EP3112949B1 - Source d'energie mecanique pour mouvement horloger - Google Patents

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EP3112949B1
EP3112949B1 EP15174850.6A EP15174850A EP3112949B1 EP 3112949 B1 EP3112949 B1 EP 3112949B1 EP 15174850 A EP15174850 A EP 15174850A EP 3112949 B1 EP3112949 B1 EP 3112949B1
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EP
European Patent Office
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spring
drum
energy source
support
arbor
Prior art date
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Active
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EP15174850.6A
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German (de)
English (en)
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EP3112949A1 (fr
Inventor
Gaël GUERLESQUIN
Romain MOYSE
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Cartier International AG
Original Assignee
Cartier International AG
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Filing date
Publication date
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    • 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
    • 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

Definitions

  • Sources of mechanical energy of this type are well known in the field of watchmaking.
  • a recognized problem which is associated with the use of a mainspring is that the output torque that it delivers to the watch movement generally depends on its state of charge.
  • the chronometric performance of a watch movement depends largely on the torque delivered by the barrel.
  • the first approach has allowed the development of watchmaking movements of the constant force type or winding equal.
  • these watch movements are difficult to develop and therefore expensive, which limits the use in parts of very high quality. range.
  • the corresponding mechanisms are often delicate and their reliability can quickly be undermined especially in case of shock.
  • the mechanical power source according to the invention advantageously comprises an output torque control mechanism arranged to limit the variations in a predefined range of use in terms of state of charge of the mainspring.
  • each of the patent applications WO2012 / 168443A2 and EP1914604A1 discloses a compensation mechanism arranged at the barrel outlet and making it possible to compensate for variations in the torque exiting the barrel in order to deliver a substantially constant torque to the watch movement.
  • Licences CH287276 and US167,372 disclose other barrel constructions intended to limit the variations of the delivered torque, by direct action on the mainspring.
  • EP2515185A1 which assumes that the traditional barrel can not achieve the desired constant torque.
  • this document discloses the construction of a source of mechanical energy comprising a shaft and a coaxial ring and free to rotate relative to each other, a spring made in the form of an elastically deformable beam being housed inside the crown.
  • This construction comprises an input member arranged in engagement with a winding mechanism of the spring and an output member arranged in engagement with a mobile of a watch movement to allow the spring to release its energy in the watch movement in the form of a substantially constant output torque.
  • One of these bodies cooperates with the tree and the other with the crown.
  • the construction also comprises an output torque control mechanism arranged to act on the spring and to vary the active length as a function of its state of charge.
  • a main object of the present invention is to propose an alternative construction of a mechanical energy source of the type which has just been described, comprising a regulation mechanism making it possible to reduce as much as possible the variations in the torque coming directly out of the barrel when the state of charge of the mainspring varies between its minimum and maximum values.
  • a regulation mechanism making it possible to reduce as much as possible the variations in the torque coming directly out of the barrel when the state of charge of the mainspring varies between its minimum and maximum values.
  • the present invention relates more particularly to a mechanical energy source, for a watch movement, of the type mentioned above, characterized in that the mechanical energy source comprises a regulation mechanism including a control member arranged to cooperate with the spring and define a variable active length in a function of the state of charge of the mainspring in order to limit the variation of the output torque with reference to the variation of torque observed with an equivalent barrel of conventional construction.
  • the mechanical energy source comprises a regulation mechanism including a control member arranged to cooperate with the spring and define a variable active length in a function of the state of charge of the mainspring in order to limit the variation of the output torque with reference to the variation of torque observed with an equivalent barrel of conventional construction.
  • the value of the active length of the mainspring is permanently defined as a function of the state of charge of the spring, to regulate the value of the torque delivered to the watch movement, so that in the best in some cases, this value remains substantially constant regardless of the state of charge of the mainspring.
  • control mechanism comprises a support carrying the control member and having a first kinematic connection with the drum and a second kinematic connection with the shaft, so that its position with reference to the portions of Spring connection varies depending on the state of charge of the spring.
  • the support is preferably arranged to be mobile in rotation, with reference to the barrel, being coaxial with the shaft and the drum.
  • the support can advantageously be pivoted at least indirectly on the shaft.
  • control member is arranged on the support such that it is likely to move in a substantially radial direction with reference to the support.
  • the control member advantageously comprises a finger arranged between two turns of the spring to exert a substantially radial pressure on one of the two turns, under the effect of the action of an elastic member and so as to define a contact region, to lock the coil against the drum by compression, and neutralize a portion of the spring substantially between the second connecting portion and the contact region.
  • the regulation mechanism comprises at least one satellite mounted pivoting on the drum and comprising a first wheel, arranged in engagement with a sun gear integral with the shaft, and a second wheel, arranged in engagement with a toothed wheel secured to the support, the first and second wheels being secured in rotation.
  • the support can then advantageously have the shape of a disc arranged free to pivot on the shaft and so as to be guided by a guide surface of the drum.
