EP2290479B1 - Timbre pour une sonnerie d'une pièce d'horlogerie - Google Patents

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EP2290479B1
EP2290479B1 EP09168726.9A EP09168726A EP2290479B1 EP 2290479 B1 EP2290479 B1 EP 2290479B1 EP 09168726 A EP09168726 A EP 09168726A EP 2290479 B1 EP2290479 B1 EP 2290479B1
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EP
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stamp
gong
watch
hammer
plane
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EP2290479A1 (fr
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Nakis Karapatis
Jérôme Favre
Alain Zaugg
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Montres Breguet SA
Original Assignee
Montres Breguet SA
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    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B21/00—Indicating the time by acoustic means
    • G04B21/02—Regular striking mechanisms giving the full hour, half hour or quarter hour
    • G04B21/06—Details of striking mechanisms, e.g. hammer, fan governor
    • 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
    • G04B23/00—Arrangements producing acoustic signals at preselected times
    • G04B23/02—Alarm clocks
    • G04B23/026—Hammer driving; hammers; devices with several hammers or sounding bodies; vibrators

Definitions

  • the invention relates to ringtones, and in particular watches with mechanical ringtones including a stamp struck by a hammer to generate vibrations.
  • the stamp used is a circular-shaped wire placed in a plane parallel to the dial of the watch.
  • the wire is arranged around a movement, in the cage of the watch.
  • One end of the stamp is fixed, for example by solder, to a stamp holder.
  • the other end of the stamp is usually free.
  • the stamp holder is itself secured to the watch plate and holds the wire above the plate.
  • the watch includes a hammer actuated at predetermined times.
  • the vibration of the stamp is produced by the impact of the hammer on the stamp of the stamp holder.
  • the hammer makes a partial rotation in the plane of the stamp so as to vibrate the stamp in its plane. Part of the vibration of the timbre is transmitted to the deck.
  • the stage then vibrates in a plane parallel to the plane of the timbre.
  • the vibration obtained is composed of several eigenfrequencies, whose number and respective intensities, especially in the audible range, depend in particular on the geometry of the stamp and the physical properties of the material.
  • fundamental frequency which is also called first harmonic
  • harmonics which are integer multiples of the frequency fundamental.
  • the frequencies above the fundamental are no longer integer multiples of the lowest frequency, they are rather defined by the term "partial".
  • the ring volume is relatively limited and the energy efficiency of the ring is relatively low.
  • the sound quality of the ring is generally poor because of a small number of eigenfrequencies of the sound emitted.
  • a striking mechanism which consists of a hammer rotatably mounted about an axis of rotation perpendicular to a base plate, to strike a bell fixed on the base plate.
  • a striking mechanism which consists of a hammer rotatably mounted about an axis of rotation perpendicular to a base plate, to strike a bell fixed on the base plate.
  • patent documents can be cited US 1,001,095 A and FR 2 480 453 A1 .
  • the bell attached to the base plate can also be replaced by a spiral-shaped stamp as described in the patent document DE 443,387 C .
  • none of these achievements allows to have a relatively high ring volume and sufficient sound quality.
  • the invention aims to solve one or more of these disadvantages.
  • the patch has an elongate beam surrounding the mechanism.
  • Said surface may be formed by a flat surface formed on a portion of said beam.
  • a cage housing the movement is formed, and the stamp is disposed in the cage.
  • the stamp is made with a precious metal or an alloy of precious metals.
  • said surface is placed at a distance from the attachment of the stamp to the stamp holder.
  • the cross section of the beam outside said impact surface is a disk.
  • the stamp holder is projecting relative to a bottom of the frame, which can be a platinum or middle watch, and wherein the stamp is disposed above the bottom of the frame.
  • An advantage of the watch according to the invention lies in the fact that the patch can be configured to optimize the performance of the watch ring with vibrations transmitted more efficiently to the various elements of the watch movement. Thanks in particular to an inclined surface of the stamp on which the hammer strikes, the vibrations of the stamp are generated in a direction of the plane of the stamp and also in a direction orthogonal to the plane of the stamp. Thus a better propagation of the vibrations is thus achieved.
  • the invention proposes a watch provided with a ring tone.
  • the stamp generally surrounds a movement of the watch and extends substantially in a plane.
  • a hammer hits an impact surface of the stamp to make it vibrate. This surface is inclined relative to the normal to the plane of the stamp.
  • this stamp vibrates both in its plan and according to the normal to its plan.
