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Mécanisme de quantième annuel pour mouvement d'horlogerie
EP1596261A1
European Patent Office
- Other languages
German English - Inventor
Christian Fleury - Current Assignee
- Rolex SA
Worldwide applications
Application EP05405291A events
2005-04-13
2005-04-13
2005-11-16
2007-08-01
Application granted
2007-08-01
2025-04-13
Anticipated expiration
Status
Active
Description
translated from
La présente invention se rapporte à un mécanisme de
quantième annuel pour mouvement d'horlogerie comprenant un
mobile des quantièmes à 31 dents, un sautoir en prise avec sa
denture, un satellite des mois, dont l'axe de rotation est
solidaire de ce mobile des quantièmes et qui comporte cinq
dents d'entraínement d'une denture de douze pas pour les mois
de moins de 31 jours, une denture planétaire fixe, coaxiale
au mobile des quantièmes, en liaison desmodromique avec le
satellite des mois et un organe d'entraínement du mobile des
quantièmes en liaison d'entraínement avec la roue des heures
du mouvement d'horlogerie et comportant deux doigts d'entraínement,
le premier coupant la trajectoire de la denture
du mobile des quantièmes, le second coupant la trajectoire de
la denture du satellite des mois lorsque son axe de
révolution est aligné avec ceux de la denture planétaire, de
l'organe d'entraínement et du mobile des quantièmes.
Un tel mécanisme de quantième annuel, associé à un mécanisme
de quantième perpétuel, est décrit dans le EP 1 351
104. Ce mécanisme comporte un satellite des mois dont l'axe
de pivotement est solidaire d'une roue des quantièmes qui
fait un tour par mois. Ce satellite des mois comporte douze
dents dont sept sont tronquées et cinq ne le sont pas. Les
douze dents de ce satellite engrènent avec une denture planétaire
fixe de sept dents, coaxiale à la roue des quantièmes.
Durant l'année, à chaque tour de la roue des quantièmes,
la denture du satellite des mois occupe une position
différente lorsque son axe de pivotement est aligné sur l'axe
de la denture planétaire et l'axe de pivotement d'une roue
qui fait un tour en vingt-quatre heures pour l'entraínement
de la roue des quantièmes. A cet effet, cette roue de vingt-quatre
heures comporte vingt-quatre dents dont vingt sont
tronquées et parmi les quatre autres, une est une dent
d'entraínement normal qui vient en prise avec la roue des
quantièmes une fois par jour et une autre est une dent de
correction annuelle, décalée parallèlement à son axe de
rotation, pour venir en prise avec une des cinq dents non
tronquées du satellite des mois chaque fois que le mois a
moins de trente et un jours.
Lorsque le mois a moins de 31 jours, une des cinq dents
non tronquées du satellite des mois recouvre une des dents de
la roue des quantièmes et est située dans la trajectoire
d'une dent de correction de la roue qui fait un tour en
vingt-quatre heures, en sorte qu'en tournant, la dent de correction
de cette roue, décalée parallèlement à son axe de
rotation, fait tourner le satellite des mois, lequel étant en
prise avec la denture planétaire fixe, fait tourner la roue
des quantièmes avant que le doigt d'entraínement normal de
cette roue de vingt-quatre heure ne fasse tourner la roue des
quantièmes d'un pas, comme elle le fait à chaque rotation, en
sorte que la roue des quantièmes est déplacée de deux pas
pour un tour de la roue de vingt-quatre heures.
Ce mécanisme présente l'avantage d'éviter les dispositifs
à cames et leviers tels que ceux décrits dans le CH 685
585 ou dans le EP 987 609, qui utilisent de l'énergie, sont
délicats à mettre au point et sont donc peu fiables.
Bien que de conception séduisante, ce mécanisme présente
cependant un important inconvénient provenant du fait que le
satellite des mois travaille sur un premier cercle primitif
avec la denture planétaire fixe, tandis qu'il travaille sur
un second cercle primitif, plus grand que le premier, avec
les dents d'entraínement de la roue de vingt-quatre heures.
