EP3619579A1 - Dispositif horloger a organe de positionnement. - Google Patents

Dispositif horloger a organe de positionnement.

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EP3619579A1
EP3619579A1 EP18723605.4A EP18723605A EP3619579A1 EP 3619579 A1 EP3619579 A1 EP 3619579A1 EP 18723605 A EP18723605 A EP 18723605A EP 3619579 A1 EP3619579 A1 EP 3619579A1
Authority
EP
European Patent Office
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positioning member
support
elastic
wheel
engagement
Prior art date
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Application number
EP18723605.4A
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German (de)
English (en)
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EP3619579B1 (fr
Inventor
Jean-Baptiste LE BRIS
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Patek Philippe SA Geneve
Original Assignee
Patek Philippe SA Geneve
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Filing date
Publication date
Application filed by Patek Philippe SA Geneve filed Critical Patek Philippe SA Geneve
Publication of EP3619579A1 publication Critical patent/EP3619579A1/fr
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B11/00—Click devices; Stop clicks; Clutches
    • G04B11/02—Devices allowing the motion of a rotatable part in only one direction
    • G04B11/022—Devices allowing the motion of a rotatable part in only one direction with a ratchet which makes contact with the rotating member by means of teeth
    • 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
    • G04B11/00—Click devices; Stop clicks; Clutches
    • 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
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    • G04B11/02—Devices allowing the motion of a rotatable part in only one direction
    • G04B11/022—Devices allowing the motion of a rotatable part in only one direction with a ratchet which makes contact with the rotating member by means of teeth
    • G04B11/024—Devices allowing the motion of a rotatable part in only one direction with a ratchet which makes contact with the rotating member by means of teeth rotatable about a fixed axis by means of spring action

Definitions

  • the invention relates to a clock device including a positioning member such as a jumper or a pawl.
  • a jumper is an organ, usually a lever, terminated by two inclined planes which support between the tips of two consecutive teeth of a wheel, also called star, under the action of a spring, to maintain it in a certain angular position .
  • the teeth lift the jumper which then falls between two other teeth.
  • a jumper allows the movement of the wheel in both directions.
  • a pawl is an organ, usually a lever, provided with a spout which enters the toothing of a wheel under the action of a spring to maintain it in a certain angular position.
  • the teeth When the wheel in question is actuated in a specific direction, the teeth lift the ratchet which then falls between two other teeth. In the other direction, the pawl prevents the wheel from turning by the shape of its nose and / or the teeth of the wheel.
  • jumpers and ratchets are built on the basis of leaf springs working in flexion.
  • the moment of force exerted on the wheel is necessary to keep it in position.
  • the moment of force required for the rotation of a pitch of the wheel must overcome the resistance exerted by the jumper or the pawl, which leads to a certain consumption of energy.
  • the moment of force required to initiate the rotation of the wheel should not be too low.
  • the maximum resistance exerted by the jumper or the ratchet when rotating a step of the wheel does not exceed a certain value so that the wheel is able to overcome it, otherwise the mechanism watchmaker could hang.
  • the aim of the invention is to propose a watchmaking device comprising a toothed component and a positioning member, said positioning member ensuring a good positional retention of the toothed component while at the same time reducing or even eliminating any peak in power consumption during operation. advancement of a pitch of said toothed component.
  • the invention proposes a device according to claim 1.
  • the invention also proposes a timepiece such as a wristwatch or a pocket watch comprising such a watch device.
  • FIG. 1 is a top view of a clock device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 1 is a top view of a positioning member of the clock device of Figure 1;
  • FIG. 3 is a schematic graphical representation of the moment of elastic return exerted in the positioning member of the clock device of FIG. 1;
  • FIG. 4 represents the coordinates of points defining a particular shape of an elastic blade of the positioning member of the clock device of FIG. 1;
  • FIGS. 5a and 5b are graphical representations of the elastic return moment exerted in a positioning member of the clock device of FIG. 1 comprising elastic blades having the shape as represented in FIG. 4;
  • FIG. 6 is a graphical representation of the moment of force measured on a toothed wheel of the clock device of FIG. 1 during its rotation of a step
  • Figure 7 is a top view of a watch device incorporating a jumper according to the prior art
  • Figure 8 shows, in top view, a variant of the positioning member of the clock device of Figure 1;
  • Figure 9 shows, in top view, another variant of the positioning member of the clock device of Figure 1;
  • Figures 10a and 10b are views respectively from below and from above of another variant of the positioning member of the clock device of Figure 1;
  • Figure 1 1 is a top view of a clock device according to a second embodiment of the invention.
  • Figure 12 is a top view of a positioning member of the clock device of Figure 1 1;
  • Figure 13 is a graphical representation of the elastic restoring force exerted in the positioning member of the clock device of Figure 1 1;
  • FIG. 14 is a graphical representation of the moment of force measured on a toothed wheel of the watch device of FIG. 11 when it is rotating one step;
  • Figure 15 shows, in top view, a variant of the positioning member of the clock device of Figure 1 1;
  • FIG. 16 is a graphical representation of the moment of force measured on the toothed wheel of the clock device of FIG. 11, in which the positioning member corresponds to the variant illustrated in FIG. 15, during its rotation of a step;
  • FIG. 17 shows, in top view, another variant of the positioning member of the clock device of Figure 1 1;
  • FIG. 18 is a graphical representation of the moment of force measured on the toothed wheel of the device of FIG. 1 1 in which the positioning member corresponds to the variant illustrated in FIG. 17, during its rotation of a step;
  • FIG. 19a shows, in top view, another variant of the positioning member of the clock device of Figure 1 1;
  • Figure 19b shows a portion of the positioning member shown in Figure 19a
  • FIG. 25 shows, in perspective, another variant of the positioning member of the clock device of Figure 1 1;
  • a clock device 1 intended to form part of a watch mechanism such as a movement or an additional mechanism to the movement, comprises a wheel 1 1 comprising a toothing 1 1 1, and a positioning member 10.
  • the toothing 1 1 1 is typically a toothing with truncated teeth.
  • the positioning member 10 shown in Figure 1 is a pawl. It keeps the wheel 1 1 in position and allows its rotation only in the counter-clockwise direction, as indicated by the arrow B.
  • the wheel 11 is typically a toothed wheel carrying, driving or forming a display member, such as a disk, a pointer or a display crown. Alternatively, it may also be for example a column wheel, a barrel or ratchet ratchet, a winding wheel, or any type of gear wheel traditionally positioned by a pawl. It is typically other than an escape wheel.
