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Piece d'horlogerie
EP2729849A1
European Patent Office
- Other languages
German English - Inventor
Stephen Forsey Dylan ROTH - Current Assignee
- GFPI SA
Worldwide applications
Application EP12733475.3A events
2012-07-05
2014-05-14
2015-09-09
Application granted
2015-09-09
Status
Active
2032-07-05
Anticipated expiration
Description
translated from
Description
PIECE D'HORLOGERIE
Domaine technique
[0001] La présente invention se rapporte aux pièces d'horlogerie mécanique. Elle concerne plus particulièrement une pièce d'horlogerie comprenant un bâti, au moins un mobile d'un rouage de finissage et au moins un mécanisme de tourbillon comprenant un support, tel qu'une cage de tourbillon, portant un balancier et au moins un élément d'un échappement.
Etat de la technique
[0002] Un mécanisme de tourbillon est un dispositif destiné à moyenner l'écart de marche des positions du balancier d'une pièce d'horlogerie. Dans la présente invention, un tel mécanisme de tourbillon comprend le tourbillon traditionnel comprenant une cage de tourbillon ainsi que le carrousel. Un mécanisme de tourbillon comporte, à cet effet, un support, (par exemple une cage dans le cas du tourbillon traditionnel) monté pivotant sur le bâti, en général un ensemble formé d'un pont et d'une platine et, montés pivotant sur ce support, un balancier spiral et un échappement comportant notamment un mobile d'échappement muni d'une roue et d'un pignon. Le support comporte un engrenage relié cinématiquement au rouage de finissage de la pièce d'horlogerie, en général à la roue de moyenne. Une roue dentée, montée fixe sur le bâti, engrène avec le pignon d'échappement. De la sorte, chaque fois que le balancier se trouve en position pour recevoir une impulsion motrice de l'échappement, le couple appliqué par la roue de moyenne sur l'engrenage fait légèrement tourner le support, l'impulsion au balancier étant donnée par l'échappement dont le mobile tourne par engrènement de son pignon avec la roue dentée. Les roues et pignons sont, en général, agencés et nombrés de manière à ce que le tourbillon effectue un tour par minute. Ainsi, lorsque la pièce d'horlogerie est disposée verticalement, la position du point mort du balancier fait donc un tour par minute, ce qui moyenne les écarts de marche dans les positions verticales. Par contre, le décalage entre positions horizontales et verticales subsiste.
[0003] Pour pallier cet inconvénient, différentes solutions ont été proposées.
[0004] On connaît par exemple un tourbillon triaxial décrit dans la demande EP 1 574 916, comprenant une cage contenant le balancier et l'échappement en rotation selon un axe, la cage étant montée dans une deuxième cage de manière à pouvoir tourner autour d'un autre axe, la deuxième cage étant à son tour montée rotative dans une troisième cage tournant autour d'un axe fixe par rapport à la pièce d'horlogerie, les trois axes étant perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. Le tourbillon triaxial est entraîné par une roue motrice montée sur la platine de la pièce d'horlogerie, laquelle entraîne un pignon solidaire de la troisième cage, et fait tourner ladite cage autour de son axe mettant ainsi en rotation un pignon engrenant avec une couronne fixée sur la platine de la pièce d'horlogerie, ce qui entraîne en rotation la cage autour de son axe, la deuxième cage mettant en rotation la première cage autour de son axe par l'intermédiaire d'une couronne et du pignon de secondes solidaire de la troisième cage, et ainsi transmettre l'énergie provenant de la roue motrice à l'ensemble formé par le pignon d'échappement, la roue d'échappement et le balancier placé dans la première cage.
[0005] Un tel mécanisme présente l'inconvénient d'être encombrant et peu esthétique en raison de la présence de plusieurs couronnes dentées apparaissant côté cadran.
