par la flèche.
    La Figure 6C représente comme il a été mentionné ci-avant, la position de repos du rotor aimanté 10a, c'est-à-dire la position pour laquelle la génératrice n'est plus freinée, lorsque le ressort est désarmé ou lorsque la génératrice n'est plus en mesure de fonctionner à la fréquence de référence.
    Dans ce cas, le couple magnétique entre le stator et le rotor est nul et donc la position d'équilibre magnétique du rotor ne dépend plus que du couple de positionnement, le rotor étant alors dans sa position dite de repos dépendant de la géométrie du stator. A cet effet, le stator présente des zones rétrécies de matière 12c et 12d et des isthmes 14a et 14b pratiqués à la périphérie de la cavité circulaire 13. La position de repos forme alors un angle (a) d'environ 80° entre l'axe E du stator et l'axe nord-sud (N-S) du rotor aimanté.
    On notera à cette occasion, qu'il existe en réalité deux positions de repos, celle représentée et la position de polarité inverse, c'est-à-dire décalée angulairement de 180°. L'aimant est donc arbitrairement placé dans la position représentée lors du montage de ce dispositif indicateur de la réserve de marche.
    A titre de remarques supplémentaires, on notera qu'il a été mis en évidence que l'organe analogique d'indication de la réserve de marche donne une information sur le vieillissement de l'huile utilisée pour le mouvement de la pièce d'horlogerie, notamment au niveau des rouages, cet organe n'indiquant plus une réserve maximum lorsque le ressort est complètement armé. Avantageusement, on utilisera donc cet organe également comme indicateur du vieillissement de l'huile de la pièce d'horlogerie en vue de son remplacement.
    Il est également à noter que l'on utilise avantageusement une huile visqueuse au niveau du dispositif indicateur afin d'en augmenter la stabilité.
    De plus, il est à noter que la génératrice prévue correspond de préférence à celle telle que définie à la Figure 1 du document EP 1 109 083 déposé au nom de la présente Demanderesse, incorporée ici par référence. Une telle génératrice comprend un rotor ayant deux flasques agencés de part et d'autre de trois bobines plates, connectées en série, formant le stator et décalées sensiblement de 120° l'une par rapport à l'autre relativement à l'axe du rotor dans un même plan orthogonal à celui-ci. Six aimants sont fixés radialement et à intervalles réguliers sur chaque flasque, en vis-à-vis des bobines. La polarité de deux aimants consécutifs ou en vis-à-vis est opposée.
    On notera à cet effet qu'il est possible de prévoir d'autres modes d'exécution de la génératrice, en particulier une génératrice couplée mécaniquement au ressort du barillet de manière à générer un mouvement d'oscillation à une fréquence asservie au moyen du circuit régulateur.
    On notera enfin, que d'autres modes de réalisation des moyens d'actionnement peuvent être prévus, en particulier selon les deux variantes présentées ci-après.
    Selon une première variante, les moyens d'actionnement comprennent en particulier une bobine connectée, par l'intermédiaire des moyens de commutation par exemple de la Figure 2, avec la ou les bobines de la génératrice lors des périodes de freinage, dans laquelle est disposé un corps ferromagnétique, comme par exemple un alliage fer-nickel ou une combinaison d'alliages du type acier-laiton. Lors des périodes de freinage, la bobine est alimentée par l'intermédiaire d'une grandeur électrique transmise par la génératrice, dépendante de la réserve de marche. Le champ magnétique induit, dépendant de cette grandeur électrique et donc de la réserve de marche, a pour effet de déformer le corps ferromagnétique par magnétostriction. Cette déformation du corps ferromagnétique est utilisée pour indiquer la réserve de marche par tout moyens mécaniques appropriés.
    Selon une deuxième variante, les moyens d'actionnement comprennent en particulier un fil formé par un alliage à mémoire de forme connecté en série avec la ou les bobines de la génératrice lors des périodes de freinage de cette dernière. Un alliage à mémoire de forme peut acquérir deux formes différentes, une forme haute température et une forme basse température, ces deux formes étant imposées par la grandeur électrique transmise lors des périodes de freinage qui a pour effet d'augmenter la température dudit fil formé par un alliage de ce type. Les alliages les plus couramment utilisés sont le CuZnAl, le TiNi et le CuAlNi. Il est à noter qu'avantageusement, l'ajout de Béryllium dans les alliages CuAl permet d'obtenir des températures de transformation nettement plus basses, tout en assurant une bonne stabilité à haute température.

    Claims (9)

    1. Pièce d'horlogerie comprenant un barillet (1), un ressort (1a) logé dans le barillet, des organes d'affichage de l'heure (5) couplés mécaniquement audit barillet, une génératrice d'énergie électrique (2) couplée également audit barillet, et un circuit régulateur (6) destiné à asservir la fréquence de ladite génératrice à une fréquence de référence, ledit circuit régulateur comportant à cet effet des moyens de commutation (7) agencés pour freiner électriquement ladite génératrice pendant des périodes de freinage, lorsque ledit circuit régulateur constate que la fréquence de ladite génératrice est supérieure à celle de référence, ladite pièce d'horlogerie étant caractérisée en ce que la génératrice commande des moyens d'actionnement (10) d'un organe analogique de la réserve de marche(11), par l'intermédiaire d'une grandeur électrique (G2) transmise par couplage électrique entre les moyens d'actionnement et la génératrice, pendant lesdites périodes de freinage.
    2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'actionnement (10) dudit organe d'affichage de la réserve de marche sont agencés de manière à déplacer cet organe d'affichage (11) d'une première position correspondant au ressort armé à une deuxième position correspondant au ressort désarmé.
    3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la génératrice comprend au moins une bobine (2b), et caractérisée en ce que lesdits moyens d'actionnement comprennent une bobine (10b) additionnelle, ledit couplage électrique entre les moyens d'actionnement et la génératrice étant réalisé par lesdits moyens de commutation (7a, 7b, 7c, 7d) agencés pour coupler électriquement lesdites bobines lors desdites périodes de freinage.
    4. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisée en ce que ladite grandeur électrique (G1) est alternative, et en ce que lesdits moyens de commutation (7a, 7b, 7c, 7d) sont commutés de manière à transmettre à ladite bobine additionnelle (10b) une grandeur électrique redressée (G2).
    5. Pièce d'horlogerie selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement (10) comprennent un actionneur à commande électrique formé par un stator (12) comportant ladite bobine additionnelle (10b) et par un rotor aimanté (10a), ce dernier étant d'une part couplé de manière magnétique au stator et d'autre part couplé mécaniquement au dit organe analogique d'affichage de la réserve de marche (11).
    6. Pièce d'horlogerie selon la revendication 5, caractérisée en ce que le stator (12) présente une cavité circulaire (13) sur laquelle sont ménagées deux isthmes (14a et 14b) agencés de manière à ce que l'angle utile du rotor (10a) correspondant à son déplacement rotatif soit de 60° environ.
    7. Pièce d'horlogerie selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que ledit rotor (10a) est couplé au dit organe d'affichage analogique de la réserve de marche (11) par l'intermédiaire d'un mobile de démultiplication comprenant une roue de démultiplication (17) présentant un secteur évidé (20) et en ce qu'une butée (19) est agencée dans ledit secteur de manière à limiter l'angle de rotation de ladite roue.
    8. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'une huile visqueuse est utilisée pour obtenir une indication stable de la réserve de marche par l'organe d'affichage.
    9. Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce l'organe d'affichage analogique de la réserve de marche fournit également une indication sur le vieillissement des huiles de ladite pièce d'horlogerie, la première position étant légèrement décalée.
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