EP2076821A2 - Mouvement horloger avec transmission d'energie a couple constant entre la source d'energie et l'oscillateur mecanique - Google Patents

Mouvement horloger avec transmission d'energie a couple constant entre la source d'energie et l'oscillateur mecanique

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EP2076821A2
EP2076821A2 EP07821589A EP07821589A EP2076821A2 EP 2076821 A2 EP2076821 A2 EP 2076821A2 EP 07821589 A EP07821589 A EP 07821589A EP 07821589 A EP07821589 A EP 07821589A EP 2076821 A2 EP2076821 A2 EP 2076821A2
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EP
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cam
wheel
movement according
periphery
energy source
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EP07821589A
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Alberto Papi
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Sowind SA
Original Assignee
Girard Perregaux SA
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • 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
    • G04B1/22—Compensation of changes in the motive power of the mainspring

Definitions

  • the present invention relates to a movement for a timepiece comprising a power source mounted on a frame and having a variable output torque according to its state of charge.
  • the energy source is intended to maintain the oscillatory movement of a mechanical oscillator through a finishing gear comprising a compensation device.
  • the latter has an input kinematically connected to the power source, directly or via at least one mobile, and an output kinematically connected to the mechanical oscillator and is arranged to transmit a substantially constant torque to the mechanical oscillator regardless of the state of charge of the energy source.
  • Such movements have been known for a long time, particularly in the field of clocks, to allow the use of a spring with a large power reserve, as a source of energy, while smoothing the inevitable torque variations. applied by this spring to the work train, these arising from the change in the state of charge of the spring during the operation of the clock. More specifically, it can be generally considered that the more a spring is loaded, the higher the torque that it transmits to the finishing gear train.
  • the main object of the present invention is to propose an alternative to the mechanisms known from the prior art, by proposing a movement for a timepiece comprising a device for compensating for the variations of the torque released by a power source whose construction ensures high operating reliability while providing limited space, reasonable complexity and reasonable manufacturing costs.
  • the present invention relates more particularly to a movement for a timepiece of the type mentioned above, characterized in that the compensation device comprises a cam having a periphery of variable radius extending substantially in a general plane, the variations of the radius of the cam being a function of those of the output torque of the energy source.
  • the cam has a toothing disposed at its periphery.
  • the compensation device further comprises an intermediate linkage mechanism arranged to mesh with the toothing of the cam and provide a kinematic connection substantially without sliding between the periphery of the cam and the finishing train.
  • the compensation mechanism comprises exclusively constituents which, considered individually, are rigid.
  • the movement according to the invention has a less bulky structure than the mechanisms of the prior art and less complex therefore less expensive to manufacture.
  • the compensation device provides great flexibility in its construction, in particular to define the implantation of the cam in the movement.
  • the intermediate link mechanism comprises a rocker pivoting about a fixed shaft on the frame and carrying a pinion having a permanent kinematic link with a wheel, mounted freely in rotation around the fixed shaft and arranged in permanent engagement with at least one mobile of the work train, the gear also being arranged in engagement, substantially without sliding, with the toothing of the cam.
  • the shape of the periphery of the cam can be adjusted precisely, with great flexibility, depending on the behavior of the energy source, in terms of torque output as a function of its state while ensuring reliable transmission of energy from the power source to the mechanical oscillator.
  • the pinion is arranged in engagement with a wheel of a reduction gear for to accord the characteristics of the energy source, particularly, in the case of a spring, the amplitude of its deformations, with the dimensioning and the number of teeth of the cam.
  • the linking mechanism comprises an additional cam, of variable radius, kinematically connected, by its periphery, at the periphery of the first cam and, sized and such that the sum of their respective radii, taken on a segment connecting their respective centers, is constant, the additional cam being integral in rotation with a drive wheel kinematically connected to the energy source.
  • the compensation device comprises a differential gear whose cam defines an input and whose output is kinematically connected to the mechanical oscillator.
  • the differential has an additional input through which the load of the energy source can be realized.
  • FIG. 1a shows a simplified top view of a part of a movement for a timepiece having a compensation device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1b shows a simplified top view of a first detail of the movement of Figure 1a;
  • Figure 2a shows a simplified cross-sectional view of the movement of Figure 1a
  • FIG. 2b shows a simplified top view of a second detail of the movement, visible in Figure 2a;
  • FIG. 2c represents a simplified top view of a third detail of the movement, visible in FIG. 2a, and
  • FIG. 3 shows a simplified top view of a part of a movement for a timepiece having a compensation device according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 1a shows a simplified top view of a part of a movement for a timepiece having a compensation device according to a first embodiment of the present invention. More precisely, only the elements of the movement involved in the kinematic chain relating to the transmission of energy, from the energy source to the mechanical oscillator whose oscillations are maintained by this energy, have been illustrated.
  • the energy source takes the form of a barrel 1 housing a barrel spring (visible in Figure 2a), the latter being intended to maintain the oscillations of a pendulum 2, in particular by through a finishing train and an exhaust of which only the wheel 3 and the pinion 4 have been schematized.
  • the mainspring spring being of conventional type, the torque that it transmits at the output, to the work train, varies according to its state of charge, in known manner, which can affect the accuracy of the operation of the balance.
  • the finishing gear comprises a compensation device 5 to allow to maintain oscillations of the balance with a constant force and thus improve its accuracy of operation.
  • a toothed output wheel 6 is mounted on the cylinder, being integral therewith in rotation and, being arranged in engagement with a first mobile 7 of a reduction gear of the compensation device, carried by the frame of movement (visible in Figure 2a).