[0006] On connaît par ailleurs un dispositif de correction à différentiel décrit dans la demande EP 2 031 465. Ce dispositif comprend plusieurs supports montés pivotants autour d'axes d'articulation respectifs, ce qui permet de neutraliser les mouvements d'un rouage de transmission autour de deux axes ou plus. Le but de ce mécanisme est de maintenir l'assiette du support portant le système réglant en position constante quelle que soit la position du bâti. Les défauts d'isochronisme du système sont supprimés étant donné que le système oscillant n'a qu'une position. Un tel mécanisme ne présente pas les mêmes buts qu'un mécanisme de tourbillon qui permet de réduire davantage les différences de marche entre les positions horizontales et verticales d'une pièce d'horlogerie comprenant un tel mécanisme de tourbillon
[0007] Un but de la présente invention est donc de pallier ces inconvénients, en proposant une pièce d'horlogerie comprenant un mécanisme de tourbillon permettant de réduire davantage les différences de marche entre les positions horizontales et verticales.
[0008] Un autre but de la présente invention est de proposer une pièce d'horlogerie comprenant un mécanisme de tourbillon présentant un encombrement réduit et une apparence esthétique améliorée.
Divulgation de l'invention
[0009] A cet effet, et conformément à la présente invention, il est proposé une pièce d'horlogerie comprenant un bâti, au moins un mobile d'un rouage de finissage et au moins un mécanisme de tourbillon comprenant un support portant un balancier et au moins un élément d'un échappement.
[0010] Selon l'invention, le mécanisme de tourbillon comprend en outre:
- une bague extérieure montée mobile en rotation sur le bâti autour d'un premier axe,
- au moins une bague intérieure montée à l'intérieur de la bague extérieure et mobile en rotation par rapport à la bague extérieure autour d'un deuxième axe, de préférence perpendiculaire au premier axe, le support étant monté pivotant dans la bague intérieure et ledit support étant solidaire d'un arbre autour duquel est montée libre en rotation la bague intérieure selon un troisième axe,
- un premier organe denté, monté sur le bâti,
- un premier pignon solidaire de l'arbre du support agencé pour coopérer avec ledit premier organe denté de manière à entraîner en rotation ledit support, et
- des moyens d'entraînement de la bague intérieure coopérant avec le mobile du rouage de finissage et agencés pour déplacer la bague intérieure et en conséquence la bague extérieure, donnant au support un mouvement composé.
[001 1] Ce mouvement composé du support permet de réduire davantage les différences de marche entre les positions horizontales et verticales comme cela est décrit dans le brevet EP 1 419 419.
[0012] D'une manière avantageuse, les moyens d'entrainement de la bague intérieure peuvent comprendre un élément d'entrainement solidaire d'un arbre du mobile du rouage de finissage.
[0013] Le premier organe denté peut être fixé solidairement au bâti. On a alors un mécanisme de tourbillon. Lorsque le premier organe denté n'est pas fixé solidairement au bâti, il s'agit alors d'un mécanisme de carrousel tel que décrit dans le brevet CH 7965.
[0014] Selon une première variante, l'élément d'entrainement coopère avec l'arbre du support de manière à lui imposer un mouvement de rotation autour du premier organe denté.
[0015] Selon une deuxième variante, la bague intérieure comprend un tube qui lui est solidaire, dans lequel l'arbre du support peut tourner librement, l'élément d'entrainement coopérant avec ledit tube de manière à imposer à la bague intérieure un mouvement de rotation autour du premier organe denté.
[0016] De préférence, l'arbre du support forme avec le premier organe denté un angle non nul. Toutefois, dans d'autres variantes de réalisation, ledit angle peut être non nul.
[0017] D'une manière avantageuse, le mécanisme de tourbillon peut comprendre en outre un deuxième organe denté solidaire de la bague intérieure et agencé pour coopérer avec un deuxième pignon relié cinématiquement à l'échappement.
[0018] Selon différentes formes de réalisation possibles, le support peut être disposé de sorte que son axe de rotation est perpendiculaire ou non perpendiculaire au deuxième axe de rotation de la bague intérieure par rapport à la bague extérieure.