  • the positioning member 10 comprises an engagement member 15, a support 12 and a resilient member 14 connecting the engagement member 15 to the support 12.
  • the elastic member 14 typically comprises a plurality of blades distributed resiliently, preferably uniformly around the support 12. These resilient blades 14 connect the support 12 to the engagement member 15 which is itself engaged in the toothing 1 1 1 of the wheel 1 1 to position.
  • the positioning member 10 shown in FIGS. 1 and 2 further comprises a serge 13 in the form of a closed circle carrying the engagement element 15 and forming the connection between the latter and the elastic member 14.
  • the support 12 is fixed on a fixed or movable frame 100, on which is also mounted the wheel 1 1, said frame 100 typically comprising the plate carrying the clock mechanism.
  • the serge 13 and the engagement element 15 integral with it are guided in rotation relative to the support 12 by the elastic blades 14.
  • the engagement element 15 takes the form of a radial projection defining two inclined planes forming an angle of 120 ° between them and preferably pointing towards the center of the wheel January 1.
  • the set of elastic blades 14 exerts a return moment tending to pivot the serge 13 around the support 12 in the counterclockwise direction of FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 2 represents, for the understanding of the invention, the isolated positioning member 10, that is to say free of any interaction with the abutment 16 or with the wheel 1 1.
  • the positioning member 10 Due to the shape of its elastic blades 14, the positioning member 10 has a preferred direction of rotation of its serge 13, and therefore of its engagement element 15, with respect to its support 12, this sense being defined as the one which, from a state of rest of said isolated positioning member 10 in which all its elastic blades 14 are at rest, the largest relative angular displacement of the engagement element 15 with respect to the support 12.
  • arrow A shown in Figures 1 and 2 illustrates this preferred direction of rotation of the engagement member 15 relative to the support 12; this meaning corresponds to the clockwise direction in these figures.
  • FIG. 3 illustrates the evolution ⁇ ( ⁇ ) of the elastic return moment exerted by the set of elastic blades 14 in the insulated positioning member 10 as a function of the angular position ⁇ of the engagement element 15 with respect to to the support 12.
  • the elastic return moment increases rapidly with the angular position ⁇ ; - Beyond this first value ⁇ 1, the positioning member 1 0 is in a substantially stable phase. Indeed, between this first value ⁇ 1 and a second value ⁇ 2, the elastic return moment is substantially constant with respect to the angular position ⁇ .
  • substantially constant moment is meant a moment not varying by more than 10%, preferably 5%, more preferably 3%, it being understood that this percentage may be further decreased.
  • Mmin and Mmax respectively are the values of the minimum and maximum moments exerted in the positioning member 1 0 isolated over a given range [ ⁇ 1, ⁇ 2] of angular positions of the engagement element 1 5 with respect to the support.
  • the elastic return moment exerted by the set of spring blades 14 in the isolated positioning member 1 0, however, locally reaches a maximum for an angular position Q a , then decreases in the range of angular positions between the values Q a and 0b, where 0a and 0b are between ⁇ 1 and ⁇ 2;
  • the isolated positioning member 1 0 having a curve ⁇ ( ⁇ ) of the type of that shown in Figure 3 differs from conventional elastic structures. Its properties are based on a sinuous shape of its elastic blades 1 4 which deform to generate a moment of elastic return substantially constant (the curve ⁇ ( ⁇ ) has a plateau between ⁇ 1 and ⁇ 2) over a predetermined range of angular positions of its engagement element 15 with respect to its support 12. Obtaining such elastic blades requires a specific and parameterized design .
  • the topological optimization referred to in the above article uses parametric polynomial curves such as Bezier curves to determine the geometric shape of the elastic strips 14.
  • each of the elastic blades 14 of the positioning member 10 is a Bezier curve whose control points have been optimized to take into account, in particular, the dimensions of the positioning member 10 to be designed as well as a stress "(Mmax-Mmin) / ((Mmax + Mmin) / 2) ⁇ 0.05".
  • the inequation "(Mmax-Mmin) / ((Mmax + Mmin) / 2) ⁇ 0.05" corresponds to a constancy of the elastic return moment of 5% over an angular range.
  • the set of elastic blades 14 of the positioning member 10 of the device 1 is designed, in particular by its shape, to exert, in this member 10, a substantially constant elastic return moment (constancy of 5%) over a range of angular positions of the seam 13 and the engagement member 15 with respect to the support 12 by at least 10 °, preferably at least 15 °, more preferably at least 20 °. More specifically, the geometric shape of each of the elastic blades 14 of the positioning member 10 is defined by the set of points
  • Qix and Qiy are respectively the x and y coordinates of the control points Qi.
  • this positioning member 10 is designed a particular positioning member comprising four elastic blades evenly distributed around the support 12.
  • the dimensions of this positioning member 10 are as follows:
  • control points Qo, Qi, Q2, Cb, G, Q5, ⁇ 6 were used.
  • the coordinates of these control points are shown in Table 1 below.
  • Table 1 Coordinates of control points Qo to Qe.
  • the Bézier curve has been decomposed into two segments, a first segment corresponding to a curve of Bezier of order 4 based on control points Qo to Q3 and a second segment corresponding to a Bezier curve of order 4 based on checkpoints Q3 to ⁇ 6.
  • Table 2 Coordinates of points of passage of the optimized elastic blade.
  • the graph of FIG. 4 shows the geometry of the outer diameter of the support 12, the internal diameter of the serge 13 and one of the elastic strips 14 of the particular positioning member 10 that the Applicant has conceived, the geometry of said blade 14 being defined by a curve passing through the set of point coordinates defined in Table 2 above.
  • This graph is made in an orthonormal frame.
  • FIGS. 5a and 5b show the results of a simulation of the evolution of the elastic return moment of the particular positioning member 10 thus produced as a function of the angular position ⁇ of its engagement element 15 with respect to its support 12.
  • the stiffness of the positioning member 10, more precisely of its set of elastic blades 14, is the derivative of the function ⁇ ( ⁇ ) defined above.
  • the stiffness of the single positioning member 10 is negative.
  • the stiffness of the isolated positioning member 10 is zero at the point where the elastic return moment reaches a local maximum. In the present invention, is located within this range [Q a, Q b] or at least partially within this range.
  • the positioning member 10 is arranged so that, during the rotation of a pitch of the wheel 1 1 against the return action of the set of elastic blades 14, the element 'engagement 15 moves in a beach predetermined range of positions relative to the support 12, this range being included in the range of positions [ ⁇ , ⁇ 2] associated with the positioning member 10 and comprising at least part of the range of positions [Q a , Qb] in which the stiffness of the set of elastic blades 14 is zero or negative.