  • a pinion 8 of the first mobile meshes with a first wheel 9 of the wheel, which itself is engaged with a second wheel 10 of the wheel.
  • the second wheel 10 is disposed in engagement with the periphery of a cam 12, toothed, advantageously having a shape substantially following an Archimedean curve. More specifically, the cam is provided at its periphery with a toothing disposed in the plane that it defines.
  • the first is mounted on a rocker 13 pivoting relative to the frame of the movement, about the axis 14 of rotation of the first wheel 9.
  • the second wheel 10 continuously transmits the movements of the first wheel 9 to the cam 12, whatever the value of the radius of the cam in contact with the second wheel 10.
  • an output wheel 15 of the compensation device whose board here has five arms in a non-limiting manner, is mounted coaxially with the cam 12, to provide a constant torque at Finishing wheel located downstream, that is to say in the direction of the mechanical oscillator.
  • the output wheel 15 meshes with a first mobile 16 of a multiplicative gear comprising, after the first mobile 16, a second mobile 17, a large average 18, a third mobile 19 and a second mobile 20 meshing with the exhaust pinion 4.
  • a multiplicative gear comprising, after the first mobile 16, a second mobile 17, a large average 18, a third mobile 19 and a second mobile 20 meshing with the exhaust pinion 4.
  • the number of mobile gear that has just been described is not limiting. It should be noted that the mechanical characteristics of the mainspring as well as the dimensions and the number of teeth of the cam affect the composition of the gear train which connects them to one another. Likewise, the dimensions of the cam and of the output wheel of the compensation device, the nature and the characteristics of the mechanical oscillator supplied with energy influence the composition of the multiplicative gear train.
  • FIG. 2a represents a simplified cross-sectional view of the movement of FIG. 1a, on which the mainspring 22 is apparent, as well as the fact that the barrel of the barrel 1 does not have any teeth in so far as the torque transmission of its spring is carried out from the output wheel 6.
  • the compensation device comprises a differential gear 23 whose cam 12 defines a first input, while the wheel 15 defines the output, constant torque.
  • the differential gear 23 is mounted on the frame 24 of the movement by a central shaft 25.
  • the output wheel 15 is screwed onto a core 26, free to rotate on the shaft 25 and having a radial toothing 27.
  • a differential bridge 30 is screwed onto the cam 12, two satellites 31 being rotatably mounted by their respective ends, on the one hand, in the cam 12 and, on the other hand, in the differential bridge 30.
  • Each of the satellites 31 comprises a pinion 32 and a wheel 33, the pinion 32 being arranged in engagement with the toothing 27 of the core 26.
  • the differential gear 23 comprises a second input in the form of a wheel 35 mounted free to rotate on the central shaft 25.
  • the wheel 35 carries a radial toothing 36 directed towards the shaft 25 and arranged in engagement with the wheel 33 of each of the satellites 31.
  • the wheel 35 fulfills the input function of the differential to allow the winding of the barrel spring as it is best shown in Figure 2b, on which has been schematized the kinematic chain connecting an external control member 40 to this wheel 35.
  • the external control member is arranged so as to drive in rotation a winding pinion 41 meshing with a crown wheel 42, itself engaged with a winding crown 43. This is arranged in engagement with the input wheel 35 of the differential gear 23, the latter ensuring the establishment of a kinematic connection between the external control member 40 and the barrel 1, as will be explained in detail below.
  • a ratchet (not shown) of conventional type is also provided in the winding train to prevent unwanted rotation of the wheels when no winding operation is in progress.
  • the rotation of the cam 12 is transmitted to the wheel 10, then to the wheel 9, to the mobile 7 and finally to the output wheel 6 of the barrel.
  • the barrel 1 is consequently rotated in the counter-clockwise direction in FIG. 1a, reloading its spring 22 whose inner end is integral with the barrel shaft 50, fixed with respect to the frame.
  • the barrel spring 22 transmits its force to the cam 12 tending to rotate it clockwise, on Figures 1a and 1b.
  • This rotation of the cam is however possible only outside the rest phases of the escape wheel 3, namely when the output wheel 15 of the differential is not locked.
  • the satellites 31 being integral with the cam by their respective axes, they are driven in the same rotational movement, which rolls their wheels 33 on the toothing
  • the torque finally transmitted to the escape wheel 3 is constant which allows to provide the same amount of energy to the balance 2 at each pulse and to ensure excellent running accuracy.
  • a carriageway 60 intended to carry a minute hand (not shown) is carried by the shaft of the large average 18 and itself carries a wheel of hours 61, intended to carry an hour hand (not shown), a timer 62 ensuring the necessary multiplication between these two bodies.
  • a time setting train is thus advantageously provided for connecting the external control member to the timer 62.
  • an indexing mechanism of the angular position of the barrel shaft 50 is provided and shown isolated in Figure 2c, by way of nonlimiting illustration.
  • This mechanism has the shape of a wheel 70 with sawtooth toothing, integral in rotation with the barrel shaft 50 and, cooperating with a ratchet 71.
  • This indexing mechanism makes it possible to adjust the angular position of the barrel shaft to control the minimum value of the output torque supplied by the barrel spring 22 which will be associated with the larger useful radius of the cam 12.
  • This minimum value is predefined during the manufacture of the movement, according to the mechanical properties of the mainspring 22 used. This value generally defines the beginning of a range in which the torque delivered by the mainspring has regular variations as a function of its state of charge, typically characterized by the number of turns of the barrel.