  • the energy efficiency of the stamp is thus improved.
  • the transmission of vibrations to the watch plate is improved, the stamp holder being able to transmit to the plate not only twisting forces but also tensile / compressive forces. This further improves the energy efficiency and can improve the spectral density of the ring generated, in particular by decreasing it, which makes it possible to reduce a dissonance due to near frequency partials.
  • the figure 1 is a simplified view from above of the interior of a watch 1 according to one embodiment of the invention.
  • the figure 2 is a simplified view in diametral section of the watch of the figure 1 .
  • the watch 1 comprises a plate 2.
  • a cage is formed in this plate 2.
  • the watch 1 comprises a movement 3 known per se and housed in the cage. The movement 3 will typically be a mechanical movement.
  • the watch 1 comprises a stamp 4 and a stamp holder 5 also housed in the cage.
  • the stamp holder 5 is integral with the plate 2.
  • the stamp holder 5 is projecting relative to the bottom of the plate 2.
  • the stamp 4 surrounds the movement 3 and extends substantially in a plane x, y, plane which corresponds substantially to the plane of the dial of the watch 1.
  • the stamp 4 is fixed by one of its ends to the stamp holder 5. The other end of the stamp 4 is free.
  • the stamp holder 5 maintains the stamp 4 above the bottom of the plate 2. A movement of the stamp along the z axis is thus arranged so that it can vibrate in this direction.
  • the watch 1 further comprises a hammer 6 adapted to strike an impact surface of the stamp 4 when actuated.
  • the hammer 6 may especially be operated every minute.
  • the hammer 6 is pivotally mounted relative to an axis 7 normal to the plane of the stamp 4, the axis thus having a direction z.
  • This hammer 6 can be actuated to strike the stamp at an inclined surface 8 in relation to the normal to the plane of the stamp.
  • the mechanism 3 is not illustrated in the figure 2 .
  • this hammer 6 is mounted near the stamp holder. However, it can also be imagined to mount it on the plate substantially at a distance from said stamp holder 5.
  • the figure 3 is an enlarged sectional view of the stamp at an impact surface 8 on which the hammer 6 strikes. As illustrated, this surface 8 is inclined relative to the direction z (direction normal to the plane of the stamp 4). Thus, when one end of the hammer 6 strikes this surface 8, the stamp 4 is caused to vibrate also in the direction z.
  • the figure 4 represents the displacement of the stamp 4 during a striking of the hammer 6.
  • the circle in broken lines represents the position of the stamp 4 at rest.
  • the hammer 6 After coming into contact with the impact surface 8, the hammer 6 continues its movement in the direction x. The hammer 6 slides against the surface 8. Due to the inclination of the surface 8 with respect to the z direction, the stamp 4 is elastically deformed and locally undergoes displacement with components along the x and z directions as illustrated. .
  • the stamp 4 typically has a beam, for example consisting of a wire, surrounding the mechanism 3.
  • the beam may thus be formed of a single winding of a gold wire.
  • the impact surface 8 is formed by a flattened portion on a portion of this beam.
  • the flat surface in this case forms a flat surface, which is advantageously inclined at 45 ° with respect to the z direction. Such a form is particularly easy to achieve.
  • the beam is in this case circular, which reduces its size inside the watch.
  • the beam will typically have a diameter of less than 1 mm, for example of the order of 0.6 mm.
  • the illustrated beam forms a portion of torus. This torus portion will advantageously extend at an angle of between 300 ° and 350 °. This torus can also do more than one round of movement (stamp called "cathedral").
  • the beam may also have other suitable shapes, for example a rectangular shape, for acoustic reasons.
  • the cross section of the beam outside the impact surface 8 may be a disc, as illustrated.
  • the stamp 4 will advantageously be made with a precious metal or an alloy of precious metals.
  • the surface 8 on which the hammer 6 strikes can be placed near or at a distance from the binding between the stamp 4 and the stamp holder 5.
  • the invention can be applied to a wristwatch but also to other types of timepieces such as alarm clocks.
  • the stamp 4 has a single end attached to the stamp holder 5.
  • the invention also applies to a watch having several stamp-gates to which the stamp is attached, or to a watch in which the stamp is fixed to the door-stamp other than by one of its extremities.
  • the watch 1 has a single hammer 6.
  • a watch according to the invention may have several hammers and the stamp may have several corresponding striking surfaces inclined relative to the normal to its plane.