Brève description des dessins
[0019] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, de différents modes de réalisation, donnés à titre d'exemple et faits en référence aux dessins dans lesquels:
- les figures 1 et 2 représentent des vues en perspective du mécanisme de tourbillon de l'invention, la bague extérieure étant
respectivement dans chacune de ses positions maximales par rapport à son axe de rotation,
- les figures 3 et 4 représentent des vues en perspective du mécanisme de tourbillon de l'invention, la bague intérieure étant respectivement dans chacune de ses positions maximales par rapport à son axe de rotation,
- la figure 5 représente une vue en perspective du mécanisme de tourbillon de l'invention, la bague extérieure et la bague intérieure étant dans des positions intermédiaires,
- la figure 6 est une vue en coupe du mécanisme de tourbillon de l'invention, et
- la figure 7 est une vue en coupe d'un détail d'une autre variante de réalisation du mécanisme de tourbillon de l'invention.
Mode(s) de réalisation de l'invention
[0020] En référence aux figures 1 , 2 et 6, il est représenté une variante de réalisation d'un mécanisme de tourbillon 1 selon l'invention monté sur un bâti 2 d'une pièce d'horlogerie. Généralement, le bâti est un ensemble formé d'un pont et d'une platine, mais il est bien évident que le bâti peut comprendre tout élément de support des organes de la pièce d'horlogerie.
[0021] Sur le bâti 2 est monté pivotant un mobile 4 d'un rouage de finissage, tel que la roue de moyenne. Le mobile 4 comprend un arbre 6 sur lequel est monté solidaire un élément d'entraînement 8, coudé et terminée par une patte 10, dont le rôle sera décrit ci-après.
[0022] Sur le bâti 2 est également montée solidaire une première roue fixe 12, autour de l'arbre 6 du mobile 4.
[0023] Le mécanisme de tourbillon comprend une cage de tourbillon 14 portant un balancier 16, un spiral 18 et un échappement, comprenant de manière classique une roue d'échappement 20 et un pignon d'échappement 22 monté pivotant dans un organe support 23 solidaire de la cage de tourbillon 14. Les autres éléments de la cage de tourbillon 14, telle que l'ancre, sont connus de l'homme du métier et ne seront pas décrits ici plus en détails. Il est bien évident que l'invention s'applique également à un mécanisme de carrousel,
la cage de tourbillon étant alors remplacée par un support portant le balancier et l'échappement, et la roue 12 n'étant pas fixe, tel que décrit dans le brevet CH 7965.
[0024] Par ailleurs, dans la variante représentée, l'ancre et la roue d'échappement sont embarquées sur la cage de tourbillon 14. Il est également possible que seule l'ancre soit embarquée sur la cage, la roue d'échappement étant alors montée fixe, tel que cela est décrit dans le brevet EP 2 132 604.
[0025] Conformément à l'invention, le mécanisme de tourbillon comprend en outre:
- une bague extérieure 24 montée mobile en rotation sur le bâti autour d'un premier axe A1 , au moyen de deux pivots 24a, 24b,
- une bague intérieure 26 montée à l'intérieur de la bague extérieure 24 et mobile en rotation par rapport à la bague extérieure 24 autour d'un deuxième axe A2 perpendiculaire au premier axe A1 , au moyen de deux pivots 26a, 26b.
[0026] Dans la présente description, le terme "bague" désigne un élément qui entoure un autre élément, mais qui n'a pas forcément une forme annulaire. Ainsi, dans l'exemple représenté, la bague extérieure 24 a une forme annulaire alors que la bague intérieure 26 a une forme rectangulaire, comprenant une partie supérieure 26' et une partie inférieure 26", reliés par deux piliers latéraux 27. Il est bien évident que les bagues utilisées dans l'invention peuvent présenter toute autre forme adéquate.
[0027] Le bâti 2 présente une creusure dont la forme est appropriée pour permettre le pivotement du mécanisme de tourbillon.
[0028] Par ailleurs, la cage de tourbillon 14 comprend, solidaires à ladite cage de tourbillon 14, un arbre supérieur 28 muni d'un pivot 28a et un arbre inférieur
30 muni d'un pivotement 30b. Le pivot 28a et le pivotement 30b sont engagés respectivement dans des paliers 32, 34 de la bague intérieure 26, de sorte que la cage de tourbillon 14 est montée pivotante dans ladite bague intérieure 26. Les dimensions de la bague intérieure 26 sont choisies de sorte que la cage de tourbillon 14 puisse y être logée et y tourner librement.
[0029] Par ailleurs une deuxième roue 36 est montée solidaire sur la bague intérieure 26, coaxialement à l'arbre de la cage de tourbillon 14.