  • a stop 72 carried by the cam 12 and intended to cooperate with a fixed bearing surface 73 (shown schematically in Figure 1b) of the frame to stop the rotation of the cam when the minimum manufacturing value for the output torque of the barrel is reached.
  • a similar stop may be provided to limit the reassembly when the minimum radius of the cam is reached, the latter being advantageously associated with a maximum value of the output torque provided by the mainspring 22. This value then marks the end of the range of use of the mainspring as mentioned above.
  • Those skilled in the art may also provide a torque limiting mechanism of conventional type in the winding train, to avoid damaging the gears, without departing from the scope of the present invention.
  • the gear train namely the wheels 6, 9 and 10 and the mobile 7, can be chosen so that the number total turns of the barrel 1, corresponding to its range of use, is associated with substantially one revolution of the cam 12.
  • FIG. 3 represents a simplified top view of a part of a movement for a timepiece comprising a compensation device according to a second embodiment of the present invention.
  • This second embodiment illustrates an alternative connecting mechanism to that of the first embodiment.
  • the output wheel 6 of the cylinder 1 meshes with a first mobile 80 of a reduction gear, itself engaged with a second mobile 81.
  • the latter drives a mobile link via a wheel 82, mounted in rotation with a first cam 83, being coaxial therewith.
  • the first cam 83 is arranged engaged by its periphery, preferably by means of a toothing, with a second cam 84 which, for example, may advantageously fulfill the input function of a gear differential, similar to the differential 23 described in connection with the first embodiment.
  • the two cams 83 and 84 are dimensioned such that their respective peripheries are engaged permanently.
  • their respective rays are such that, when considering the rays located on the segment 85 connecting the centers of the cams, at each moment, their sum is constant.
  • the respective values of their radii are adjusted in such a way that the torque supplied by the second cam 84 is constant regardless of the state of charge of the spring of the barrel 1, therefore whatever the output torque transmitted by the barrel at the exit wheel 6.
  • the barrel spring when the barrel spring is discharged, its output torque decreases and the radius of the first cam increases to compensate substantially more than the decrease in the torque it receives, that is to say to transmit to the second cam 84 a torque whose value tends to increase very slightly.
  • the radius of the second cam 84 decreases progressively so as to compensate exactly for the increase in the torque that the first cam 83 transmits to it, in order to globally provide a constant torque to the mechanical oscillator (not shown) disposed downstream. .
  • the periphery of the cam is associated with the output of the compensation device, rather than at its input.
  • the present invention is not limited by the nature of the energy source described and shown here.
  • the invention allows the use of barrel springs called “slow” or low numbers of turns. This type of springs is not the most common because the output torque is high and has a significant variation between the two ends of its range of use in torque. However, they have the particular advantage of limiting the risk of sticking more common turns with springs "high speed” or high revolutions.
  • the present invention can be used to support the significant torque that is transmitted to the gear train by parallel drums.

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Description

Description
MOUVEMENT HORLOGER AVEC TRANSMISSION D'ENERGIE A COUPLE CONSTANT ENTRE LA SOURCE D'ENERGIE ET
L'OSCILLATEUR MECANIQUE Domaine technique
[0001] La présente invention concerne un mouvement pour pièce d'horlogerie comprenant une source d'énergie montée sur un bâti et présentant un couple de sortie variable en fonction de son état de charge.
[0002] La source d'énergie est destinée à entretenir le mouvement oscillant d'un oscillateur mécanique par le biais d'un rouage de finissage comprenant un dispositif de compensation. Ce dernier présente une entrée reliée cinématiquement à la source d'énergie, directement ou par l'intermédiaire d'au moins un mobile, et une sortie reliée cinématiquement à l'oscillateur mécanique et, est agencé de manière à transmettre un couple sensiblement constant à l'oscillateur mécanique quel que soit l'état de charge de la source d'énergie.
Etat de la technique
[0003] De tels mouvements sont connus depuis longtemps, notamment dans le domaine des horloges, pour permettre l'utilisation d'un ressort offrant une réserve de marche importante, en tant que source d'énergie, tout en lissant les inévitables variations du couple appliqué par ce ressort au rouage du mouvement, celles-ci découlant de la modification de l'état de charge du ressort au cours du fonctionnement de l'horloge. Plus précisément, on peut considérer de manière générale que, plus un ressort est chargé, plus le couple qu'il transmet au rouage de finissage est élevé.
[0004] De nombreux mécanismes ont déjà été proposés, appelés communément échappements à force constante ou remontoirs d'égalité et, faisant intervenir un ressort secondaire qui est chargé, à partir de l'énergie du ressort principal, de manière périodique. La période correspondante doit être suffisamment courte pour que la force que le ressort secondaire applique au mouvement puisse être considérée comme étant constante entre ses états de charge minimale et de charge maximale. [0005] D'autres types de mécanismes ont également été proposés, notamment certains appelés à fusée-chaîne, agencés pour agir plus en amont, plus précisément au contact d'un barillet, par rapport aux mécanismes à ressort secondaire. [0006] Ces mouvements comportent une fusée, qui est un organe de forme conique muni d'une rainure hélicoïdale sur laquelle s'enroule une chaîne reliée au barillet. Lorsque la pièce d'horlogerie correspondante est remontée, la chaîne s'enroule autour de la fusée et le ressort de barillet se tend. Une roue à rayon constant est montée coaxiale à la fusée et est prévue pour transmettre l'énergie du ressort de barillet, à partir de la fusée, aux rouages du mouvement. L'énergie du ressort de barillet est ainsi transmise avec un couple constant aux rouages du mouvement.