  • said predetermined range is included in the range [Qa, Qb] or constituted by the latter.
  • all of the resilient blades 14 exert an elastic return moment tending to pivot the serge 13 and the engagement element 15 that it carries around the support 12 in the direction of decreasing the angle ⁇ (counter-clockwise in Figure 1).
  • the engagement element 15 is positioned between two successive teeth of the toothing 1 1 1 of the wheel 1 1 to position now and the latter in position under the effect of the moment of return exerted by the set of elastic blades 14.
  • the angle Oarm the dimensions of the positioning member 10, in particular its diameter and the angle between the inclined planes of its engagement element 15, as well as the shape and dimensions of the toothing 1 1 1 of the wheel 1 1, are chosen so that, during the angular displacement of a pitch of the wheel 1 1, the engagement element 15 moves angularly relative to the support 12 in the range of positions [ ⁇ 1, ⁇ 2] and at least partly in the range of positions [Qa, Qb].
  • Oarm is therefore between ⁇ 1 and ⁇ 2 and preferably about equal to Q a .
  • the choice of the angle Oarm defines the lower limit of the predetermined range of positions in which the engagement element 15 moves during the rotation. one step of the wheel 1 1.
  • the dimensions of the positioning member 10, in particular its diameter and the angle between the inclined planes of its engagement element 15 as well as the shape and dimensions of the toothing 1 1 1 of the toothed wheel 1 1, define to them, the upper bound of this range of positions.
  • FIG. 6 shows the results of measurements of the moment of force taken up on the wheel 1 1 of the device 1 as a function of its angular displacement, during a rotation of an angle a corresponding to a pitch of the wheel 1 1 in the direction of arrow B.
  • the same toothed wheel 1 1, 71 has been positioned either with the positioning member 10 of the device 1 according to the first embodiment of the invention (curve ci), or with a jumper 70 using a spring 74 with traditional positive stiffness (curve co) as represented in FIG. 7.
  • the device 7 comprising a jumper 70 of the studied prior art (curve c 0) comprises an engagement element 75 engaged in the toothing 71 1 of a toothed wheel 71.
  • This jumper 70 allows the rotation of the toothed wheel 71 in both directions (clockwise and counterclockwise respectively corresponding to the arrows G and F of Figure 7), however only the rotation in the counterclockwise direction (arrow F) was studied here .
  • the angle increases with the rotation of the wheel 1 1 (curve ci) or 71 (curve co) respectively in the direction of the arrow B ( Figure 1) or the arrow F ( Figure 7).
  • the moment necessary to initiate the rotation of the wheel 1 1 or "start moment" is approximately identical in the device 1 using the positioning member 1 0 and in the device 7 using the traditional jumper 70 . It is about 0, 084 N.mm.
  • the wheel 1 1 is thus also held in position by the pawl consisting of the positioning member 1 0 according to the first embodiment of the invention as the traditional jumper 70.
  • a notable difference is that the use of the traditional jumper (device 7, curve co) generates a peak of operation of 0, 1 35 N.mm which increases the energy consumption and may block the mechanism if the wheel 1 1 n is not able to provide a moment of force sufficient to overcome this peak.
  • the moment necessary to turn the wheel 1 1 by one step in the case of the device 1 has, meanwhile, no peak operation .
  • it decreases constantly until reaching a value of 0.037 N.mm approximately corresponding to the time required to turn the wheel 1 1 when the engagement element 15 is opposite the truncated portion 1 1 b of the toothing 1 1 1.
  • the watch device 1 comprising a wheel 1 1 and a positioning member 10 according to the first embodiment of the invention therefore allows a reduction in the maximum instantaneous energy consumption required during the rotation of a pitch of the wheel. position relative to a traditional jumper 70 using a spring 74 with positive stiffness for holding in the equivalent position.
  • Such a watch device 1 also has the advantage of being less sensitive to linear shocks than jumpers or ratchets according to the prior art. This is due to the good balancing of its positioning member 10. This decrease in sensitivity to linear shocks can reduce the value of the start moment while maintaining good support in case of linear shocks and thus reduce overall consumption of energy during a rotation of a pitch of the toothed wheel 1 1.
  • the positioning member 10 of the device 1 according to the first embodiment of the invention is typically monolithic. It may for example be manufactured by machining, especially in the case where it is made of metal or an alloy such as Nivaflex ® , by DRIE etching in the case of silicon for example, or by molding, cutting, machining, especially in the case where it is made of plastic or metal glass.
  • the positioning member 10 may comprise only one elastic blade 14.
  • the serge 13 may also be interrupted and take the form of a circular arc, as shown in Figure 8.
  • the very structure of the positioning member 10 involves the centering of the support 12 relative to its serge 13.
  • it may comprise a centering device for reinforcing the centering of the support 12.
  • Such a device typically comprises a rigid element of junction 18, on the one hand, secured integrally to at least one zone of the serge 13 and on the other hand, positioned free in rotation about an axis 19, said axis 19 being integral with the support 12 and centered on this support 12
  • Figures 10a and 10b are views respectively from below and from above of a positioning member 10 equipped with such a centering device.
  • the positioning member 10 illustrated in FIG. 8 also comprises such a centering device.
  • the watch device 1 may comprise a positioning member of a shape different from that illustrated in FIGS. 1 and 2, it may typically comprise elastic blades of a shape different from that illustrated in FIG. Figure 4. It can in particular take a form as shown in Figure 9.
  • the positioning member 20 shown in FIG. 9 comprises a support
  • the serge 23 carrying an engagement member 25 intended to be engaged in the toothing of a toothed component to be positioned and held in this toothing under the effect of the moment of restoring exerted by all the elastic blades 24.
  • a clock device 3 according to a second embodiment of the invention comprises a wheel 31 comprising a toothing 31 1, and a positioning member 30.
  • the positioning member 30 is here a jumper. It maintains in position the wheel 31 and allows its rotation in both directions, clockwise and anticlockwise, as indicated respectively by the arrows C and D in Figure 1 1.
  • the wheel 31 is typically a toothed wheel carrying, driving or forming a display member such as a disk, a pointer or a display crown. Alternatively, it may also be for example a column wheel or any type of gear wheel traditionally positioned by a jumper. It is typically other than an escape wheel.
  • the positioning member 30 comprises a rigid element 33 movable and an elastic member 34 connecting the latter to a rigid support 32.
  • the elastic member 34 typically comprises a pair of parallel elastic blades working in buckling. Each of these blades 34 is interrupted in its central part by the rigid element 33 and has its two ends joined to said rigid support 32.