  • the present invention also relates to a watch movement comprising a source of mechanical energy having the characteristics which have just been exhibited, as well as a timepiece equipped with such a watch movement.
  • the figures 1 and 2 represent the same simplified perspective top view of a portion of a mechanical energy source according to a preferred embodiment of the present invention.
  • the mechanical power source comprises a barrel 1 having frame elements of conventional type, that is to say a drum 2 pivoted on a shaft 4, these two members being coaxial.
  • the shaft 4 is here intended to be pivoted between two frame members of the watch movement (not shown) in the usual manner, without limitation.
  • the barrel 1 contains a barrel spring 6, arranged generally around the shaft by forming a spiral curve, and is closed by a cover 8 ( Figures 3 and 4 ).
  • a bung 10 is also engaged on the shaft 4 to allow the assembly of a first connecting portion of the spring 6 to the shaft, typically its inner end. Conventionally, it is also planned to assemble a second connecting portion of the spring 6 to the drum 2, generally its outer end.
  • the shaft 4 here fulfills the function of input member of the barrel, being intended to be rotated by a winding train, in a conventional manner, to recharge the mainspring spring 6.
  • the drum 2 serves as an output member, to allow the barrel spring to release its mechanical energy in the watch movement through it, and is intended to mesh with a mobile movement.
  • the skilled person can adapt the present teaching according to his own needs without departing from the scope of the invention, in particular by inverting the input and output functions as they are assigned here to the tree and the drum.
  • the mechanical energy source according to the present invention further comprises a mechanism for regulating the torque delivered by the barrel to the watch movement.
  • the torque of a spiral spring in bending depends on its modulus of elasticity (E), its quadratic moment (e 3 , h), its length (L) and its arming angle ( ⁇ ), that is to say the angle separating its two ends from one another (the two connecting portions of the spring here), and responds to the following relationship:
  • E modulus of elasticity
  • e 3 , h quadratic moment
  • L length
  • ⁇ arming angle
  • the Applicant has sought a solution to take into account the variation of the arming angle over time and regulate the value of the torque delivered accordingly, so that the latter remains as constant as possible, in any case such in a way that it presents a limited variation with reference to the variation observed with an equivalent barrel of conventional construction.
  • the Applicant has developed a construction comprising a regulation mechanism varying the active length of the mainspring 6 as a function of its state of charge, in other words, such that L becomes dependent on ⁇ to maintain generally constant value of C presented above.
  • This gives the following new relation, valid for the energy source according to the present invention: VS ⁇ E ⁇ e 3 ⁇ h 12 ⁇ ⁇ The ⁇ in which the report ⁇ The ⁇ is substantially constant.
  • the regulation mechanism comprises components for measuring the state of charge of the mainspring spring 6, visible on the figure 1 .
  • the regulation mechanism comprises a sun gear 12 which is rotatably connected to the shaft 4. It is advantageous to provide the sun gear 12 with frictional engagement on the shaft 4 so that it is not driven. by the shaft when the winding is actuated while the spring is already in its state of maximum load.
  • a clutch can also be considered elsewhere in the winding train.
  • barrels commonly referred to as "a tower” are known, the typical barrels currently used are made with an amplitude of armor extending over several turns (usually eight turns). In any case, the implementation of the present invention is not limited by this amplitude of arming. The skilled person can adapt the present teaching without particular difficulty according to his own needs without departing from the scope of the invention.
  • the regulation mechanism comprises two satellites 14 mounted free to rotate on the drum 2 and each of which comprises first and second wheels 16, 18 integral in rotation (the first wheels 16 being visible on the sections of the wheels).
  • the first wheel 16 of each satellite 14 is arranged in engagement with the sun gear 12, while the second wheel 18 of each satellite 14 is arranged in engagement with the internal toothing of a ring-shaped peripheral wheel 20.
  • peripheral wheel 20 is rotated in a first direction when the barrel spring is loaded and in the opposite direction when the barrel spring is discharged, which makes it able to constitute an indicator of the state of charge of the barrel. spring.
  • the reduction gear ratio of this gear train makes it possible to control the speed of rotation of the peripheral wheel with respect to the sun gear (and therefore the speed of rotation of the wheel relative to the speed of the load / discharge of the spring).
  • the peripheral wheel 20 has a plurality of notches 22 at its outer periphery for angular indexing of a support 24, illustrated in FIGS. figures 2 , 3 and 4 , of which positioning members 26 of shape complementary to the notches ensure that the wheel 20 and the support 24 are integral in rotation.
  • the support 24 has the general shape of a disk in which a recess 30 is formed, in the direction of its thickness, on an area here representing a little less than a quarter of its total area, by way of nonlimiting illustration.
  • the support 24 carries a control member 32 of the active length of the mainspring spring 6, arranged in the recess 30.
  • the member 32 comprises an elongate base 34 carrying a guide lug 36 at a first end and a finger 38, substantially parallel to the barrel shaft 4 and whose function will be explained later, near its second end.