[0007] En effet, lorsque le ressort de barillet est dans son état de charge maximal et exerce sa pleine force, la chaîne tire sur la plus petite circonférence de la fusée, tandis que, lorsque l'état de charge du ressort de barillet diminue, la chaîne tire sur une circonférence de la fusée au rayon croissant.
[0008] Bien que de tels mécanismes soient connus depuis le 16ème siècle, leur mise en œuvre reste complexe et coûteuse, notamment pour la réalisation de la chaîne qui comporte un nombre de composants très important. Cette complexité de fabrication devient critique lorsqu'il est question de mettre en œuvre ce mécanisme dans une montre-bracelet, et réserve ces pièces d'horlogerie à de très rares privilégiés.
Divulgation de l'invention
[0009] La présente invention a pour but principal de proposer une alternative aux mécanismes connus de l'art antérieur, en proposant un mouvement pour pièce d'horlogerie comportant un dispositif de compensation des variations du couple libéré par une source d'énergie dont la construction permet de garantir une fiabilité de fonctionnement élevée, tout en offrant un encombrement limité ainsi qu'une complexité et des coûts de fabrication raisonnables.
[0010] A cet effet, la présente invention concerne plus particulièrement un mouvement pour pièce d'horlogerie du type mentionné plus haut, caractérisé par le fait que le dispositif de compensation comporte une came présentant une périphérie, de rayon variable, s'étendant sensiblement dans un plan général, les variations du rayon de la came étant fonction de celles du couple de sortie de la source d'énergie. La came présente une denture disposée à sa périphérie. Le dispositif de compensation comporte en outre un mécanisme de liaison intermédiaire agencé de manière à engrener avec la denture de la came et assurer une liaison cinématique sensiblement sans glissement entre la périphérie de la came et le rouage de finissage.
[0011] De manière avantageuse, le mécanisme de compensation comporte exclusivement des constituants qui, considérés individuellement, sont rigides. [0012] Par ces caractéristiques, le mouvement selon l'invention présente une structure moins encombrante que les mécanismes de l'art antérieur et moins complexe donc moins coûteuse à la fabrication. En outre, le dispositif de compensation procure une grande flexibilité dans sa construction, notamment pour définir l'implantation de la came dans le mouvement. [0013] Suivant un premier mode de réalisation préféré de l'invention, le mécanisme de liaison intermédiaire comporte une bascule pivotant autour d'un arbre fixe sur le bâti et portant un pignon présentant une liaison cinématique permanente avec une roue, montée libre en rotation autour de l'arbre fixe et agencée en prise permanente avec au moins un mobile du rouage de finissage, le pignon étant également agencé en prise, sensiblement sans glissement, avec la denture de la came.
[0014] Grâce à ces caractéristiques particulières, la forme de la périphérie de la came peut être ajustée précisément, avec une grande souplesse, en fonction du comportement de la source d'énergie, en termes de couple transmis en sortie en fonction de son état de charge, tout en assurant une transmission fiable de l'énergie depuis la source d'énergie jusqu'à l'oscillateur mécanique.
[0015] Suivant une variante de réalisation préférée, dans laquelle la périphérie de la came est associée à l'entrée du dispositif de compensation, on prévoit avantageusement que le pignon est agencé en prise avec une roue d'un train de démultiplication permettant d'accorder les caractéristiques de la source d'énergie, notamment, dans le cas d'un ressort, l'amplitude de ses déformations, avec le dimensionnement et le nombre de dents de la came. [0016] Dans un second mode de réalisation préféré de l'invention, on prévoit que le mécanisme de liaison comporte une came supplémentaire, à rayon variable, reliée cinématiquement, par sa périphérie, à la périphérie de la première came et, dimensionnée et de telle manière que la somme de leurs rayons respectifs, pris sur un segment reliant leurs centres respectifs, est constante, la came supplémentaire étant solidaire en rotation d'une roue d'entraînement reliée cinématiquement à la source d'énergie. [0017] Grâce à ces caractéristiques, chacune des deux cames compense partiellement les variations de couple de sortie de la source d'énergie, de telle manière que le couple délivré en sortie du dispositif de compensation est constant quel que soit l'état de charge de la source d'énergie, la liaison cinématique entre les deux cames étant très sûre. [0018] De manière générale, on peut avantageusement prévoir que le dispositif de compensation comprend un engrenage différentiel dont la came définit une entrée et dont une sortie est reliée cinématiquement à l'oscillateur mécanique. Dans ce cas, il est judicieux de prévoir que le différentiel comporte une entrée supplémentaire par laquelle la charge de la source d'énergie peut être réalisée. Brève description des dessins [0019] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation préférés qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels:
[0020] - la figure 1a représente une vue de dessus simplifiée d'une partie d'un mouvement pour pièce d'horlogerie présentant un dispositif de compensation selon un premier mode de réalisation de la présente invention; [0021] - la figure 1 b représente une vue de dessus simplifiée d'un premier détail du mouvement de la figure 1a;
[0022] - la figure 2a représente une vue en coupe transversale simplifiée du mouvement de la figure 1a;
[0023] - la figure 2b représente une vue de dessus simplifiée d'un second détail du mouvement, visible sur la figure 2a; [0024] - la figure 2c représente une vue de dessus simplifiée d'un troisième détail du mouvement, visible sur la figure 2a, et
[0025] - la figure 3 représente une vue de dessus simplifiée d'une partie d'un mouvement pour pièce d'horlogerie présentant un dispositif de compensation selon un second mode de réalisation de la présente invention.