Ce plus grand diamètre primitif est nécessaire pour éviter
que les dents d'entraínement de la roue de vingt-quatre
heures ne puisse venir en prise avec les dents tronquées du
satellite des mois. Par conséquent, la pénétration entre les
dents de la roue de vingt-quatre heures dans la denture du
satellite des mois est faible, de même que la valeur
angulaire de la menée. Un tel mécanisme ne présente donc pas
une grande fiabilité et est pour le moins extrêmement
difficile à mettre au point, conduisant à des retouches pièce
par pièce.
Un inconvénient supplémentaire de cette solution vient
du fait que lorsque l'axe de révolution du satellite des mois
est aligné avec les axes de révolution respectifs de la
denture planétaire et de la roue de vingt-quatre heures, le
satellite se situe entre eux, en sorte que l'entraínement de
ce satellite se fait sur une partie de sa denture située la
plus éloignée du centre de la roue des quantièmes par la roue
vingt-quatre heures située à l'extérieur de cette roue des
quantièmes, ce qui réduit l'angle de menée au minimum, la
pénétration et l'angle de menée étant déjà réduits du fait
que le diamètre primitif entre cette roue de vingt-quatre
heures et le satellite des mois est agrandi par rapport au
diamètre primitif entre ce satellite et la denture
planétaire. La réalisation et la mise au point d'un tel mécanisme
est donc problématique et sa fiabilité est faible.
On peut donc en conclure que, malgré l'existence de la
solution faisant l'objet du EP 1 351 104, il n'a pas encore
été proposé d'alternative crédible aux mécanismes de quantièmes
annuels utilisant des cames et des leviers.
Le but de la présente invention est de remédier, au
moins en partie, aux inconvénients susmentionnés.
A cet effet, la présente invention a pour objet un mécanisme
de quantième selon la revendication 1.
L'avantage essentiel de cette invention vient du fait
que la présence de deux satellites coaxiaux dont chacun remplit
une fonction distincte permet à chacun d'eux de travail-1er
avec des dentures normales, chaque denture ne travaillant
que sur un seul cercle primitif, les cercles primitifs respectifs
des deux mobiles engrenant l'un avec l'autre étant
tangents. Ces conditions d'engrenage permettent aux dentures
d'avoir des pénétrations optimales, donc des angles de menées
aptes à produire un entraínement fiable, ce qui n'est pas le
cas lorsque l'on travaille à proximité des extrémités des
dents.
La conception d'un mécanisme de quantième annuel, sans
bascule ni levier, avec des pénétrations et des angles de menée
optimaux selon la présente invention, rend tout réglage
de ce mécanisme superflu. Ceci constitue un facteur important
de fiabilité dans la mesure où, d'une part, tout réglage comporte
une marge de tolérance et, d'autre part, tout réglage
est susceptible de se dérégler. La bascule de saut instantané,
utilisée avec la forme préférée de changement instantané
des quantièmes n'entre pas en compte, du fait qu'elle ne participe
pas à la correction du nombre de jours des mois du mécanisme
de quantième annuel selon l'invention, mais sert uniquement
à délivrer une énergie accumulée pour l'entraínement
instantané du mobile des quantièmes.
Avantageusement, l'axe de révolution de l'organe d'entraínement
du mobile des quantièmes, lorsqu'il est aligné
avec les axes de révolution respectifs des satellites et de
la denture planétaire, est situé entre leurs axes de révolution.
Grâce à cette caractéristique, la menée peut être encore
améliorée.
De préférence, le second satellite a un diamètre sensiblement
supérieur à celui du satellite des mois. De ce fait,
l'entraínement du satellite des mois par le doigt de correction
s'effectue sur un rayon primitif plus petit que celui du
second satellite. Grâce à cette particularité, le sens de
rotation des satellites lors de leur entraínement par le
second doigt d'entraínement est le même que celui de l'organe
d'entraínement portant ledit second doigt.
Par ce mode d'entraínement que l'on peut qualifier de
pseudo-paradoxal, on augmente encore l'angle de menée et donc
la sécurité du mécanisme.
De préférence, le mobile des quantièmes portant le satellite
des mois est un anneau ou disque des quantièmes coaxial
au centre du mouvement d'horlogerie, permettant ainsi
d'avoir des organes de plus grandes dimensions qu'avec un
mécanisme déporté. En outre, la disposition des satellites
sur le mobile des quantièmes permet de réduire le nombre de
pièces, aucun renvoi n'étant nécessaire entre le mécanisme de
quantième annuel et le mobile des quantièmes.