  • an elastic return member 40 is also arranged in the recess 30 to exert a pressure force on the control member 32, tending to push it here in the direction of the wall of the drum 2.
  • a generally disk-shaped plate 42 covers the support 24 to define a guide path for the control member 32.
  • the support 24 also has an elongate opening 44 extending in a substantially radial direction, the width is less than that of the guide lug 36. It is then understood that the control member 32 is enclosed between the support 24 and the plate 42 so that it can have a substantially radial translation movement.
  • the plate 42 is made integral with the support 24 in any suitable manner, here preferably by placing screws in holes 46.
  • the figure 3 illustrates the source of mechanical energy while the mainspring spring 6 is in or near its maximum state of charge, while the figure 4 illustrates it while the mainspring spring 6 is close to its minimum state of charge.
  • the finger 38 is made of a material such that it can slide along the barrel spring 6 with little friction. It may be of any suitable material, for example of steel coated with ADLC, without departing from the scope of the present invention. In another embodiment, this function can be performed by a roller pivoting on an axis.
  • the finger 38 is inserted between two adjacent turns of the mainspring spring 6 to exert a substantially radial pressure on the turn located outside, under the effect of the action of the elastic return member 40.
  • the finger 38 defines and a contact region on the spring 6, by pressure on which it locks the outer turn against the drum 2, by compression, and neutralizes the portion of the spring substantially between the outer end of the spring and the contact region concerned.
  • the locking of the turn is made directly against the wall of the drum 2 when it is the last turn on which the finger 38 rests. This is in particular the case illustrated in FIG. figure 3 when the load of the mainspring is in or near its maximum value.
  • the support 24 is rotated in a manner defined by the two kinematic chains which connect it, via the satellites 14, on the one hand, to the barrel shaft and, on the other hand, to the drum.
  • the regulation mechanism comprises a differential gear having an output controlled from the movements of the shaft and the drum and arranged to drive the support 24. Also, the latter is rotated by a such that its angular position is representative of the state of charge of the mainspring spring 6.
  • the finger 38 When the spring is discharged, the finger 38 follows a spiral curve and passes progressively from one turn to the next in the direction of the barrel shaft 4.
  • the active length of the spring is minimal or almost, which makes it possible to deliver a torque at the barrel output of a value substantially equal to the value of the torque when the spring is fully loaded, in which situation the active length is maximum.
  • the support 24 rests at least indirectly on a guide surface 50 of the drum 2 to improve its stability, as is apparent from the Figures 3 and 4 .
  • the regulation mechanism which has just been described may comprise several bearing fingers 38 for distributing the load on the spring 6.
  • the elastic return member 40 may have for example the shape of a hairspring to act on all fingers 38.
  • the support 24 carrying the finger 38 is fixed with reference to the drum but that the finger itself is rotated, in a manner that depends on the state load of the spring, to act on a turn and, for example, extract a longer or shorter portion of the spring out of the drum, to neutralize it, and thus change the active length.
  • the finger would advantageously be made of a material chosen in such a way that significant friction would occur between the finger and the spring, for example rubber. It is then understood that the second connecting portion of the (external) drum spring would not be unique but rather that it would move along the spring as a function of the state of charge of the latter.
  • the finger 38 it is also possible, as an alternative to the embodiment described, for the finger 38 to undergo a pressure force exerted by the elastic member oriented towards the barrel shaft 4, to neutralize the portion of the spring situated between its internal end. and the corresponding contact region.
  • a mechanical power source for a watch movement comprising a control mechanism arranged to control the active length of the mainspring depending on its state of charge, without departing from the scope of the invention.

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Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne une source d'énergie mécanique, pour mouvement horloger, comportant
    un barillet comprenant un arbre et un tambour, coaxiaux et libres de tourner l'un par rapport à l'autre, le tambour logeant un ressort agencé en spirale autour de l'arbre et présentant une première portion de liaison reliée à l'arbre et une seconde portion de liaison reliée au tambour, le barillet comprenant
    • un organe d'entrée destiné à être agencé en prise avec un mécanisme de remontage du mouvement horloger pour permettre de charger le ressort,
    • un organe de sortie destiné à être agencé en prise avec un mobile du mouvement horloger pour permettre au ressort de libérer son énergie dans le mouvement horloger, sous la forme d'un couple de sortie.
    Etat de la technique
  • Des sources d'énergie mécanique de ce type sont bien connues dans le domaine de l'horlogerie.
  • Un problème reconnu qui est associé à l'utilisation d'un ressort de barillet réside dans le fait que le couple de sortie qu'il délivre au mouvement horloger dépend généralement de son état de charge. Or, les performances chronométriques d'un mouvement horloger dépendent en grande partie du couple délivré par le barillet.
  • Ainsi, de nombreux développements ont déjà été effectués pour tenter soit de minimiser l'impact de la variation du couple délivré par le barillet sur le fonctionnement de la base de temps du mouvement horloger, soit de rendre ce couple le plus constant possible.