[0030] Le pignon d'échappement 22 est disposé de manière à ce qu'il engrène avec la deuxième roue 36, solidaire de la bague intérieure 26.
[0031] L'arbre inférieur 30 est monté traversant dans la partie inférieure 26" de la bague intérieure 26, de sorte que ladite bague intérieure 26 est montée libre en rotation autour de l'arbre inférieur 30 selon un troisième axe de rotation A3. Plus particulièrement, la partie inférieure 26" de la bague intérieure 26 comprend une base annulaire disposée concentriquement autour de l'arbre inférieur 30 et portant la deuxième roue 36, comme le montre la figure 5.
[0032] L'arbre inférieur 30 comporte à son extrémité libre un premier pignon 38 présentant une denture conique et disposé de manière à ce qu'il engrène avec la première roue fixe 12, solidaire du bâti. Dans la variante représentée, la roue fixe 12 est un organe denté présentant une denture extérieure. Il est bien évident que la roue fixe peut être remplacée par une couronne présentant une denture intérieure.
[0033] L'arbre inférieur 30 présente à son extrémité libre un pivot 30a engagé dans un palier 10a prévu sur la patte 10 de l'élément d'entraînement 8. Ainsi, l'élément d'entraînement 8 solidaire de l'arbre 6 du mobile 4 constitue les moyens d'entraînement de l'arbre inférieur 30 dans lesquels ledit arbre inférieur 30 est guidé en formant une liaison de type rotule. Ces moyens d'entraînement de l'arbre inférieur 30 constituent indirectement les moyens d'entraînement de la bague intérieure 26, comme on le verra ci-après.
[0034] Dans une autre variante de réalisation représentée sur la figure 7, la bague intérieure 26 coopère directement avec l'élément d'entraînement 8. A cet effet, la bague intérieure 26 comporte un tube 40, solidaire de sa partie inférieure 26", coaxial à l'arbre inférieur 30 de la cage de tourbillon 14. Le tube 40 est disposé autour dudit arbre inférieur 30 de sorte que celui-ci peut tourner librement dans le tube 40. Comme dans la première variante, l'arbre inférieur 30 comporte un premier pignon 38 engrenant avec la roue fixe 12. Dans cette variante, c'est le tube 40 de la bague intérieure 26 qui coopère directement avec la patte 10 de l'élément d'entraînement 8. Ainsi, l'élément d'entraînement 8 solidaire de l'arbre 6 du mobile 4 constitue les moyens
d'entraînement de la bague intérieure 26 dans lesquels le tube 40 est guidé en formant une liaison de type rotule.
[0035] Il est bien évident que l'entraînement de la bague intérieure 26 peut se faire également par sa partie supérieure, l'élément d'entraînement, le mobile du rouage de finissage, l'arbre de la cage de tourbillon et le tube de la bague intérieure étant prévus du côté de sa partie supérieure 26'.
[0036] La bague intérieure 26 est disposée de sorte que l'arbre inférieur 30 de la cage de tourbillon 14 forme avec la première roue fixe 12 un angle non nul, de préférence compris entre 5° et 85°.
[0037] Dans la variante représentée, l'axe A4 de la première roue fixe 12 est perpendiculaire au bâti 2. L'axe A4 est confondu avec l'axe de rotation du mobile 4.
[0038] Il est bien évident que l'axe de rotation du mobile du rouage de finissage peut être non perpendiculaire au bâti, le mécanisme de tourbillon étant alors disposé en conséquence.
[0039] Dans la variante représentée, la cage de tourbillon 14 est disposée de sorte que son axe de rotation est perpendiculaire au deuxième axe de rotation A2 de la bague intérieure 26 par rapport à la bague extérieure 24.
[0040] Le troisième axe de rotation A3 de la bague intérieure 26 autour de l'arbre inférieur 30 de la cage de tourbillon 14 est de préférence perpendiculaire au deuxième axe de rotation A2 de la bague intérieure 26 par rapport à la bague extérieure 24, cela signifie que l'axe de rotation de la cage de tourbillon 14 est confondu avec le troisième axe de rotation A3 de la bague intérieure 26 autour de l'arbre inférieur 30.