  • the support 32 is fixed on a frame 300 on which is also mounted the wheel 31 and the rigid element 33 is movable relative to the support 32.
  • the frame 300 can be fixed or movable and typically comprises the plate carrying the mechanism or movement watchmaker including the device 3.
  • the rigid element 33 is guided in translation by the elastic blades 34 and moves along a straight line (d) passing preferably through the center of the wheel 31. It comprises an engagement element 35 engaged in the toothing 31 1 of the wheel 31 to be positioned.
  • the engagement element 35 takes the form of a projection defining two inclined planes forming an angle of 120 ° between them and preferably pointing towards the center of the wheel 31.
  • the engagement member 35 moves with the remainder of the rigid member 33 along the straight line (d) defined above.
  • the line (d) passes through the center of the wheel 31 and the assembly comprising the elastic blades 34 and the rigid element 33 is symmetrical with respect to this line (d).
  • the pair of blades 34 is pre-armed and exerts a force tending to push the engagement element 35 against the wheel 31, as represented by the arrow E in FIG.
  • the elastic blades 34 are here preformed flambé, that is to say they are machined with a flamed shape. They could however be preformed straight and work buckling under the effect of compression of their ends. To do this, the support 32 could be split in its central portion to define two movable parts relative to each other allowing adjustment of the compression. Each of them could also be preformed in the form of two half-straight V-shaped, and flaming only under the effect of its pre-arming.
  • the displacement of the engagement element 35 in the direction opposite to the arrow E can be limited by a stop 36 forming part of the support 32.
  • Figure 12 shows, for the understanding of the invention, the isolated positioning member 30.
  • the positioning member 30 is here considered without the abutment 36 and outside the device 3, that is to say free of any interaction with the toothed wheel 31.
  • ⁇ is the position of the engagement element 35 of the positioning member 30 isolated along the straight line (d), ⁇ being equal to 0 when the engagement element 35 is as far as possible from the support 32 (in this position the flared preformed blades 34 are at rest) and increasing when the engagement element 35 approaches the support 32;
  • FIG. 13 represents the evolution F (A) of the force exerted by the engagement element 35 towards the arrow E, this force being the resultant of the forces exerted by the pair of elastic blades 34.
  • This force was measured, for each position ⁇ , by measuring the opposite force required to hold the engagement member 35 in a given position.
  • ⁇ x mm
  • the force F (A s i) is zero, that is, say that the engagement member 35 exerts no force;
  • the elastic return force increases linearly and rapidly with the position ⁇ ;
  • a negative force F (a) corresponds to a force in the opposite direction to the arrow E, the engagement element 35 is "pulled" towards the support 32;
  • the point at S 2 corresponds to a second Stable state of the positioning member 30. Indeed, in this position, the force F ( S 2) is zero, that is to say that the engagement member 35 exerts no force.
  • the insulated positioning member 30 exhibiting an evolution of the force F (a) of the type shown in FIG. 13 differs from the conventional elastic structures. Its properties are based on the ability of its elastic blades 34 to work in buckling, which allows it to behave as a bistable. Obtaining elastic blades having these properties is within the reach of those skilled in the art.
  • the Applicant has devised a particular positioning member comprising a pair of parallel resilient blades 34. With reference to FIG. 12, the dimensions of this positioning member 30 are those indicated in table 1 below:
  • Figure 13 shows an analytical model representing the evolution of the force
  • This model considers a monolithic 30 positioning member made of a cobalt based alloy, nickel and chromium, specifically Nivaflex ® 45/18 but any suitable material may be used.
  • materials such as silicon typically coated with silicon oxide, metallic glasses, mineral glasses, ceramic glasses, plastics or CK101 (non-alloy structural steel) are also suitable.
  • CK101 non-alloy structural steel
  • the stiffness of the positioning member 30 is the derivative of the function F (A) defined above.
  • the stiffness of the isolated positioning member 30 is negative. In the present invention it is placed in this range or at least partly in this range.
  • the positioning member 30 is thus arranged to force, during the rotation of a pitch of the wheel 31 against the return action of the pair of elastic blades 34, the engagement element 35 to remain in a predetermined range of positions included in the range of positions [ ⁇ 1, ⁇ 2] associated with the positioning member 30.
  • the positioning member 30 is fixed by its support 32 on the frame 300 of the mechanism so that the tip of the engagement element 35 is engaged centrally between two consecutive teeth of the gear 31 1 of the wheel 31 to position, now the latter in position under the effect of the restoring force exerted by the pair of resilient blades 34, the positioning member 30 being armed with a value to am in this position .
  • the choice of the value to arm defines the lower bound of the predetermined range of positions in which the engagement member 35 moves during the rotation. one step of the wheel 31.
  • the shape and the dimensions of the teeth of the toothing 31 1 and the angle between the inclined planes defining the engagement element 35 are chosen so that the maximum value ⁇ reached during the rotation of a pitch of the wheel 31 is less than or equal to ⁇ 2.
  • the stop 36 prevents the displacement of the engagement element 35 in the range of positions in which ⁇ is greater than ⁇ 2. This is a security to prevent the positioning member 30 from swinging to the stable state corresponding to the position S 2 of the engagement member 35 in case of shock or manipulation affecting the device 3 .
  • FIG. 14 presents the results of measurements of the moment of force noted on the wheel 31 of the device 3 as a function of its angular position ⁇ , for a rotation of the wheel 31 with an angle ⁇ corresponding to a pitch in the direction of the arrow D of FIG.
  • the device 7 comprising a jumper 70 of the prior art studied (curve co) comprises an engagement element 75 engaged in the toothing 71 1 of a wheel 71.
  • This jumper 70 allows the rotation of the wheel 71 in both directions (clockwise and counterclockwise), however, only the rotation in the counterclockwise direction (arrow F) has been studied here.
  • the angle ⁇ increases with the rotation of the wheel 31 (curve C2) or 71 (curve co) respectively in the direction of the arrow D ( Figure 1 1) or the arrow F ( Figure 7).
  • the moment necessary to initiate the rotation of the wheel 31 or "start moment” is approximately identical in the case of the use of the positioning member 30 (0.083 N.mm) and in the case of the use of the jumper 70 using a spring 74 with conventional positive stiffness (0.084 N.mm).
  • the wheel 31 is thus held in position by the jumper using the positioning member 30 according to the second embodiment of the invention as well as by the jumper 70 of the prior art.
  • a notable difference is that the use of the traditional jumper (curve co) generates a peak of 0, 135 N.mm which increases the energy consumption.