  • La première approche a notamment permis le développement de mouvements horlogers du type à force constante ou à remontoir d'égalité. Toutefois, ces mouvements horlogers sont difficiles à mettre au point et donc coûteux, ce qui en limite l'utilisation dans des pièces de très haut de gamme. En outre, les mécanismes correspondants sont souvent délicats et leur fiabilité peut rapidement être mise à mal notamment en cas de choc.
  • Aussi, la Demanderesse a effectué des recherches pour mettre au point une solution relevant plutôt de la seconde approche mentionnée ci-dessus.
  • Cette seconde approche a déjà conduit à différents types de solutions par le passé.
  • On connaît d'une part des constructions dans lesquelles un travail a été réalisé sur le barillet et son ressort pour tenter de réduire autant que possible les variations de couple en sortie de barillet. A titre d'exemple, la demande de brevet CH704576A2 divulgue un mode de pliage particulier d'un ressort de barillet permettant de limiter les variations du couple délivré par le barillet correspondant en fonction de l'état de charge du ressort. D'autres solutions connues (et reprises dans le document précité) portent sur la fabrication d'un ressort de barillet dont la section transversale est variable pour prendre en compte la modification de ses propriétés mécaniques en fonction de son état de charge.
  • La présente invention concerne toutefois une solution alternative à celle qui vient d'être décrite. En effet, la source d'énergie mécanique selon l'invention comporte avantageusement un mécanisme de régulation du couple de sortie agencé pour en limiter les variations dans une plage d'utilisation prédéfinie en termes d'état de charge du ressort de barillet.
  • Des constructions présentant de telles caractéristiques ont également déjà été développées, pour réduire les variations du couple délivré au mouvement horloger par le barillet, en couplant un mécanisme de compensation du couple délivré directement à la sortie du barillet. A titre d'exemple, chacune des demandes de brevet WO2012/168443A2 et EP1914604A1 divulgue un mécanisme de compensation agencé en sortie de barillet et permettant de compenser les variations du couple sortant du barillet afin de délivrer un couple sensiblement constant au mouvement horloger.
  • Les brevets CH287276 et US167,372 divulguent d'autres constructions de barillets destinées à limiter les variations du couple délivré, par action directe sur le ressort de barillet.
  • On notera également l'enseignement de la demande de brevet EP2515185A1 qui part du principe que le barillet traditionnel ne peut pas permettre d'obtenir le couple constant souhaité. Ainsi, ce document divulgue la construction d'une source d'énergie mécanique comprenant un arbre et une couronne coaxiaux et libres de tourner l'un par rapport à l'autre, un ressort réalisé sous la forme d'une poutre déformable de manière élastique étant logé à l'intérieur de la couronne. Cette construction comporte un organe d'entrée agencé en prise avec un mécanisme de remontage du ressort et un organe de sortie agencé en prise avec un mobile d'un mouvement horloger pour permettre au ressort de libérer son énergie dans le mouvement horloger sous la forme d'un couple de sortie sensiblement constant. L'un de ces organes coopère avec l'arbre et l'autre avec la couronne. Pour réguler la valeur du couple délivré, la construction comprend également un mécanisme de régulation du couple de sortie agencé pour agir sur le ressort et en faire varier la longueur active en fonction de son état de charge.
    • Divulgation de l'invention
  • Un but principal de la présente invention est de proposer une construction alternative d'une source d'énergie mécanique du type qui vient d'être décrit, comprenant un mécanisme de régulation permettant de réduire autant que possible les variations du couple sortant directement du barillet lorsque l'état de charge du ressort de barillet varie entre ses valeurs minimale et maximale. En agissant directement sur le barillet lui-même, il n'y a aucun besoin de rajouter un mécanisme de compensation à la sortie du barillet. De préférence, on accomplit ce but en limitant l'impact en termes d'encombrement global de la source d'énergie, notamment par limitation du nombre de composants supplémentaires nécessaires à l'extérieur du barillet.
  • A cet effet, la présente invention concerne plus particulièrement une source d'énergie mécanique, pour mouvement horloger, du type mentionné plus haut, caractérisée par le fait que la source d'énergie mécanique comprend un mécanisme de régulation incluant un organe de contrôle agencé pour coopérer avec le ressort et en définir une longueur active variable en fonction de l'état de charge du ressort de barillet afin de limiter la variation du couple de sortie en référence à la variation de couple constatée avec un barillet équivalent de construction conventionnelle.
  • Grâce à ces caractéristiques, la valeur de la longueur active du ressort de barillet est définie en permanence comme une fonction de l'état de charge du ressort, pour réguler la valeur du couple délivré au mouvement horloger, de telle manière que, dans le meilleur des cas, cette valeur reste sensiblement constante quel que soit l'état de charge du ressort de barillet.
  • Suivant un mode de réalisation préféré, le mécanisme de régulation comprend un support portant l'organe de contrôle et présentant une première liaison cinématique avec le tambour et une deuxième liaison cinématique avec l'arbre, de telle manière que sa position en référence aux portions de liaison du ressort varie en fonction de l'état de charge du ressort.