  • the hammer 6 is pivotally mounted relative to an axis normal to the plane of the stamp.
  • a watch according to the invention may have a hammer movable in a direction inclined relative to the plane of the stamp.

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

  • L'invention concerne les sonneries de montre, et en particulier les montres munies de sonneries mécaniques comprenant un timbre heurté par un marteau pour générer des vibrations.
  • Dans le domaine de l'horlogerie, une architecture traditionnelle est utilisée pour réaliser des mouvements, qui sont munis de mécanismes de sonnerie, tels que des répétitions minutes. Dans ces réalisations, le timbre utilisé est un fil métallique de forme circulaire placé dans un plan parallèle au cadran de la montre. Le fil métallique est disposé autour d'un mouvement, dans la cage de la montre. Une extrémité du timbre est fixée, par exemple par brasure, à un porte-timbre. L'autre extrémité du timbre est généralement libre. Le porte-timbre est lui-même solidaire de la platine de montre et maintient le fil métallique au-dessus de la platine. La montre comprend un marteau actionné à des moments prédéterminés. La vibration du timbre est produite par l'impact du marteau sur le timbre du porte-timbre. Le marteau effectue une rotation partielle dans le plan du timbre de façon à faire vibrer le timbre dans son plan. Une partie de la vibration du timbre est transmise à la platine. La platine vibre alors dans un plan parallèle au plan du timbre.
  • La vibration obtenue est composée de plusieurs fréquences propres, dont le nombre et les intensités respectives, en particulier dans le domaine audible, dépendent notamment de la géométrie du timbre et des propriétés physiques du matériau. Généralement pour la production d'un son musical de hauteur fixe dans tout le spectre sonore, il y a une fréquence fondamentale, qui est appelée aussi premier harmonique, et un ou plusieurs harmoniques, qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale. Dans d'autres cas où les fréquences supérieures à la fondamentale ne sont plus des multiples entiers de la fréquence la plus basse, on les définit plutôt par le terme "partiels". On rencontre principalement un son à plusieurs partiels dans des instruments à percussion ou certains instruments à cordes, ou lors de transitoires d'attaque, telles que le choc ou l'impact d'un marteau contre un timbre d'une sonnerie de montre.
  • En pratique, le volume de sonnerie s'avère relativement limité et le rendement énergétique de la sonnerie est relativement faible. Par ailleurs la qualité sonore de la sonnerie reste généralement pauvre du fait d'un faible nombre de fréquences propres du son émis.
  • Il existe également dans l'état de la technique une réalisation d'un mécanisme de sonnerie, qui est constitué d'un marteau monté rotatif autour d'un axe de rotation perpendiculaire à une plaque de base, pour venir frapper une cloche fixée sur la plaque de base. A ce titre, on peut citer les documents de brevet US 1,001,095 A et FR 2 480 453 A1 . La cloche fixée sur la plaque de base peut aussi être remplacée par un timbre en forme de spirale comme décrit dans le document de brevet DE 443 387 C . Cependant aucune de ces réalisations ne permet d'avoir un volume de sonnerie relativement élevé et une qualité sonore suffisante.
  • L'invention vise à résoudre un ou plusieurs de ces inconvénients.
  • A cet effet, l'invention porte ainsi sur une montre incluant un dispositif de sonnerie comprenant:
    • un timbre présentant une poutre entourant un mouvement et s'étendant sensiblement dans un plan,
    • un porte-timbre solidaire d'un bâti de la montre, le timbre étant fixé au porte-timbre,
    • au moins un marteau pour venir frapper le timbre afin de produire une vibration dudit timbre,
    ladite montre étant caractérisée en ce que le marteau est agencé pour venir frapper une surface d'impact du timbre, qui est inclinée par rapport à la normale audit plan.
  • Selon une variante, le timbre présente une poutre allongée entourant le mécanisme. Ladite surface peut être formée par un méplat ménagé sur une portion de ladite poutre.
  • Selon une autre variante, une cage logeant le mouvement est ménagée, et le timbre est disposé dans la cage.
  • Selon encore une variante, le timbre est réalisé avec un métal précieux ou un alliage de métaux précieux.
  • Selon une variante, ladite surface est placée à distance de la fixation du timbre au porte-timbre.
  • Selon une autre variante, la section transversale de la poutre en dehors de ladite surface d'impact est un disque.
  • Selon encore une variante, le porte-timbre est en saillie par rapport à un fond du bâti, qui peut être une platine ou une carrure de montre, et dans laquelle le timbre est disposé au-dessus du fond du bâti.