La fiabilité de ce mécanisme, qui utilise exclusivement
des engrenages, avec de bonnes pénétrations de leurs dentures
et des angles de menées aptes à assurer le bon fonctionnement
du mobile des quantièmes, se prête particulièrement bien à
être entraíné par un mécanisme d'entraínement à saut instantané.
Avantageusement, dans ce cas, le mobile des quantièmes
présente la forme d'un anneau.
Les dessins annexés illustrent, schématiquement et à titre
d'exemple, une forme d'exécution du mécanisme de quantième
objet de la présente invention.
Le mécanisme de quantième objet de l'invention comporte
un mobile des quantièmes se présentant, de préférence, sous
la forme d'un anneau des quantièmes 1 aussi appelé disque des
quantièmes. Le bord interne de cet anneau des quantièmes 1
comporte 31 dents la positionnées par un ressort sautoir 2.
L'entraínement quotidien de cet anneau des quantièmes est
réalisé par un doigt d'entraínement 3a solidaire d'un organe
d'entraínement 3 solidaire d'une came de saut instantané 4
reliée à une roue 5 par l'intermédiaire d'une goupille 4a en
prise avec une ouverture en arc de cercle 5a ménagée dans la
roue 5. Cette roue 5 est entraínée à raison d'un tour en
vingt-quatre heures par la roue des heures 6 du mouvement
d'horlogerie et par l'intermédiaire d'un mobile 6a.
Une bascule 7 est appliquée contre le pourtour de la
came de saut instantané 4 par un ressort 8 destiné à faire
tourner brusquement la came 4 dans le sens des aiguilles de
la montre dès qu'elle arrive à l'extrémité de la rampe d'armage
4b du ressort 8 pour entraíner l'organe d'entraínement 3
de l'anneau des quantièmes 1.
Ce qui vient d'être décrit correspond à un mécanisme
simple de quantième instantané, dans lequel, l'anneau des
quantièmes 1 est entraíné d'un pas toutes les vingt-quatre
heures, ce qui nécessite d'effectuer une correction cinq fois
par an à la fin des mois de moins de trente et un jours.
Nous allons décrire maintenant les composants qui permettent
de passer du quantième simple décrit ci-dessus à un
quantième annuel. A cet effet, une denture planétaire 9 est
fixée au bâti du mouvement d'horlogerie, concentriquement à
l'anneau des quantièmes 1. Un pignon satellite 10 dont le
nombre de dents est de douze ou, de préférence, un multiple
de douze est monté pivotant autour d'un axe solidaire de
l'anneau des quantièmes 1. Ce pignon satellite 10 est constamment
en prise avec la denture planétaire 9, formant avec
elle un engrenage épicycloïdal simple qui fait un tour par
mois. Un second pignon satellite des mois 11 ne comportant
que cinq dents sur douze est solidaire et coaxial au pignon
satellite 10. De préférence, le diamètre du pignon satellite
des mois 11 est inférieur à celui du pignon satellite 10.
Enfin, l'organe d'entraínement 3 porte un second doigt
3b décalé, d'une part angulairement, en avant par rapport au
sens de rotation correspondant à celui des aiguilles de la
montre de cet organe d'entraínement 3, d'autre part parallèlement
à son axe de rotation. Ce second doigt 3b de l'organe
d'entraínement 3 constitue un doigt de correction destiné à
entraíner l'anneau des quantièmes 1 d'un pas supplémentaire à
la fin de chaque mois de moins de 31 jours.
Le principe sur lequel le mécanisme de correction fonctionne
consiste à amener le 30 de chaque mois de moins de 31
jours une des cinq dents du pignon satellite des mois 11
sensiblement en alignement avec la droite joignant les axes
de révolution respectifs du planétaire 9, de l'organe
d'entraínement 3 du mobile des quantièmes 1 et des satellites
10, 11, comme illustré sur la figure 2.