  • Le support est préférablement agencé pour être mobile en rotation, en référence au barillet, en étant coaxial à l'arbre et au tambour. Dans ce cas, le support peut avantageusement être pivoté au moins indirectement sur l'arbre.
  • Suivant une variante de réalisation préférée, l'organe de contrôle est agencé sur le support de telle manière qu'il soit susceptible de se déplacer suivant une direction sensiblement radiale en référence au support. En outre, l'organe de contrôle comporte avantageusement un doigt agencé entre deux spires du ressort pour exercer une pression sensiblement radiale sur l'une des deux spires, sous l'effet de l'action d'un organe élastique et de manière à définir une région de contact, pour verrouiller la spire contre le tambour par compression, et neutraliser une portion du ressort sensiblement comprise entre la seconde portion de liaison et la région de contact.
  • En ce qui concerne l'entraînement du support, on peut prévoir que le mécanisme de régulation comporte au moins un satellite monté pivotant sur le tambour et comprenant une première roue, agencée en prise avec une roue solaire solidaire de l'arbre, ainsi qu'une deuxième roue, agencée en prise avec une roue dentée solidaire du support, les première et deuxième roues étant solidaires en rotation.
  • Le support peut alors avantageusement présenter la forme d'un disque agencé libre de pivoter sur l'arbre et de manière à être guidé par une surface de guidage du tambour.
  • La présente invention concerne également un mouvement horloger comportant une source d'énergie mécanique présentant les caractéristiques qui viennent d'être exposées, ainsi qu'une pièce d'horlogerie munie d'un tel mouvement horloger.
    • Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels:
    • la figure 1 représente une vue de dessus en perspective simplifiée illustrant des détails de construction d'une source d'énergie mécanique pour mouvement horloger selon un mode de réalisation préféré de l'invention;
    • la figure 2 représente une vue de dessus en perspective simplifiée, similaire à la vue de la figure 1, sur laquelle des détails de construction supplémentaires sont illustrés;
    • la figure 3 représente une vue en perspective et en coupe simplifiée de la source d'énergie mécanique selon le mode de réalisation préféré partiellement illustré sur la figure 1, dans un premier état de fonctionnement, et
    • la figure 4 représente une vue en perspective et en coupe simplifiée similaire à la vue de la figure 3, dans un deuxième état de fonctionnement.
    Mode(s) de réalisation de l'invention
  • Les figures 1 et 2 représentent une même vue de dessus en perspective simplifiée d'une partie d'une source d'énergie mécanique selon un mode de réalisation préféré de la présente invention.
  • La source d'énergie mécanique comporte un barillet 1 présentant des éléments de bâti de type conventionnel, c'est-à-dire un tambour 2 pivoté sur un arbre 4, ces deux organes étant coaxiaux. L'arbre 4 est ici destiné à être pivoté entre deux éléments de bâti du mouvement horloger (non représenté) de manière usuelle, à titre non limitatif.
  • Le barillet 1 contient un ressort de barillet 6, agencé généralement autour de l'arbre en formant une courbe en spirale, et est fermé par un couvercle 8 (figures 3 et 4).
  • Une bonde 10 est par ailleurs engagée sur l'arbre 4 pour permettre l'assemblage d'une première portion de liaison du ressort 6 à l'arbre, typiquement son extrémité interne. De manière conventionnelle, il est également prévu d'assembler une seconde portion de liaison du ressort 6 au tambour 2, généralement son extrémité externe.
  • A titre illustratif non limitatif, l'arbre 4 remplit ici la fonction d'organe d'entrée du barillet, en étant destiné à être entraîné en rotation par un train de remontage, de manière classique, pour recharger le ressort de barillet 6. Le tambour 2 remplit le rôle d'organe de sortie, pour permettre au ressort de barillet de libérer son énergie mécanique dans le mouvement horloger par son intermédiaire, et est destiné à engrener avec un mobile du mouvement. Bien entendu, l'homme du métier pourra adapter le présent enseignement en fonction de ses propres besoins sans sortir du cadre de l'invention, notamment en inversant les fonctions d'entrée et de sortie tel qu'elles sont attribuées ici à l'arbre et au tambour.
  • La source d'énergie mécanique selon la présente invention comprend en outre un mécanisme de régulation du couple délivré par le barillet au mouvement horloger.
  • De manière générale, le couple d'un ressort spiral en flexion dépend de son module d'élasticité (E), de son moment quadratique (e3, h), de sa longueur (L) et de son angle d'armage (θ), c'est-à-dire l'angle séparant ses deux extrémités l'une de l'autre (les deux portions de liaison du ressort ici), et répond à la relation suivante: C θ = E ⋅ e 3 ⋅ h 12 ⋅ L ⋅ θ
    Figure imgb0001
  • La Demanderesse a cherché une solution pour prendre en compte la variation de l'angle d'armage au cours du temps et réguler la valeur du couple délivré en conséquence, de telle manière que cette dernière reste la plus constante possible, en tout cas de telle manière qu'elle présente une variation limitée en référence à la variation constatée avec un barillet équivalent de construction conventionnelle.