Mode(s) de réalisation de l'invention
[0026] Sur l'ensemble des figures, seuls les éléments utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés, pour des raisons de clarté.
[0027] La figure 1a représente une vue de dessus simplifiée d'une partie d'un mouvement pour pièce d'horlogerie présentant un dispositif de compensation selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Plus précisément, seuls les éléments du mouvement intervenant dans la chaîne cinématique relative à la transmission d'énergie, depuis la source d'énergie jusqu'à l'oscillateur mécanique dont les oscillations sont entretenues grâce à cette énergie, ont été illustrés.
[0028] A titre indicatif, la source d'énergie prend la forme d'un barillet 1 logeant un ressort de barillet (visible sur la figure 2a), celui-ci étant destiné à entretenir les oscillations d'un balancier 2, notamment par l'intermédiaire d'un rouage de finissage et d'un échappement dont seuls la roue 3 et le pignon 4 ont été schématisés.
[0029] Le ressort de barillet étant de type conventionnel, le couple qu'il transmet en sortie, au rouage de finissage, varie en fonction de son état de charge, de manière connue, ce qui peut nuire à la précision de la marche du balancier. Aussi, la présente invention prévoit que le rouage de finissage comporte un dispositif de compensation 5 pour permettre d'entretenir les oscillations du balancier avec une force constante et améliorer ainsi sa précision de marche.
[0030] Une roue de sortie 6 dentée est montée sur le barillet, en étant solidaire de celui-ci en rotation et, en étant agencée en prise avec un premier mobile 7 d'un rouage de démultiplication du dispositif de compensation, porté par le bâti du mouvement (visible sur la figure 2a). Un pignon 8 du premier mobile engrène avec une première roue 9 de ce rouage, celle-ci étant elle-même en prise avec une deuxième roue 10 de ce rouage. [0031] La deuxième roue 10 est disposée en prise avec la périphérie d'une came 12, dentée, présentant avantageusement une forme suivant sensiblement une courbe d'Archimède. Plus précisément, la came est dotée, à sa périphérie, d'une denture disposée dans le plan qu'elle définit. [0032] Pour garantir le maintien de la liaison cinématique entre la deuxième roue 10 et la périphérie de la came 12, la première est montée sur une bascule 13 pivotant par rapport au bâti du mouvement, autour de l'axe 14 de rotation de la première roue 9. Ainsi, la deuxième roue 10 transmet en permanence les mouvements de la première roue 9 à la came 12, quelle que soit la valeur du rayon de la came en contact avec la deuxième roue 10.
[0033] Cette liaison mécanique apparaît plus clairement de la figure 1 b, sur laquelle elle est représentée isolée du reste du mouvement, alors que le ressort de barillet est dans un état de charge importante. En effet, lorsque le mouvement fonctionne, à partir d'un état de charge élevée du barillet, le rayon de la came qui est en contact avec la deuxième roue 10 est faible pour minimiser la valeur du couple de sortie du barillet qui est élevée. Tandis que le ressort de barillet se décharge, il entraîne en rotation la chaîne cinématique qui vient d'être décrite, ce qui fait également tourner la came 12, dans le sens de rotation horaire sur les figures. Plus le ressort de barillet se décharge, plus son couple de sortie diminue et, plus le rayon de la came en contact avec la deuxième roue 12 augmente, dans le but de compenser la diminution du couple de sortie du barillet.
[0034] En revenant à la figure 1a, il apparaît qu'une roue 15 de sortie du dispositif de compensation, dont la planche présente ici cinq bras à titre non limitatif, est montée coaxiale à la came 12, pour fournir un couple constant au rouage de finissage situé en aval, c'est-à-dire en direction de l'oscillateur mécanique.
La structure de la connexion mécanique prévue entre la came 12 et la roue
15 de sortie sera exposée en détail ci-dessous, en relation avec la figure 2a.
[0035] La roue 15 de sortie engrène avec un premier mobile 16 d'un rouage multiplicatif comportant, après le premier mobile 16, un second mobile 17, une grande moyenne 18, un troisième mobile 19 et un mobile de seconde 20 engrenant avec le pignon d'échappement 4. [0036] Bien entendu, le nombre de mobiles du rouage qui vient d'être décrit n'est pas limitatif. Il convient de relever que les caractéristiques mécaniques du ressort de barillet ainsi que les dimensions et le nombre de dents de la came influent sur la composition du rouage de démultiplication qui les relie l'un à l'autre. De même, les dimensions de la came et de la roue 15 de sortie du dispositif de compensation, la nature et les caractéristiques de l'oscillateur mécanique alimenté en énergie influent sur la composition du rouage multiplicatif.
[0037] L'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour adapter le rouage du mouvement décrit ci-dessus à ses propres besoins, sans sortir du cadre de la présente invention.
[0038] La figure 2a représente une vue en coupe transversale simplifiée du mouvement de la figure 1a, sur laquelle le ressort de barillet 22 est apparent, de même que le fait que le tambour du barillet 1 ne comporte pas de denture dans la mesure où la transmission du couple de son ressort est réalisée à partir de la roue de sortie 6.