  • the time required to turn the wheel 31 of a not in the case of the positioning member 30 (C2 curve) has, meanwhile, no peak operation. On the contrary, it decreases constantly until reaching a value of almost zero, corresponding to the time required to turn the wheel 31 when the engagement element 35 is opposite the truncated portion 31b of the toothing 31 1.
  • Figure 14 shows that both the jumper according to the second embodiment of the invention shown in Figure 1 1 that the jumper 70 according to the prior art allow the repositioning of the toothed wheel 31, 71 to be positioned.
  • the watch device 3 comprising a wheel 31 and a positioning member 30 according to the second embodiment of the invention makes it possible to reduce the maximum instantaneous energy consumption required during the rotation of a pitch of the wheel to be positioned by compared to a traditional jumper 70 using a spring 74 to positive stiffness for holding in the equivalent position.
  • the energy consumption is lower in the case of the use of the positioning member 30 than in the case of the use a jumper 70 according to art prior.
  • the watch device 3 studied thus makes it possible to reduce the overall energy consumption during a rotation of a pitch of the toothed wheel 31.
  • Such a watch device 3 also has the advantage of being less sensitive to linear shocks than jumpers or ratchets according to the prior art. This is due to the low weight of the moving parts of its positioning member 30 that are the elastic blades 34 and the engagement element 35. This low sensitivity to linear shocks can reduce the value of the start moment while retaining good support in case of linear shocks and thus further reduce the overall energy consumption during a rotation of a pitch of the gear 31.
  • the low height of the blades 34 also reduces the height of the device 3. It is thus possible to reduce the height of the timepieces comprising such devices.
  • the positioning member 30 of the device 3 according to the second embodiment of the invention is typically monolithic. It can typically be manufactured by the same methods as those described for the positioning member 10 of the device 1 according to the first embodiment of the invention.
  • the positioning member 30 is a jumper, the rotation of the wheel 31 is allowed in both directions, namely, in the direction of the arrow D but also in the direction of the arrow C ( Figure 1 1) and the curve representing the moment of force noted on the wheel 31 to be positioned according to its angular displacement in the direction opposite to that studied would be identical to the curve C2.
  • the watch device 3 may comprise a positioning member of a shape different from that illustrated in FIGS. 11 and 12. It may in particular take a shape as shown in FIG. , Figure 17, Figure 19a, Figure 20, Figure 21, Figure 22, Figure 23, Figure 24 or Figure 25.
  • FIGS. 16 and 18 represent, respectively by the curves C 3 and c 4, the moment of force necessary to rotate a toothed wheel such as the wheel 31 positioned with a positioning member respectively as represented in FIGS. 15 and 17 during the rotation of a pitch of this wheel 31, as for Figure 14.
  • Each of these figures also represents the curve co of Figure 14 for comparison.
  • the positioning member 40 shown in Fig. 15 differs from the positioning member 30 shown in Fig. 12 in that its engagement member 45 is truncated. This reduces the recoil of the engagement member 45 during the rotation of a pitch of the wheel 31 to be positioned.
  • the elements 42, 43, 44 of the variant shown in FIG. 15 respectively correspond to the elements 32, 33, 34 of the variant represented in FIG. 12.
  • the positioning member 50 shown in Figure 17 differs from the positioning member 30 shown in Figure 12 in that it further has blades 59 working in bending. This improves the repositioning of the wheel 31 by the positioning member 30 at the end of a step.
  • the elements 52, 53, 54, 55 of the variant shown in FIG. 17 respectively correspond to the elements 32, 33, 34, 35 of the variant represented in FIG. 12.
  • the positioning member 90 shown in Figure 21 differs from the positioning member 30 shown in Figure 12 in that it has a single elastic blade 94 working in buckling to replace the pair of elastic blades 34.
  • the elements 92, 93, 95 of the variant shown in Figure 21 respectively correspond to the elements 32, 33, 35 of the variant shown in Figure 12.
  • the rigid element 93 may optionally be guided along the line (d) previously defined through a guiding system including for example a finger and a groove. In the absence of such a guide system, the elastic blade 94 of the positioning member 90 does not behave like a bistable but however, has a negative stiffness over a predetermined range of positions of the engagement member 95.
  • the positioning member 1 10 shown in FIG. 22 differs from the positioning member 90 represented in FIG. 21 in that its rigid element 1 13 and therefore its engagement element 1 15 interrupt the elastic blade 1 14 outside. its central portion, in this case approximately 3/8 of the length of said blade 1 14.
  • the eccentricity of the rigid element 1 13 on the elastic blade 1 14 decreases the intensity of the force generated by the elastic member comprising this blade 1 14, however the elastic member maintains a negative stiffness over a predetermined range of positions of the engagement member 1 15 relative to the support 1 12.
  • the positioning member 120 shown in FIG. 23 is a variant of the intermediate positioning member between that represented in FIG. 12 and that represented in FIG. 21.
  • the positioning member 120 according to this variant comprises an elastic member comprising on one side of its rigid element 123 a half-blade 124a and on the other side of its rigid element 123 a pair of half-blades 124b.
  • the elements 122, 123, 125 of the variant shown in FIG. 120 respectively correspond to the elements 32, 33, 35 of the variant represented in FIG. 12.
  • the positioning member 130 shown in FIG. 24 differs from the positioning member 90 represented in FIG. 21 in that its elastic blade 134 comprises on either side of its rigid element 133, more precisely at the level of each junctions of its elastic blade 134 with the support 132, a hinge 136, typically elastic, increasing the flexibility of the blade 134 at said junctions. This has the consequence of reducing the intensity of the force generated by the elastic member comprising this blade 134, however, the elastic member retains a negative stiffness over a predetermined range of positions of the engagement member 135 relative to the 132.
  • the elements 132, 133, 135 of the variant represented in FIG. respectively to the elements 92, 93, 95 of the variant shown in Figure 21.
  • such a positioning member 130 may comprise only one articulation 136, at a single junction of its elastic blade 134 with its support 132.
  • the positioning member 140 illustrated in FIG. 25 differs from the positioning member 90 represented in FIG. 21 in that it is not monolithic but obtained by assembling two pieces, each of these pieces defining a part 142a, 142b of the support 142, a half-blade 144a, 144b and a portion 143a, 143b of the rigid element 143 comprising the engagement element 145.
  • This variant makes it possible to increase the height of the rigid element 143 without modify the height of the elastic member 144.
  • the positioning member 60 shown in Figure 19a differs from the positioning member 90 shown in Figure 21 in that its rigid member 63 and in particular its engagement member 65 are not symmetrical.