  • A cet effet, la Demanderesse a développé une construction comportant un mécanisme de régulation faisant varier la longueur active du ressort de barillet 6 en fonction de son état de charge, autrement dit, de telle manière que L devient dépendant de θ pour maintenir généralement constante la valeur de C présentée ci-dessus. On obtient ainsi la nouvelle relation suivante, valable pour la source d'énergie selon la présente invention: C θ = E ⋅ e 3 ⋅ h 12 ⋅ θ L θ
    Figure imgb0002
     dans laquelle le rapport θ L θ
    Figure imgb0003
     est sensiblement constant.
  • Selon le mode de réalisation illustré, le mécanisme de régulation comprend des composants permettant de mesurer l'état de charge du ressort de barillet 6, visibles sur la figure 1.
  • Plus précisément, le mécanisme de régulation comprend une roue solaire 12 solidaire en rotation de l'arbre 4. On peut avantageusement prévoir que la roue solaire 12 soit assemblée à friction sur l'arbre 4, de telle manière qu'elle ne soit pas entraînée par l'arbre lorsque le remontage est actionné alors que le ressort est déjà dans son état de charge maximale. Alternativement, un débrayage peut aussi être envisagé ailleurs dans le train de remontage.
  • On relèvera le fait que si des barillets communément dénommés "un tour" sont connus, les barillets typiques utilisés actuellement sont réalisés avec une amplitude d'armage s'étendant sur plusieurs tours (le plus souvent sur huit tours). En tout état de cause, la mise en oeuvre de la présente invention n'est pas limitée par cette amplitude d'armage. L'homme du métier pourra adapter le présent enseignement sans difficulté particulière en fonction de ses propres besoins sans sortir du cadre de l'invention.
  • En outre, le mécanisme de régulation comprend deux satellites 14 montés libres en rotation sur le tambour 2 et dont chacun comporte des première et deuxième roues 16, 18 solidaires en rotation (les premières roues 16 étant visibles sur les coupes des figures 3 et 4). La première roue 16 de chaque satellite 14 est agencée en prise avec la roue solaire 12, tandis que la deuxième roue 18 de chaque satellite 14 est agencée en prise avec la denture interne d'une roue périphérique 20 en forme de couronne.
  • Ainsi, la roue périphérique 20 est entraînée en rotation dans un premier sens lorsque le ressort de barillet se charge et dans le sens opposé lorsque le ressort de barillet se décharge, ce qui la rend apte à constituer un indicateur de l'état de charge du ressort.
  • Le rapport k de démultiplication de ce train de rouage permet de gérer la vitesse de rotation de la roue périphérique par rapport à la roue solaire (et donc la vitesse de rotation du mobile par rapport à la vitesse de de charge/décharge du ressort).
  • La roue périphérique 20 présente une pluralité d'encoches 22 à sa périphérie externe pour assurer l'indexation angulaire d'un support 24, illustré sur les figures 2, 3 et 4, dont des organes de positionnement 26 de forme complémentaire aux encoches assurent que la roue 20 et le support 24 sont solidaires en rotation.
  • Le support 24 présente la forme générale d'un disque dans lequel un évidement 30 est ménagé, dans la direction de son épaisseur, sur une superficie représentant ici un peu moins d'un quart de sa surface totale, à titre illustratif non limitatif.
  • Le support 24 porte un organe de contrôle 32 de la longueur active du ressort de barillet 6, agencé dans l'évidement 30.
  • L'organe 32 comprend une base allongée 34 portant une patte de guidage 36 à une première extrémité et un doigt 38, sensiblement parallèle à l'arbre de barillet 4 et dont la fonction sera exposée plus loin, à proximité de sa seconde extrémité.
  • Par ailleurs, un organe élastique de rappel 40 est également agencé dans l'évidement 30 pour exercer une force de pression sur l'organe de contrôle 32, tendant à le repousser ici en direction de la paroi du tambour 2.
  • Une plaque 42 en forme générale de disque recouvre le support 24 pour définir un chemin de guidage pour l'organe de contrôle 32. A cet effet, le support 24 présente également une ouverture 44 allongée s'étendant suivant une direction sensiblement radiale, dont la largeur est inférieure à celle de la patte de guidage 36. On comprend alors que l'organe de contrôle 32 est enfermé entre le support 24 et la plaque 42 de telle manière qu'il ne peut présenter qu'un mouvement de translation sensiblement radiale. La plaque 42 est rendue solidaire du support 24 de toute manière adaptée, ici préférablement par mise en place de vis dans des trous 46.
  • Les figures 3 et 4 représentent partiellement la source d'énergie mécanique qui vient d'être décrite dans des vues similaires, en perspective et en coupe, le ressort de barillet 6 étant visible.
  • La figure 3 illustre la source d'énergie mécanique alors que le ressort de barillet 6 est dans ou proche de son état de charge maximale, tandis que la figure 4 l'illustre alors que le ressort de barillet 6 est proche de son état de charge minimale.