[0039] II ressort également de la figure 2a que le dispositif de compensation comporte un engrenage différentiel 23 dont la came 12 définit une première entrée, tandis que la roue 15 en définit la sortie, à couple constant. [0040] L'engrenage différentiel 23 est monté sur le bâti 24 du mouvement par un arbre 25 central. La roue de sortie 15 est vissée sur un noyau 26, libre de tourner sur l'arbre 25 et comportant une denture radiale 27.
[0041] Un pont de différentiel 30 est vissé sur la came 12, deux satellites 31 étant montés à rotation par leurs extrémités respectives, d'une part, dans la came 12 et, d'autre part, dans le pont de différentiel 30. Chacun des satellites 31 comprend un pignon 32 et une roue 33, le pignon 32 étant agencé en prise avec la denture 27 du noyau 26.
[0042] L'engrenage différentiel 23 comporte une seconde entrée présentant la forme d'une roue 35, montée libre en rotation sur l'arbre 25 central. La roue 35 porte une denture 36 radiale, dirigée vers l'arbre 25 et, agencée en prise avec la roue 33 de chacun des satellites 31.
[0043] La roue 35 remplit la fonction d'entrée du différentiel pour permettre le remontage du ressort de barillet tel que cela ressort mieux de la figure 2b, sur laquelle a été schématisée la chaîne cinématique reliant un organe de commande extérieur 40 à cette roue 35.
[0044] L'organe de commande extérieur est disposé de manière à pouvoir entraîner en rotation un pignon de remontoir 41 engrenant avec une roue de couronne 42, elle-même en prise avec une couronne de remontage 43. Celle-ci est agencée en prise avec la roue d'entrée 35 de l'engrenage différentiel 23, ce dernier assurant l'établissement d'une liaison cinématique entre l'organe de commande extérieur 40 et le barillet 1 , comme cela va être exposé en détail ci-dessous. Un cliquet (non représenté), de type conventionnel, est également prévu dans le train de remontage pour empêcher toute rotation intempestive des roues lorsqu'aucune opération de remontage n'est en cours.
[0045] Lorsque l'organe de commande extérieur 40 est actionné en rotation pour effectuer le remontage du ressort de barillet 22, la roue d'entrée 35 est entraînée en rotation par l'intermédiaire du train de remontage qui vient d'être décrit. En considérant que la roue de sortie 15 du différentiel est verrouillée la plupart du temps, à savoir pendant les phases de repos de la roue d'échappement 3, la rotation de la roue d'entrée 35 se répercute sur les satellites 31 , via la denture 36, entraînant la rotation de la came 12, dans le sens anti-horaire sur les figures 1a et 1 b, du fait que le noyau 26 du différentiel peut être considéré comme immobile au cours de cette opération, en première approximation, pour illustrer le principe de fonctionnement du différentiel.
[0046] La rotation de la came 12 est transmise à la roue 10, puis à la roue 9, au mobile 7 et, enfin à la roue de sortie 6 du barillet. Le barillet 1 est par conséquent entraîné en rotation, dans le sens anti-horaire sur la figure 1a, rechargeant son ressort 22 dont l'extrémité interne est solidaire de l'arbre de barillet 50, fixe par rapport au bâti.
[0047] Lorsque le train de remontage n'est pas sollicité à partir de l'organe de commande extérieur, on peut considérer que la roue d'entrée 35 du différentiel est verrouillée.
[0048] Comme cela a été mentionné plus haut, le ressort de barillet 22 transmet sa force jusqu'à la came 12 tendant à la faire tourner dans le sens horaire, sur les figures 1a et 1 b. Cette rotation de la came n'est toutefois possible qu'en dehors des phases de repos de la roue d'échappement 3, à savoir lorsque la roue de sortie 15 du différentiel n'est pas verrouillée. Les satellites 31 étant solidaires de la came par leurs axes respectifs, ils sont entraînés dans le même mouvement de rotation, ce qui fait rouler leurs roues 33 sur la denture
36 de la roue d'entrée 35. Les satellites tournent alors sur eux-mêmes en transmettant un couple au noyau 26, par sa denture 27, donc à la roue de sortie 15.
[0049] Dans la mesure où le couple en entrée de différentiel est maintenu constant grâce à la variation de rayon de la came 12, le couple transmis en sortie de différentiel par la roue 15 est également constant, quel que soit l'état de charge du ressort de barillet 22 et donc le couple de sortie qu'il transmet au rouage de finissage.
[0050] Par conséquent, le couple finalement transmis à la roue d'échappement 3 est constant ce qui permet de fournir la même quantité d'énergie au balancier 2 à chaque impulsion et de garantir une excellente précision de marche.
[0051] La précision de marche peut alors être constatée au niveau d'un affichage de l'heure, illustré ici de manière conventionnelle, qui présentera une très faible déviation dans le temps. Une chaussée 60, destinée à porter une aiguille des minutes (non représentée) est portée par l'arbre de la grande moyenne 18 et porte elle-même une roue des heures 61 , destinée à porter une aiguille des heures (non représentée), une minuterie 62 assurant la démultiplication nécessaire entre ces deux organes.
[0052] On a représenté une chaussée 60 de type lanternée, pour pouvoir effectuer une mise à l'heure de la pièce d'horlogerie correspondante, de manière conventionnelle, sans perturber le fonctionnement de l'oscillateur mécanique.
Un train de mise à l'heure, non illustré, est ainsi avantageusement prévu pour relier l'organe de commande extérieur à la minuterie 62.
[0053] De manière préférée, un mécanisme d'indexation de la position angulaire de l'arbre de barillet 50 est prévu et représenté isolé sur la figure 2c, à titre illustratif non limitatif.