  • the engagement element 65 defines two inclined planes forming an angle of 145 ° between them, a first plane forming an angle of 60 ° with the straight line (d) and a second plane forming an angle of 85 ° with the straight line (d). ), as shown in Figure 19b.
  • the slope difference of the inclined planes makes it possible to have a low starting moment with the slope of 85 ° and thus a low energy consumption to initiate the rotation of the wheel 31. In addition, it limits the tangential effort on the jumper.
  • the 60 ° slope allows a good repositioning of the wheel.
  • the elements 62 and 64 of the variant represented in FIG. 19a respectively correspond to elements 92 and 94 of the variant represented in FIG.
  • the positioning member 80 shown in FIG. 20 differs from the positioning member 30 shown in FIG. 12 in that it comprises a pair of elastic half-leaves 84 to replace the pair of elastic blades 34.
  • the elements 82 and 83 of the variant shown in Figure 20 respectively correspond to the elements 32 and 33 of the variant shown in Figure 12.
  • the rigid element 83 comprises a protrusion 87 bearing against an abutment 86.
  • the fact that these elements bear against each other makes it possible to guide the engagement element 85 along the straight line (FIG. preferably passing through the center of the wheel 31. It is also possible to envisage an elastic system for a translation guide which makes it possible to avoid friction between the protuberance 87 of the rigid element 83 and the abutment 36.
  • the various variants of the positioning member that can be used in the device 3 according to the second embodiment of the invention make it possible to position the wheel 31 to be positioned effectively with a reduction of the overall energy consumption during the rotation of a pitch of said wheel 31.
  • These different variants have the same advantages as those associated with the variant presented in FIG. They allow in particular to eliminate the peak energy consumption occurring during the rotation of a pitch of the wheel 31 to be positioned with a conventional jumper using a spring with positive stiffness for holding in the equivalent position.
  • any elastic member having a negative or zero stiffness over at least one position range may be suitable.
  • any device according to the invention considered at rest is associated with a force moment value for initiating the rotation of the toothed wheel to be positioned.
  • the toothed component is permanently in contact with the positioning member. This gives the device good indexing, positioning and repositioning properties.
  • the truncated toothed gear used in the various variants of the invention presented is preferred because it makes it possible to limit the recoil of the engagement member of the positioning member when it is rotating a step.
  • it can easily be replaced by a conventional toothed wheel such as a star or an asymmetric toothed wheel.
  • the person skilled in the art may furthermore replace the toothed wheel to be positioned in one or the other of the two embodiments described by any other toothed component such as a rack or such as a crown, for example a display , with internal teeth.
  • any other toothed component such as a rack or such as a crown, for example a display , with internal teeth.
  • the angle between the two inclined planes defined by the engagement member of the positioning member is typically between 120 ° and 170 ° but may be different.
  • the watch device has the advantage of eliminating the peak of energy consumption observed in the jumpers and ratchets conventionally used. It also makes it possible to reduce or even cancel the friction within the positioning member, especially when it is monolithic, which leads to a reduction in its wear. In addition, such a device makes it possible to reduce the number of components in a mechanism watchmaker using ratchets or jumpers which results in an increase in reliability.
  • the device according to the invention is insensitive to linear shocks and advantageously allows a reduction in the overall energy consumption during the rotation of a pitch of its wheel.
  • the invention also relates to a timepiece such as a wristwatch or a pocket watch comprising such a watch device.

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Abstract

L'invention concerne un dispositif horloger (1; 3) comprenant un composant denté (11; 31) et un organe de positionnement (10; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 90; 110; 120; 130; 140), ledit organe de positionnement (10; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 90; 110; 120; 130; 140) comprenant un élément d'engagement (15; 25; 35; 45; 55; 65; 85; 95; 115; 125; 135; 145), un support (12; 22; 32; 42; 52; 62; 82; 92; 112; 122; 132; 142) et un organe élastique (14; 24; 34; 44; 54; 64; 84; 94; 114; 124; 134; 144) pré-armé reliant l'élément d'engagement (15; 25; 35; 45; 55; 65; 85; 95; 115; 125; 135; 145) au support (12; 22; 32; 42; 52; 62; 82; 92; 112; 122; 132; 142), le composant denté (11; 31) pouvant prendre diférentes positions de repos consécutives, l'élément d'engagement (15; 25; 35; 45; 55; 65; 85; 95; 115; 125; 135; 145) étant agencé pour que, dans chacune desdites positions de repos, il soit engagé entre deux dents consécutives de la denture (111; 311) du composant denté (11; 31) et maintenu entre ces deux dents par l'organe élastique (14; 24; 34; 44; 54; 64; 84; 94; 114; 124; 134; 144) pour maintenir ledit composant denté (11; 31) dans la position de repos considérée, et pour que, lors d'un déplacement d'un pas du composant denté (11; 31) d'une position de repos à la position de repos suivante, l'élément d'engagement (15; 25; 35; 45; 55; 65; 85; 95; 115; 125; 135; 145) soit soulevé par une desdites deux dents contre l'action de l'organe élastique (14; 24; 34; 44; 54; 64; 84; 94; 114; 124; 134; 144) et se positionne ensuite entre cete dent et une autre dent consécutive de manière à ce qu'il maintienne le composant denté (11; 31) dans ladite position de repos suivante, l'organe de positionnement (10; 20; 30; 40; 50; 60; 80; 90; 110; 120; 130; 140) étant agencé pour que, lors dudit déplacement d'un pas du composant denté (11; 31), l'élément d'engagement (15; 25; 35; 45; 55; 65; 85; 95; 115; 125; 135; 145) se déplace dans une plage prédéterminée de positions par rapport au support (12; 22; 32; 42; 52; 62; 82; 92; 112; 122; 39 132; 142), la raideur de l'organe élastique (14; 24; 34; 44; 54; 64; 84; 94; 114; 124; 134; 144) étant nule ou négative dans au moins une partie de la plage prédéterminée.

Description

Dispositif horloger à organe de positionnement
L'invention concerne un dispositif horloger incluant un organe de positionnement tel qu'un sautoir ou un cliquet.
Un sautoir est un organe, généralement un levier, terminé par deux plans inclinés qui appuient entre les pointes de deux dents consécutives d'une roue, également appelée étoile, sous l'action d'un ressort, pour la maintenir dans une certaine position angulaire. Lorsque la roue en question est actionnée, les dents soulèvent le sautoir qui tombe ensuite entre deux autres dents. Un sautoir permet le mouvement de la roue dans les deux sens.