  • Le doigt 38 est réalisé en un matériau tel qu'il peut glisser le long du ressort de barillet 6 avec peu de frottements. Il peut être en tout matériau adapté, par exemple en acier revêtu d'ADLC, sans sortir du cadre de la présente invention. Dans une autre réalisation, cette fonction peut être réalisée par un galet pivotant sur un axe.
  • Le doigt 38 est inséré entre deux spires adjacentes du ressort de barillet 6 pour exercer une pression sensiblement radiale sur la spire située à l'extérieur, sous l'effet de l'action de l'organe élastique de rappel 40. Le doigt 38 définit ainsi une région de contact sur le ressort 6, par pression sur laquelle il verrouille la spire extérieure contre le tambour 2, par compression, et neutralise la portion du ressort sensiblement comprise entre l'extrémité externe du ressort et la région de contact concernée.
  • Le verrouillage de la spire est réalisé directement contre la paroi du tambour 2 lorsqu'il s'agit de la dernière spire sur laquelle s'appuie le doigt 38. Il s'agit en particulier du cas illustré sur la figure 3, lorsque la charge du ressort de barillet est dans ou proche de sa valeur maximale.
  • Autrement, le support 24 est entraîné en rotation d'une manière définie par les deux chaînes cinématiques qui le lient, par l'intermédiaire des satellites 14, d'une part, à l'arbre de barillet et, d'autre part, au tambour. Comme mentionné plus haut, le mécanisme de régulation comporte un engrenage différentiel présentant une sortie commandée à partir des déplacements de l'arbre et du tambour et agencée pour assurer l'entraînement du support 24. Aussi, ce dernier est entraîné en rotation d'une manière telle que sa position angulaire est représentative de l'état de charge du ressort de barillet 6.
  • Lorsque le ressort se décharge, le doigt 38 suit une courbe en spirale et passe progressivement d'une spire à la suivante en direction de l'arbre de barillet 4.
  • Finalement, lorsque le ressort est quasiment complètement déchargé, comme illustré sur la figure 4, quasiment toutes les spires sont collées les unes aux autres en étant comprimées contre la paroi du tambour 2 par le doigt 38.
  • Dans ce cas, la longueur active du ressort est minimale ou presque, ce qui permet de délivrer un couple en sortie de barillet de valeur sensiblement égale à la valeur du couple lorsque le ressort est complètement chargé, situation dans laquelle la longueur active est maximale.
  • On obtient ainsi un mécanisme de régulation grâce auquel le couple délivré au mouvement horloger présente une variation limitée en référence à la variation de couple constatée avec un barillet équivalent de construction conventionnelle, voire est sensiblement constant sur toute la plage d'utilisation du ressort de barillet, en termes de charge, dans le meilleur des cas.
  • On notera que la construction selon le mode de réalisation préféré qui vient d'être décrit permet d'obtenir une source d'énergie mécanique améliorée, tout en limitant autant que possible l'impact en termes d'encombrement global de la source d'énergie.
  • On notera encore qu'une modification du rapport k de démultiplication du train de rouage épicycloïdal agencé à l'intérieur du barillet permet, en pratique, de modifier légèrement l'allure de la courbe de décharge du barillet, et donc la variation effective du couple sur la plage d'utilisation du ressort de barillet.
  • Par ailleurs, on peut avantageusement prévoir que le support 24 repose au moins indirectement sur une surface de guidage 50 du tambour 2 pour améliorer sa stabilité, tel que cela ressort des figures 3 et 4.
  • Selon une variante, le mécanisme de régulation qui vient d'être décrit peut comprendre plusieurs doigts d'appui 38 pour répartir la charge sur le ressort 6. Dans ce cas, l'organe élastique de rappel 40 peut avoir par exemple la forme d'un spiral afin d'agir sur tous les doigts 38.
  • De manière générale, la source d'énergie mécanique telle qu'elle vient d'être décrite peut être combinée à des solutions complémentaires déjà connues sans sortir du cadre de l'invention, comme par exemple la réalisation d'un ressort de barillet de section variable ou encore avec un mode de pliage particulier, tel que mentionné dans la partie relative à l'art antérieur.
  • La description qui précède s'attache à décrire un mode de réalisation particulier à titre d'illustration non limitative et, l'invention n'est pas limitée à la mise en oeuvre de certaines caractéristiques particulières qui viennent d'être décrites, comme par exemple les formes ou le mode d'implantation des composants du mécanisme de régulation dans le barillet tels qu'illustrés et décrits, voire le mode de liaison du ressort au tambour et à l'arbre. Une partie des composants peut également être agencée à l'extérieur du barillet sans sortir du cadre de l'invention.