Dès que la bascule 7 arrive au-delà de l'extrémité de la
courbe d'armage 4b de la came de saut instantané 4, elle fait
tourner brusquement cette came 4 et l'organe d'entraínement 3
qui lui est solidaire dans le sens des aiguilles de la
montre. Cette rotation brusque de la came 4 est rendue possible
grâce à l'ouverture en arc de cercle 5a dans laquelle
la cheville 4a de la came 4 est engagée. Au cours de ce
mouvement, le doigt de correction 3b qui est en contact avec
une des cinq dents du pignon satellite des mois 11 est
entraíné. Etant donné d'une part, que ce satellite 11 est
solidaire du satellite 10 de plus grand diamètre qui est en
prise avec le planétaire 9 et d'autre part, que l'organe
d'entraínement 3 est situé entre l'axe de révolution du planétaire
9 et l'axe de révolution des satellites 10, 11, le
déplacement du satellite 11 par le doigt de correction 3b se
traduit par une rotation de ce satellite 11 dans le sens des
aiguilles de la montre, c'est-à-dire dans le même sens que
l'organe d'entraínement 3. Cet engrenage que l'on peut qualifier
de pseudo-paradoxal permet d'augmenter l'angle de contact
entre le doigt de correction 3b et le pignon satellite
11, améliorant la sécurité du déplacement et garantissant que
l'anneau des quantièmes 1 ne sera pas ramené en arrière par
le sautoir 2, mais au contraire, que celui-ci terminera
l'entraínement de l'anneau des quantièmes en le déplaçant
dans le sens des aiguilles de la montre.
A la fin de cette première phase d'entraínement, les
composants du mécanisme de quantième se trouvent dans la
position illustrée par la figure 3, c'est-à-dire que l'anneau
des quantièmes 1 a été avancé d'un pas au 31. Au cours de la
seconde phase, c'est le doigt d'entraínement normal 3a qui
prend le relais et déplace le disque comme il le fait toutes
les vingt-quatre heures, pour amener le "1" du mois suivant
dans le guichet 13 dont la position est indiquée en traits
mixtes.
Il est évident que les deux phases d'entraínement de
l'anneau des quantièmes qui viennent d'être décrites se
succèdent sans interruption, dans le même déplacement angulaire
de la came de saut instantané 4, la durée totale d'entraínement
n'étant que de quelques centièmes de secondes,
elle n'est donc pas perceptible à l'oeil nu.
Pour que les cinq dents du pignon satellite 11 soient
disposées dans la bonne position à la fin de chaque mois en
fonction du nombre de jour du mois, il faut évidemment que le
nombre de tours du satellite par tour de l'anneau des quantièmes
soit un nombre non entier. Toutefois cette condition
n'est pas suffisante.
La première condition à remplir est évidemment que le
satellite 10 qui représente les mois, présente un nombre de
dents correspondant à douze ou un multiple de douze. En ce
qui concerne le satellite des mois à cinq dents réparties sur
un pignon de douze pas, ses cinq dents doivent être soit
disposées sur cinq pas consécutifs, soit réparties chronologiquement,
comme se succèdent les mois de moins de trente et
un jours et les mois de trente et un jours ou dans la chronologie
inverse.
Il a été possible d'établir, de manière empirique, une
formule pour calculer le nombre de dents du planétaire 9 capable
d'amener une des cinq dents du pignon satellite en alignement
avec les axes de révolution respectifs des satellites
10, 11, de l'organe d'entraínement 3 du mobile des quantièmes
1 et du planétaire 9, le 30 de chacun des mois de moins de
trente et un jours. Cette condition est satisfaite pour tous
les nombres ou un multiple de ceux-ci obtenus par la formule
suivante:
zi+1 = zl + 3 + (-1)',
avec i = 1,2,3,..., et zl = 5
Afin de garantir un positionnement angulaire le plus
précis possible du satellite des mois 11 par rapport au doigt
de correction 3b, les nombres de dents respectifs du
satellite 10 et du planétaire 9 sont choisis aussi grands que
possible, ce qui permet de réduire le jeu angulaire du pignon
satellite 10 et donc celui du pignon satellite des mois à
cinq dents 11. Dans l'exemple décrit, le planétaire a 123
dents alors que le pignon satellite 10 en a 36.