  • Un avantage de la montre selon l'invention réside dans le fait que le timbre peut être configuré pour optimiser le rendement de la sonnerie de montre avec des vibrations transmises plus efficacement vers les divers éléments du mouvement de montre. Grâce notamment à une surface inclinée du timbre sur laquelle le marteau vient frapper, les vibrations du timbre sont générées dans une direction du plan du timbre et également dans une direction orthogonale au plan du timbre. Ainsi une meilleure propagation des vibrations est ainsi réalisée.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue simplifiée de dessus d'un mode de réalisation d'une montre selon l'invention;
    • la figure 2 est une vue simplifiée en coupe diamétrale de la montre de la figure 1 en l'absence du mécanisme et du marteau;
    • la figure 3 est une vue en coupe agrandie d'un timbre dans une partie duquel un méplat est ménagé; et
    • la figure 4 illustre le déplacement du timbre de la figure 3 lors d'une percussion d'un marteau.
  • L'invention propose une montre munie d'un timbre de sonnerie. Le timbre entoure généralement un mouvement de la montre et s'étend sensiblement dans un plan. Un marteau vient frapper une surface d'impact du timbre afin de le faire vibrer. Cette surface est inclinée par rapport à la normale au plan du timbre.
  • Lors d'une percussion du timbre par le marteau, ce timbre vibre ainsi à la fois dans son plan et selon la normale à son plan. Le rendement énergétique du timbre est ainsi amélioré. Par ailleurs, la transmission des vibrations à la platine de la montre est améliorée, le porte-timbre pouvant transmettre à la platine non seulement des efforts de torsion mais également des efforts de traction/compression. Cela améliore encore le rendement énergétique et peut améliorer la densité spectrale de la sonnerie générée notamment en la diminuant, ce qui permet de diminuer une dissonance due aux partiels proches en fréquence.
  • La figure 1 est une vue simplifiée de dessus de l'intérieur d'une montre 1 selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 2 est une vue simplifiée en coupe diamétrale de la montre de la figure 1. La montre 1 comprend une platine 2. Une cage est ménagée dans cette platine 2. La montre 1 comprend un mouvement 3 connu en soi et logé dans la cage. Le mouvement 3 sera typiquement un mouvement mécanique.
  • La montre 1 comprend un timbre 4 et un porte-timbre 5 également logés dans la cage. Le porte-timbre 5 est solidaire de la platine 2. Le porte-timbre 5 est en saillie par rapport au fond de la platine 2. Le timbre 4 entoure le mouvement 3 et s'étend sensiblement dans un plan x,y, plan qui correspond sensiblement au plan du cadran de la montre 1. Le timbre 4 est fixé par une de ses extrémités au porte-timbre 5. L'autre extrémité du timbre 4 est libre.
  • Le porte-timbre 5 maintient le timbre 4 au-dessus du fond de la platine 2. Un débattement du timbre selon l'axe z est ainsi ménagé pour que celui-ci puisse vibrer selon cette direction. La montre 1 comprend encore un marteau 6 apte à venir frapper une surface d'impact du timbre 4 lorsqu'il est actionné. Le marteau 6 pourra notamment être actionné toutes les minutes. Le marteau 6 est monté pivotant par rapport à un axe 7 normal au plan du timbre 4, l'axe ayant ainsi une direction z. Ce marteau 6 peut être actionné pour venir frapper le timbre au niveau d'une surface inclinée 8 par rapport à la normale au plan du timbre. Pour des raisons de lisibilité, le mécanisme 3 n'est pas illustré à la figure 2. De préférence, ce marteau 6 est monté à proximité du porte-timbre. Cependant il peut être imaginé également de le monter sur la platine sensiblement à distance dudit porte-timbre 5.
  • La figure 3 est une vue en coupe agrandie du timbre au niveau d'une surface d'impact 8 sur laquelle le marteau 6 vient frapper. Comme illustré, cette surface 8 est inclinée par rapport à la direction z (direction normale par rapport au plan du timbre 4). Ainsi, lorsqu'une extrémité du marteau 6 vient frapper cette surface 8, le timbre 4 est conduit à vibrer également selon la direction z.