[0041] Dans la variante représentée, l'axe de balancier est disposé coaxialement à l'axe de rotation A3. Il est bien évident que dans d'autres variantes de réalisation non représentées, l'axe de balancier peut être parallèle à l'axe de rotation A3 ou incliné de sorte qu'il n'est pas confondu avec l'axe de rotation A3 de la bague intérieure autour de l'arbre inférieur de la cage de tourbillon. L'ancre et le mobile d'échappement seront disposés en conséquence.
[0042] La cage de tourbillon et les parties supérieure et inférieure de la bague intérieure peuvent alors être agencées de manière appropriée, comme décrit par exemple dans le brevet EP 1 419 419.
[0043] Lorsque le mouvement fonctionne, le mobile 4 du rouage de finissage est animé d'un mouvement de rotation de manière à soumettre la bague intérieure 26 à un couple moteur par engrènement avec le premier pignon 38. En effet, lorsque le mobile 4 est en rotation, son arbre 6 est susceptible de pivoter également et d'entraîner avec lui la rotation de l'élément d'entraînement 8. Selon la première variante, l'arbre inférieur 30 guidé dans la patte 10 de l'élément d'entraînement 8 est alors susceptible de se déplacer en rotation autour de l'axe A4. Selon la deuxième variante, c'est le tube 40 guidé dans la patte 10 de l'élément d'entraînement 8 qui alors susceptible de se déplacer en rotation autour de l'axe A4, entraînant le déplacement en rotation de l'arbre inférieur 30 autour de l'axe A4. Lors de ce déplacement, le premier pignon 38 solidaire de l'arbre inférieur 30 est susceptible d'engrener avec la première roue fixe 12 de sorte que l'arbre intérieur 30 est susceptible de pivoter également autour de l'axe A3 pour entraîner la cage de tourbillon 14 en rotation.
[0044] Toutefois, le couple moteur ne peut engendrer un déplacement de l'arbre inférieur 30 et donc de la bague intérieure 26 que si le premier pignon 38 engrène avec la première roue fixe 12 et donc que si la cage de tourbillon 14 tourne autour de l'axe A3. Comme le pignon d'échappement 22 est en prise avec la denture de la deuxième roue 36, cela signifie que ce mouvement n'est possible que lorsque l'échappement donne une impulsion motrice au balancier.
[0045] Dans la première variante, lorsque l'arbre inférieur 30 se déplace, celui-ci étant monté incliné et traversant dans la partie inférieure 26" de la bague intérieure 26, oblige ladite bague intérieure 26 à se déplacer également tout en restant inclinée, entraînant en conséquence le déplacement la bague extérieure 24, donnant ainsi à la cage de tourbillon 14 un mouvement composé. Dans la deuxième variante, la bague intérieure 26 est directement entraînée par l'élément d'entraînement 8. En raison de ce mouvement
composé, les pivots 26a, 26b de la bague intérieure 26 effectuent un mouvement de rotation alternatif perpendiculairement à l'axe A1 de la bague extérieure 24. La bague intérieure 26 bascule autour de ses pivots 26a, 26b tout en étant entraînée par la bague extérieure 24 et par l'arbre inférieur 30 ou directement par l'élément d'entraînement 8.
[0046] En même temps, l'arbre inférieur 30 est entraîné en rotation autour de l'axe A3 par son pignon 38 engrenant avec la première roue fixe 12. La rotation de l'arbre inférieur 30 entraine la rotation de la cage de tourbillon 14 et donc du pignon d'échappement 22. Celui-ci engrène avec la deuxième roue 36 pour entraîner la rotation de la roue d'échappement 20, cette dernière coopérant avec une ancre pour entretenir le mouvement du balancier 16.
[0047] Les figures 1 et 2 représentent des vues dans lesquelles la bague extérieure 24 occupe respectivement une position maximale par rapport à son axe de rotation A1.
[0048] D'autres positions du mécanisme de tourbillon sont représentées sur les figures 3 à 5, les mêmes éléments étant représentés avec les mêmes références.