Un cliquet est un organe, généralement un levier, muni d'un bec qui pénètre dans la denture d'une roue sous l'action d'un ressort pour la maintenir dans une certaine position angulaire. Lorsque la roue en question est actionnée dans un sens déterminé, les dents soulèvent le cliquet qui tombe ensuite entre deux autres dents. Dans l'autre sens, le cliquet empêche la roue de tourner de par la forme de son bec et/ou de la denture de la roue.
Traditionnellement, les sautoirs et cliquets sont construits sur la base de ressorts lames travaillant en flexion. Le moment de force exercé sur la roue est nécessaire pour la maintenir en position. Cependant, le moment de force requis pour la rotation d'un pas de la roue doit vaincre la résistance exercée par le sautoir ou par le cliquet, ce qui entraîne une certaine consommation d'énergie. Pour permettre un bon maintien de la roue, le moment de force requis pour amorcer la rotation de la roue ne doit pas être trop faible. Mais il est également indispensable que la résistance maximale exercée par le sautoir ou par le cliquet lors de la rotation d'un pas de la roue ne dépasse pas une certaine valeur afin que la roue soit capable de la vaincre, à défaut de quoi le mécanisme horloger pourrait se bloquer. En pratique, les sautoirs et cliquets actuellement utilisés engendrent un pic de consommation d'énergie correspondant à une résistance maximale. L'invention a pour but de proposer un dispositif horloger comprenant un composant denté et un organe de positionnement, ledit organe de positionnement assurant un bon maintien en position du composant denté tout en atténuant voire en supprimant tout pic de consommation d'énergie lors de l'avancement d'un pas dudit composant denté.
A ces fins l'invention propose un dispositif selon la revendication 1 . L'invention propose également une pièce d'horlogerie telle qu'une montre-bracelet ou une montre de poche comprenant un tel dispositif horloger.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- la figure 1 est une vue de dessus d'un dispositif horloger selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une vue de dessus d'un organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 ;
- la figure 3 est une représentation graphique schématique du moment de rappel élastique exercé dans l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 ;
- la figure 4 représente les coordonnées de points définissant une forme particulière d'une lame élastique de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 ;
- les figures 5a et 5b sont des représentations graphiques du moment de rappel élastique exercé dans un organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 comprenant des lames élastiques ayant la forme telle que représentée à la figure 4 ;
- la figure 6 est une représentation graphique du moment de force mesuré sur une roue dentée du dispositif horloger de la figure 1 lors de sa rotation d'un pas ; la figure 7 est une vue de dessus d'un dispositif horloger intégrant un sautoir selon l'art antérieur ;
la figure 8 représente, en vue de dessus, une variante de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 ;
la figure 9 représente, en vue de dessus, une autre variante de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 ;
les figures 10a et 10b sont des vues respectivement de dessous et de dessus d'une autre variante de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 ;
la figure 1 1 est une vue de dessus d'un dispositif horloger selon un second mode de réalisation de l'invention ;
la figure 12 est une vue de dessus d'un organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 1 ;
la figure 13 est une représentation graphique de la force de rappel élastique exercée dans l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 1 ;
la figure 14 est une représentation graphique du moment de force mesuré sur une roue dentée du dispositif horloger de la figure 1 1 lors de sa rotation d'un pas ;
la figure 15 représente, en vue de dessus, une variante de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 1 ;
la figure 16 est une représentation graphique du moment de force mesuré sur la roue dentée du dispositif horloger de la figure 1 1 dans lequel l'organe de positionnement correspond à la variante illustrée à la figure 15, lors de sa rotation d'un pas ;
la figure 17 représente, en vue de dessus, une autre variante de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 1 ; - la figure 18 est une représentation graphique du moment de force mesuré sur la roue dentée du dispositif de la figure 1 1 dans lequel l'organe de positionnement correspond à la variante illustrée à la figure 17, lors de sa rotation d'un pas ;
- la figure 19a représente, en vue de dessus, une autre variante de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 1 ;
- la figure 19b représente une partie de l'organe de positionnement représenté à la figure 19a ;
- les figures 20 à 24 représentent respectivement, en vue de dessus, d'autres variantes de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 1 ;
- la figure 25 représente, en perspective, une autre variante de l'organe de positionnement du dispositif horloger de la figure 1 1 ;
En référence à la figure 1 , un dispositif horloger 1 selon un premier mode de réalisation de l'invention, destiné à faire partie d'un mécanisme horloger tel qu'un mouvement ou un mécanisme additionnel au mouvement, comprend une roue 1 1 comportant une denture 1 1 1 , et un organe de positionnement 10.
La denture 1 1 1 est typiquement une denture comportant des dents tronquées.
L'organe de positionnement 10 représenté à la figure 1 est un cliquet. Il maintient en position la roue 1 1 et autorise sa rotation uniquement dans le sens anti-horaire, comme indiqué par la flèche B.
La roue 1 1 est typiquement une roue dentée portant, entraînant ou formant un organe d'affichage, tel qu'un disque, une aiguille ou une couronne d'affichage. En variante, il peut également s'agir par exemple d'une roue à colonne, d'un rochet de barillet ou de sonnerie, d'une roue d'armage, ou de tout type de roue dentée traditionnellement positionnée par un cliquet. Elle est typiquement autre qu'une roue d'échappement. Comme illustré à la figure 1 , l'organe de positionnement 10 comprend un élément d'engagement 15, un support 12 et un organe élastique 14 reliant l'élément d'engagement 15 au support 12. L'organe élastique 14 comprend typiquement plusieurs lames élastiques réparties, de préférence uniformément, autour du support 12. Ces lames élastiques 14 relient le support 12 à l'élément d'engagement 15 qui est lui-même engagé dans la denture 1 1 1 de la roue 1 1 à positionner.
L'organe de positionnement 10 représenté aux figures 1 et 2 comprend en outre une serge 13 en forme de cercle fermé portant l'élément d'engagement 15 et formant la liaison entre ce dernier et l'organe élastique 14.
Au sein du dispositif 1 , le support 12 est fixé sur un bâti fixe ou mobile 100, sur lequel est également montée la roue 1 1 , ledit bâti 100 comprenant typiquement la platine portant le mécanisme horloger. La serge 13 ainsi que l'élément d'engagement 15 qui lui est solidaire sont guidés en rotation par rapport au support 12 par les lames élastiques 14.
Dans l'exemple illustré, l'élément d'engagement 15 prend la forme d'une saillie radiale définissant deux plans inclinés formant un angle de 120° entre eux et pointant de préférence vers le centre de la roue 1 1 .