  • La figure 4 représente le déplacement du timbre 4 durant une frappe du marteau 6. Le cercle en traits discontinus représente la position du timbre 4 au repos. Après être entré en contact avec la surface d'impact 8, le marteau 6 poursuit son déplacement selon la direction x. Le marteau 6 glisse contre la surface 8. Du fait de l'inclinaison de la surface 8 par rapport à la direction z, le timbre 4 est déformé élastiquement et subit localement un déplacement avec des composantes selon les directions x et z tel qu'illustré.
  • Le timbre 4 présente typiquement une poutre, par exemple constituée d'un fil métallique, entourant le mécanisme 3. La poutre pourra ainsi être formée d'un unique enroulement d'un fil d'or. La surface d'impact 8 est formée par un méplat ménagé sur une portion de cette poutre. Le méplat forme en l'occurrence une surface plane, qui est avantageusement inclinée à 45° par rapport à la direction z. Une telle forme est particulièrement aisée à réaliser. La poutre est en l'occurrence de forme circulaire, ce qui permet de réduire son encombrement à l'intérieur de la montre.
  • La poutre présentera typiquement un diamètre inférieur à 1 mm, par exemple de l'ordre de 0.6 mm. La poutre illustrée forme une portion de tore. Cette portion de tore s'étendra avantageusement selon un angle compris entre 300° et 350°. Ce tore peut également faire plus d'un tour du mouvement (timbre dit "cathédrale"). La poutre pourra également présenter d'autres formes appropriées, par exemple une forme rectangulaire, pour des raisons acoustiques. La section transversale de la poutre en dehors de la surface d'impact 8 pourra être un disque, comme illustré.
  • Pour améliorer son comportement acoustique, le timbre 4 sera avantageusement réalisé avec un métal précieux ou un alliage de métaux précieux.
  • Afin d'accroître l'amplitude du déplacement du timbre 4, la surface 8 sur laquelle le marteau 6 vient frapper peut être placée à proximité ou à distance de la fixation entre le timbre 4 et le porte-timbre 5.
  • L'invention pourra s'appliquer à une montre bracelet mais également à d'autres types de pièces d'horlogerie telles que des réveils.
  • Dans l'exemple illustré, le timbre 4 présente une seule extrémité fixée au porte-timbre 5. L'invention s'applique cependant également à une montre présentant plusieurs portes-timbres auxquels le timbre est fixé, ou à une montre dans laquelle le timbre est fixé au porte-timbre autrement que par une de ses extrémités. Dans l'exemple illustré, la montre 1 présente un unique marteau 6.
  • Cependant, une montre selon l'invention pourra présenter plusieurs marteaux et le timbre pourra présenter plusieurs surfaces de frappe correspondantes inclinées par rapport à la normale à son plan. Dans l'exemple illustré, le marteau 6 est monté pivotant par rapport à un axe normal au plan du timbre. Cependant, une montre selon l'invention pourra présenter un marteau mobile selon une direction inclinée par rapport au plan du timbre. Bien qu'on ait illustré un timbre à un seul enroulement, l'invention s'applique également à un timbre présentant plusieurs enroulements superposés.

Claims (8)

  1. Montre (1) incluant un dispositif de sonnerie comprenant:
    - un timbre (4) présentant une poutre entourant un mouvement (3) et s'étendant sensiblement dans un plan,
    - un porte-timbre (5) solidaire d'un bâti (2) de la montre, le timbre étant fixé sur le porte-timbre,
    - au moins un marteau (6) pour venir frapper le timbre (4) afin de produire une vibration dudit timbre,
    caractérisée en ce que le marteau est agencé pour venir frapper une surface d'impact (8) du timbre (4), qui est inclinée par rapport à la normale audit plan.
  2. Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que le matériau utilisé pour la réalisation du timbre est un métal précieux ou un alliage de métaux précieux.
  3. Montre selon la revendication 1, dans laquelle ladite surface d'impact (8) est formée par un méplat ménagé sur une portion de ladite poutre (4).
  4. Montre selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle ladite poutre forme de manière générale un cercle ou un rectangle.
  5. Montre selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle une cage logeant le mouvement est ménagée, le timbre (4) étant disposé dans la cage.
  6. Montre selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le timbre est fixé au porte-timbre (5) par au moins une de ses extrémités.
  7. Montre selon la revendication 1, dans laquelle la section transversale de la poutre (4) en dehors de ladite surface d'impact (8) est un disque.
  8. Montre selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle le porte-timbre (5) est en saillie par rapport à un fond du bâti, qui est une platine (2) ou une carrure de montre, et dans laquelle le timbre (4) est disposé au-dessus du fond du bâti.
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