[0049] Les figures 3 et 4 représentent le mécanisme de tourbillon dans lequel la bague intérieure 26 occupe respectivement sa position maximale par rapport à son axe de rotation A2, et la figure 5 représente le mécanisme de tourbillon dans lequel la bague extérieure 24 et la bague intérieure 26 occupent des positions intermédiaires par rapport à celles représentées sur les autres figures.
[0050] Dans la variante représentée, le déplacement de l'axe de rotation A3 de la bague intérieure 26 par rapport à l'axe A4 génère au moins une enveloppe en forme de tronc de cône.
[0051] Le mouvement composé obtenu par le mécanisme de tourbillon selon l'invention permet de diminuer le temps de passage du balancier dans les positions défavorables. Par ailleurs l'utilisation des deux bagues permet de diminuer l'inertie par rapport à une cage de tourbillon traditionnelle.
[0052] De plus, le mécanisme de tourbillon selon l'invention est tel qu'il comprend au moins 4 points de pivotement au lieu de 2 dans un tourbillon classique, de
sorte que la résistance aux chocs du mécanisme de tourbillon selon l'invention est accrue.
Il est bien évident que la présente invention n'est pas limitée à la réalisation décrite. Notamment la forme des bagues peut varier. Il est également possible de prévoir d'autres bagues intérieures agencées l'une par rapport à l'autre de manière à ce qu'aucune ne soit flottante. Il est également possible de prévoir une cage volante selon laquelle le pivotement dans la bague intérieure ne s'effectue que du côté de la cage qui est entraîné en rotation.
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Pièce d'horlogerie comprenant un bâti (2), au moins un mobile (4) d'un rouage de finissage et au moins un mécanisme de tourbillon comprenant un support (14) portant un balancier (16) et au moins un élément d'un échappement, caractérisée en ce que le mécanisme de tourbillon comprend en outre:
- une bague extérieure (24) montée mobile en rotation sur le bâti (2) autour d'un premier axe (A1 ),
- au moins une bague intérieure (26) montée à l'intérieur de la bague extérieure (24) et mobile en rotation par rapport à la bague extérieure (24) autour d'un deuxième axe (A2), le support (14) étant monté pivotant dans la bague intérieure (26) et ledit support (14) étant solidaire d'un arbre (30) autour duquel est montée libre en rotation la bague intérieure (26) selon un troisième axe (A3),
- un premier organe denté (12), monté sur le bâti (2),
- un premier pignon (38) solidaire de l'arbre (30) du support (14) et agencé pour coopérer avec ledit premier organe denté (12) de manière à entraîner en rotation ledit support (14), et
- des moyens d'entraînement de la bague intérieure (26) coopérant avec le mobile (4) du rouage de finissage et agencés pour déplacer ladite bague intérieure (26) et en conséquence la bague extérieure (24), donnant au support (14) un mouvement composé.
Pièce d'horlogerie selon la revendication 1 , caractérisée en ce que les moyens d'entraînement de la bague intérieure (26) comprennent un élément d'entraînement (8) solidaire d'un arbre (6) du mobile (4) du rouage de finissage.
Pièce d'horlogerie selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément d'entraînement (8) coopère avec l'arbre (30) du support (14) de manière à lui imposer un mouvement de rotation autour du premier organe denté (12).
Pièce d'horlogerie selon la revendication 2, caractérisée en ce que la bague intérieure (26) comprend un tube (40) qui lui est solidaire, dans lequel l'arbre (30) du support (14) peut tourner librement, et en ce que l'élément
d'entraînement (8) coopère avec ledit tube (40) de manière à imposer à la bague intérieure (26) un mouvement de rotation autour du premier organe denté (12).
Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'arbre (30) du support (14) forme avec le premier organe denté (12) un angle non nul.
Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme de tourbillon comprend en outre un deuxième organe denté (36), solidaire de la bague intérieure (26) et agencé pour coopérer avec un deuxième pignon (22) relié cinématiquement à l'échappement.
Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support (14) est disposé de sorte que son axe de rotation est perpendiculaire au deuxième axe de rotation (A2) de la bague intérieure (26) par rapport à la bague extérieure (24).
Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le support (14) est disposé de sorte que son axe de rotation n'est pas perpendiculaire au deuxième axe de rotation (A2) de la bague intérieure (26) par rapport à la bague extérieure (24).