Suivant le nombre de dents du planétaire 9, choisi par
la formule ci-dessus, les cinq dents du pignon satellite des
mois 11 devront être réparties, non pas groupées comme dans
l'exemple représenté, mais séparées par des vides égaux à un
ou deux pas, suivant que le mois de moins de trente et un
jours est suivi par un ou deux mois de trente et un jours,
comme c'est le cas de juin et de novembre. Dans ce cas, le
nombre de tours des satellites 10, 11 par tour du mobile des
quantièmes 1 sera égal, soit à un nombre de tours entiers
plus 1/12ième de tour, soit à un nombre entier de tours plus
11/12ième de tour, suivant que les cinq dents du pignon
satellite se succèdent chronologiquement comme les mois dans
l'année ou comme l'inverse des mois dans l'année.
La figure 4 illustre la position angulaire des cinq
dents du pignon satellite des mois 11 à la fin d'un mois de
31 jours, ici le mois de mars. On voit qu'aucune des cinq
dents du pignon satellite 11 ne se trouve dans la trajectoire
du doigt de correction 3b. Par conséquent, lorsque la bascule
de saut instantané 7 fera tourner les doigts 3a et 3b par
l'intermédiaire de la came 4, le doigt 3b ne rencontrera pas
de dent du pignon satellite 11 et seul le doigt 3a entraínera
d'un pas l'anneau des quantièmes 1, amenant le "31" dans le
guichet 13.
Claims (5)
Hide Dependent
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Hide Dependent
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- Mécanisme de quantième annuel pour mouvement d'horlogerie comprenant un mobile des quantièmes (1) à 31 dents, un sautoir (2) en prise avec sa denture, un satellite des mois (11), dont l'axe de rotation est solidaire de ce mobile des quantièmes (1) et qui comporte cinq dents d'entraínement d'une denture de douze pas pour les mois de moins de 31 jours, une denture planétaire fixe (9), coaxiale au mobile des quantièmes (1), en liaison desmodromique avec le satellite des mois (11) et un organe d'entraínement (3) du mobile des quantièmes (1) en liaison d'entraínement avec la roue des heures du mouvement d'horlogerie et comportant deux doigts d'entraínement (3a, 3b), le premier coupant la trajectoire de la denture du mobile des quantièmes (1), le second coupant la trajectoire de la denture du satellite des mois (11) lorsque son axe de révolution est aligné avec ceux de la denture planétaire (9), de l'organe d'entraínement (3) et du mobile des quantièmes (1), caractérisé en ce que le satellite des mois (11) est relié à la denture planétaire (9) par un second satellite (10) qui lui est solidaire et coaxial et dont le nombre de dents est égal à un multiple de douze et en ce que la denture de chacun desdits satellites travaille sur un cercle primitif tangent au cercle primitif de la denture avec laquelle elle est en prise, le nombre de dents zi de la denture planétaire (9) étant choisi parmi les nombres ou multiples des nombres, obtenus selon la formule :
pour qu'à chaque tour du mobile des quantièmes (1) corresponde un nombre non entier de tours des satellites tel que l'une des cinq dents du satellite des mois (11) soit sensiblement alignée avec les axes, des satellites (10, 11), de la denture planétaire (9) et de l'organe d'entraínement (3) du mobile des quantièmes (1), le 30 de chaque mois de moins de 31 jours, pour permettre audit second doigt (3b) d'entraíner le mobile des quantièmes (1) d'un pas supplémentaire par l'intermédiaire desdits satellites (10, 11). - Mécanisme de quantième selon la revendication 1, dans lequel l'axe de révolution de l'organe d'entraínement (3) du mobile des quantièmes (1), lorsqu'il est aligné avec les axes de révolution respectifs des satellites (10, 11) et de la denture planétaire (9), est situé entre leurs axes de révolution.
- Mécanisme de quantième selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le second satellite (10) a un diamètre sensiblement supérieur à celui du satellite des mois (11), pour que le sens de rotation des satellites (10, 11) lors de leur entraínement par le second doigt d'entraínement (3b) soit le même que celui de l'organe d'entraínement (3) portant ledit second doigt (3b).
- Mécanisme de quantième selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le mobile des quantièmes (1) est un anneau à denture interne.
- Mécanisme de quantième selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit organe d'entraínement (3) est relié à la roue des heures du mouvement d'horlogerie par un dispositif d'entraínement instantané (4, 7, 8).