[0054] Ce mécanisme présente la forme d'une roue 70 avec une denture en dents de scie, solidaire en rotation de l'arbre de barillet 50 et, coopérant avec un cliquet 71. Ce mécanisme d'indexation permet d'ajuster la position angulaire de l'arbre de barillet pour contrôler la valeur minimale du couple de sortie fourni par le ressort de barillet 22 qui sera associée au plus grand rayon utile de la came 12. Cette valeur minimale est prédéfinie lors de la fabrication du mouvement, en fonction des propriétés mécaniques du ressort de barillet 22 utilisé. Cette valeur définit généralement le début d'une plage dans laquelle le couple délivré par le ressort de barillet présente des variations régulières en fonction de son état de charge, typiquement caractérisé par le nombre de tours du barillet. [0055] Par ailleurs, on a également représenté une butée 72, portée par la came 12 et, destinée à coopérer avec une surface d'appui fixe 73 (schématisée sur la figure 1 b) du bâti pour stopper la rotation de la came lorsque la valeur minimale retenue à la fabrication pour le couple de sortie du barillet est atteinte. [0056] Une butée similaire peut être prévue pour limiter le remontage lorsque le rayon minimal de la came est atteint, celui-ci étant avantageusement associé à une valeur maximale du couple de sortie fourni par le ressort de barillet 22. Cette valeur marque alors la fin de la plage d'utilisation du ressort de barillet telle que mentionnée plus haut. L'homme du métier pourra également prévoir un mécanisme limiteur de couple de type conventionnel dans le train de remontage, pour ne pas endommager les engrenages, sans sortir du cadre de la présente invention.
[0057] De manière optimale, lorsque le choix d'un ressort de barillet particulier est arrêté, le rouage de démultiplication, à savoir les roues 6, 9 et 10 ainsi que le mobile 7, peut être choisi de manière à ce que le nombre total de tours du barillet 1 , correspondant à sa plage d'utilisation, soit associé à sensiblement un tour de la came 12.
[0058] La figure 3 représente une vue de dessus simplifiée d'une partie d'un mouvement pour pièce d'horlogerie comportant un dispositif de compensation selon un second mode de réalisation de la présente invention.
[0059] Ce second mode de réalisation illustre un mécanisme de liaison alternatif à celui du premier mode de réalisation. [0060] La roue de sortie 6 du barillet 1 engrène avec un premier mobile 80 d'un train de démultiplication, lui-même en prise avec un deuxième mobile 81. Ce dernier entraîne un mobile de liaison par l'intermédiaire d'une roue 82, montée solidaire en rotation d'une première came 83, en lui étant coaxiale. [0061] La première came 83 est agencée en prise par sa périphérie, de préférence au moyen d'une denture, , avec une seconde came 84 qui, à titre d'exemple, peut avantageusement remplir la fonction d'entrée d'un engrenage différentiel, similaire au différentiel 23 décrit en relation avec le premier mode de réalisation. [0062] Les deux cames 83 et 84 sont dimensionnées de telle manière que leurs périphéries respectives sont en prise en permanence. Dans ce but, leurs rayons respectifs sont tels que, lorsqu'on considère les rayons situés sur le segment 85 reliant les centres des cames, à chaque instant, leur somme est constante. En outre, les valeurs respectives de leurs rayons sont ajustées de telle manière que le couple fourni par la deuxième came 84 est constant quel que soit l'état de charge du ressort du barillet 1 , donc quel que soit le couple de sortie transmis par le barillet au niveau de la roue de sortie 6.
[0063] Ainsi, lorsque le ressort de barillet se décharge, son couple de sortie diminue et le rayon de la première came augmente pour compenser sensiblement plus que la diminution du couple qu'elle reçoit, c'est-à-dire pour transmettre à la deuxième came 84 un couple dont la valeur tend à augmenter très légèrement. Dans le même temps, le rayon de la deuxième came 84 diminue progressivement de façon à compenser exactement l'augmentation du couple que lui transmet la première came 83, pour fournir globalement un couple constant à l'oscillateur mécanique (non représenté) disposé en aval.
[0064] L'association de ces deux cames permet de contrôler avec une grande précision la compensation des variations de couple de sortie du barillet tout en limitant fortement les efforts de fabrication et de construction par rapport aux mécanismes de l'art antérieur. En outre, la fiabilité de la liaison cinématique ainsi réalisée entre les deux cames est excellente, notamment lorsqu'elle est réalisée, de manière préférée, par engrenage.
[0065] La description qui précède correspond à des modes de réalisation préférés de l'invention décrits à titre non limitatif. En particulier, les formes représentées et décrites pour les différents éléments constitutifs du mouvement pour pièce d'horlogerie ne sont exposées qu'à titre d'exemple. On peut mentionner ici, de manière non limitative, le fait que la présente invention peut avantageusement être mise en œuvre dans une pièce d'horlogerie du type montre-bracelet grâce à son faible encombrement.
[0066] On pourra prévoir de nombreuses alternatives de réalisation sans sortir du cadre de la présente invention. En particulier, en référence au premier mode de réalisation décrit, il est possible de prévoir que la périphérie de la came est associée à la sortie du dispositif de compensation, plutôt qu'à son entrée. Dans ce cas, on peut par exemple disposer une roue en entrée, reliée cinématiquement à la source d'énergie, tandis que le mécanisme de liaison intermédiaire, reliée à la périphérie de la came, est associé à la sortie du dispositif de compensation, la came étant entraînée par la roue d'entrée. Dans ce cas, on peut même envisager de monter la came directement sur le barillet, en remplacement de la roue de sortie 6.