  • En effet, on peut prévoir en alternative à ce qui a été décrit que le support 24 portant le doigt 38 est fixe en référence au tambour mais que le doigt lui-même est entraîné en rotation, d'une manière qui dépendrait de l'état de charge du ressort, pour agir sur une spire et, par exemple, extraire une portion plus ou moins longue du ressort hors du tambour, pour la neutraliser, et modifier ainsi la longueur active. Dans ce cas, le doigt serait avantageusement réalisé en un matériau choisi de telle manière que des frottements importants surviendraient entre le doigt et le ressort, par exemple du caoutchouc. On comprend alors que la seconde portion de liaison du ressort au tambour (externe) ne serait pas unique mais plutôt qu'elle se déplacerait le long du ressort en fonction de l'état de charge de ce dernier.
  • On peut également prévoir, en alternative au mode de réalisation décrit, que le doigt 38 subit une force de pression exercée par l'organe élastique orientée en direction de l'arbre de barillet 4, pour neutraliser la portion du ressort située entre son extrémité interne et la région de contact correspondante.
  • L'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour adapter le contenu de la présente divulgation à ses propres besoins et mettre en oeuvre une source d'énergie mécanique pour mouvement horloger comprenant un mécanisme de régulation agencé pour contrôler la longueur active du ressort de barillet en fonction de son état de charge, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (11)

  1. Source d'énergie mécanique, pour mouvement horloger, comportant un barillet (1) comprenant un arbre (4) et un tambour (2), coaxiaux et libres de tourner l'un par rapport à l'autre, ledit tambour (2) logeant un ressort (6) agencé en spirale autour dudit arbre (4) et présentant une première portion de liaison reliée audit arbre (4) et une seconde portion de liaison reliée audit tambour (2), ledit barillet (1) comprenant
    - un organe d'entrée destiné à être agencé en prise avec un mécanisme de remontage du mouvement horloger pour permettre de charger ledit ressort (6),
    - un organe de sortie destiné à être agencé en prise avec un mobile du mouvement horloger pour permettre audit ressort (6) de libérer son énergie dans le mouvement horloger, sous la forme d'un couple de sortie,
    la source d'énergie comportant en outre un mécanisme de régulation incluant un organe de contrôle (32) agencé pour coopérer avec ledit ressort (6) et en définir une longueur active variable en fonction de l'état de charge du ressort de barillet afin de limiter la variation du couple de sortie.
  2. Source d'énergie mécanique selon la revendication 1, comportant un support (24) portant ledit organe de contrôle (32) et présentant une première liaison cinématique avec ledit tambour (2) et une deuxième liaison cinématique avec ledit arbre (4), de telle manière que sa position en référence auxdites première et seconde portions de liaison dudit ressort (6) varie en fonction de l'état de charge dudit ressort (6).
  3. Source d'énergie selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit support (24) est agencé pour être mobile en rotation, en référence audit barillet (1), en étant coaxial audit arbre (4) et audit tambour (2).
  4. Source d'énergie selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que ledit support (24) est pivoté au moins indirectement sur ledit arbre (4).
  5. Source d'énergie selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que
    ledit organe de contrôle (32) est agencé sur ledit support (24) de telle manière qu'il soit susceptible de se déplacer suivant une direction sensiblement radiale en référence audit support (24) et,
    en ce que ledit organe de contrôle (32) comporte au moins un doigt (38) agencé entre deux spires dudit ressort (6) pour exercer une pression sensiblement radiale sur l'une desdites deux spires, sous l'effet de l'action d'un organe élastique (40) et de manière à définir au moins une région de contact, pour verrouiller ladite spire contre ledit tambour (2), par compression, et neutraliser une portion dudit ressort (6) sensiblement comprise entre ladite seconde portion de liaison et ladite région de contact.
  6. Source d'énergie selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisée en ce que ledit mécanisme de régulation comporte un engrenage différentiel (12, 14, 16, 18, 20) présentant une sortie (20) commandée à partir des déplacements dudit arbre (4) et dudit tambour (2) et agencée pour assurer l'entraînement dudit support (24).
  7. Source d'énergie selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit mécanisme de régulation comporte au moins un satellite (14) monté pivotant sur ledit tambour (2) et comprenant une première roue (16) agencée en prise avec une roue solaire (12) solidaire dudit arbre (4) ainsi qu'une deuxième roue (18) agencée en prise avec une roue dentée (20) solidaire en rotation dudit support (24), lesdites première et deuxième roues (16, 18) étant solidaires l'une de l'autre en rotation.
  8. Source d'énergie mécanique selon la revendication 7, caractérisée en ce que ledit support (24) présente la forme d'un disque agencé libre de pivoter sur ledit arbre (4) et de manière à être guidé par une surface de guidage (50) dudit tambour (2).
  9. Source d'énergie mécanique selon les revendications 7 et 8, caractérisée en ce que ladite roue dentée (20) solidaire dudit support (24) présente une denture interne agencée en prise avec ladite deuxième roue (18).
  10. Mouvement horloger (1) comportant une source d'énergie mécanique selon l'une des revendications 1 à 9.
  11. Pièce d'horlogerie comportant un mouvement horloger selon la revendication 10.
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