[0067] De manière générale, l'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour modifier les différents trains d'engrenage, de démultiplication ou multiplicatifs, en fonction de ses propres besoins. [0068] Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée par la nature de la source d'énergie décrite et représentée ici. Toutefois, on peut noter que grâce à sa fonction, l'invention permet l'utilisation de ressorts de barillet dits "lents" ou à faibles nombres de tours. Ce type de ressorts n'est pas des plus courants du fait que le couple de sortie est élevé et présente une variation importante entre les deux extrémités de sa plage d'utilisation en couple. Cependant, ils présentent notamment l'avantage de limiter les risques de collage de spires plus courants avec les ressorts "à grande vitesse" ou à nombres de tours élevés. De même, la présente invention peut être mise à profit pour prendre en charge le couple important qui est transmis au rouage de finissage par des barillets montés en parallèle.

Claims

Revendications
1. Mouvement pour pièce d'horlogerie comprenant une source d'énergie (1 , 22) montée sur un bâti (24), et présentant un couple de sortie variable en fonction de son état de charge, celle-ci étant destinée à entretenir le mouvement oscillant d'un oscillateur mécanique (2, 3, 4) par le biais d'un rouage de finissage comprenant un dispositif de compensation (5), ce dernier présentant une entrée reliée cinématiquement à ladite source d'énergie et une sortie reliée cinématiquement audit oscillateur mécanique et, étant agencé de manière à transmettre un couple sensiblement constant audit oscillateur mécanique quel que soit l'état de charge de ladite source d'énergie, caractérisé en ce que ledit dispositif de compensation comporte une came (12, 84) présentant une périphérie, de rayon variable, s'étendant sensiblement dans un plan général, les variations du rayon de ladite came étant fonction de celles du couple de sortie de ladite source d'énergie, ladite came présentant en outre une denture disposée à sa périphérie et, un mécanisme de liaison intermédiaire (9, 10, 13, 83) agencé de manière à engrener avec la denture de ladite came et assurer une liaison cinématique sensiblement sans glissement entre ladite périphérie de la came et ledit rouage de finissage.
2. Mouvement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit mécanisme de liaison intermédiaire (9, 10, 13, 83) comporte exclusivement des constituants rigides.
3. Mouvement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme de liaison intermédiaire comporte une bascule (13) pivotant autour d'un arbre fixe (14) sur ledit bâti (24) et portant une roue (10) mobile présentant une liaison cinématique permanente avec une roue (9) montée libre en rotation autour dudit arbre fixe et agencée en prise permanente avec au moins un mobile (7) dudit rouage de finissage, ladite roue mobile étant également agencé en prise, sensiblement sans glissement, avec ladite denture de ladite came (12).
4. Mouvement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite périphérie de ladite came (12) est associée à ladite entrée dudit dispositif de compensation (5) en étant reliée cinématiquement à ladite source d'énergie (1 , 22) via ledit mécanisme de liaison intermédiaire (9, 10, 13).
5. Mouvement selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite came (12) est agencée de telle manière que son rayon, dans la région de sa périphérie où est mise en œuvre ladite liaison cinématique avec ladite source d'énergie, augmente lorsque la charge de ladite source d'énergie diminue.
6. Mouvement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme de liaison comporte une came supplémentaire (83), à rayon variable, reliée cinématiquement, par sa périphérie, à ladite périphérie de ladite came (84) et, dimensionnée et de telle manière que la somme des rayons respectifs de ladite came et de ladite came supplémentaire, pris sur un segment (85) reliant leurs centres respectifs, est constante, ladite came supplémentaire (83) étant solidaire en rotation d'une roue d'entraînement reliée cinématiquement à ladite source d'énergie.
7. Mouvement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de compensation (5) comporte un engrenage différentiel (23) dont ladite came (12) définit une entrée, ledit engrenage différentiel comportant une entrée supplémentaire (35), reliée à un mécanisme de remontage (40, 41 , 42, 43) de ladite source d'énergie, ainsi qu'une sortie (15) reliée cinématiquement audit oscillateur mécanique.
8. Mouvement selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite came (12) porte au moins un satellite (31), libre de pivoter, comprenant un pignon (32) et une roue (33) solidaires en rotation, dont l'un est relié à ladite entrée supplémentaire (35) tandis que l'autre est relié à ladite sortie (15).
9. Mouvement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite source d'énergie comprend un ressort (22) logé dans un barillet (1), et en ce qu'il comporte en outre un mécanisme d'indexation (70, 71), agencé pour permettre des positionnements angulaires relatifs de ladite came (12) et dudit barillet dans des conditions prédéfinies.
10. Mouvement selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit dispositif de compensation (5) est agencé de telle manière que ladite came (12) effectue un tour, au maximum, lorsque l'état de charge de ladite source d'énergie (1 , 22) évolue entre ses valeurs minimale et maximale.
11. Mouvement selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit dispositif de compensation comporte une première et une seconde butées (72) pour définir respectivement les valeurs minimale et maximale de l'état de charge de ladite source d'énergie.
12. Mouvement selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite came (12) porte une butée (72) destinée à coopérer avec une surface d'appui (73), fixe en référence audit bâti, pour définir un état de charge minimale de ladite source d'énergie.
13. Pièce d'horlogerie comportant un mouvement selon l'une quelconque des revendications précédentes.
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