L'ensemble des lames élastiques 14 exerce un moment de rappel tendant à faire pivoter la serge 13 autour du support 12 dans le sens anti-horaire des figures 1 et 2.
La rotation de la serge 13 dans le sens anti-horaire est limitée par une butée 16, fixée sur le bâti 100, contre laquelle une protubérance 17 de la serge 13 s'appuie, lorsque le dispositif 1 est en position de repos, c'est-à-dire lorsque l'élément d'engagement 15 est engagé, de manière centrée, dans un creux 1 1 a de la denture 1 1 1 , entre deux dents consécutives de la roue 1 1 , comme illustré à la figure 1 . La figure 2 représente, pour la compréhension de l'invention, l'organe de positionnement 10 isolé, c'est à dire libre de toute interaction avec la butée 16 ou avec la roue 1 1 .
En raison de la forme de ses lames élastiques 14, l'organe de positionnement 10 possède un sens de rotation privilégié de sa serge 13, et donc de son élément d'engagement 15, par rapport à son support 12, ce sens étant défini comme celui qui permet, à partir d'un état de repos dudit organe de positionnement 10 isolé dans lequel toutes ses lames élastiques 14 sont au repos, le plus grand déplacement angulaire relatif de l'élément d'engagement 15 par rapport au support 12. La flèche A représentée sur les figures 1 et 2 illustre ce sens de rotation privilégié de l'élément d'engagement 15 par rapport au support 12 ; ce sens correspond au sens horaire sur ces figures.
Soit Θ la position angulaire de l'élément d'engagement 15 de l'organe de positionnement 10 isolé par rapport au support 12, Θ étant égal à zéro lorsque l'organe de positionnement 10 isolé est au repos, c'est-à-dire lorsque toutes ses lames élastiques 14 sont au repos, et augmentant avec le déplacement angulaire relatif de l'élément d'engagement 15 par rapport au support 12 dans le sens de rotation privilégié de l'organe de positionnement 10 isolé ; la figure 3 illustre l'évolution Μ(θ) du moment de rappel élastique exercé par l'ensemble des lames élastiques 14 dans l'organe de positionnement 10 isolé en fonction de la position angulaire Θ de l'élément d'engagement 15 par rapport au support 12.
De manière générale, lorsque l'élément d'engagement 15 est dans la position angulaire dans laquelle Θ = x°, on dit que l'organe de positionnement 10 est armé de x°.
Comme cela est visible sur la courbe Μ(θ) de la figure 3, ce moment de rappel élastique suit une évolution en trois phases :
- pour un angle Θ compris entre 0 et une première valeur θι , le moment de rappel élastique augmente rapidement avec la position angulaire Θ ; - au-delà de cette première valeur Θ1 , l'organe de positionnement 1 0 est dans une phase sensiblement stable. En effet, entre cette première valeur Θ1 et une seconde valeur Θ2, le moment de rappel élastique est sensiblement constant par rapport à la position angulaire Θ.
On entend par moment « sensiblement constant » un moment ne variant pas de plus de 1 0%, de préférence 5%, de préférence encore 3%, étant entendu que ce pourcentage peut être diminué davantage. Plus précisément, soient respectivement Mmin et Mmax les valeurs des moments minimum et maximum exercés dans l'organe de positionnement 1 0 isolé sur une plage [Θ1 , Θ2] donnée de positions angulaires de l'élément d'engagement 1 5 par rapport au support 1 2, le moment exercé dans cet organe de positionnement 1 0 isolé est sensiblement constant dès lors que l'inéquation « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0, 1 » est vérifiée, plus précisément, dès lors que l'inéquation « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < y% », avec y= 1 0, de préférence y=5, de préférence encore y=3, est vérifiée. Dans cette phase sensiblement stable, le moment de rappel élastique exercé par l'ensemble des lames élastiques 1 4 dans l'organe de positionnement 1 0 isolé atteint toutefois localement un maximum pour une position angulaire Qa, puis est décroissant dans l'intervalle de positions angulaires compris entre les valeurs Qa et 0b, où 0a et 0b sont compris entre Θ1 et Θ2 ;
- au-delà de la valeur Θ2, le moment de rappel élastique augmente à nouveau jusqu'à atteindre une valeur limite Mnmite, pour un déplacement angulaire Θ=θ3. Cette valeur Mnmite dépend des propriétés du matériau dans lequel l'organe de positionnement 1 0 est réalisé et correspond à la contrainte maximale que peut subir cet organe 1 0.
L'organe de positionnement 1 0 isolé présentant une courbe Μ(θ) du type de celle représentée à la figure 3 diffère des structures élastiques classiques. Ses propriétés reposent sur une forme sinueuse de ses lames élastiques 1 4 qui se déforment de manière à générer un moment de rappel élastique sensiblement constant (la courbe Μ(θ) présente un plateau entre Θ1 et Θ2) sur une plage prédéterminée de positions angulaires de son élément d'engagement 15 par rapport à son support 12. L'obtention de telles lames élastiques requiert une conception spécifique et paramétrée. Elles peuvent par exemple être obtenues par optimisation topologique en appliquant l'enseignement de la publication « Design of adjustable constant-force forceps for robot-assisted surgical manipulation », Chao-Chieh Lan et al., 21 1 - IEEE International Conférence on robotics and automation Shanghai International Conférence Center May 9-13, China.
L'optimisation topologique dont il est question dans l'article précité utilise des courbes polynomiales paramétriques telles que les courbes de Bézier pour déterminer la forme géométrique des lames élastiques 14.
Les courbes de Bézier se définissent, conjointement à une série de m=(n+1 ) points de contrôle (Qo, Q1 , . . . Qn), par un ensemble de points dont les coordonnées sont données par des sommes de polynômes de Bernstein pondérées par les coordonnées desdits points de contrôle.
La forme géométrique de chacune des lames élastiques 14 de l'organe de positionnement 10 est une courbe de Bézier dont les points de contrôle ont été optimisés pour prendre en compte, notamment, les dimensions de l'organe de positionnement 10 à concevoir ainsi qu'une contrainte « (Mmax- Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0,05 ». L'inéquation « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0,05 » correspond à une constance du moment de rappel élastique de 5% sur une plage angulaire.
D'une manière générale, l'ensemble des lames élastiques 14 de l'organe de positionnement 10 du dispositif 1 est conçu, notamment de par sa forme, pour exercer, dans cet organe 10, un moment de rappel élastique sensiblement constant (constance de 5%) sur une plage de positions angulaires de la serge 13 et de l'élément d'engagement 15 qu'elle porte par rapport au support 12 d'au moins 10°, de préférence d'au moins 15°, de préférence encore d'au moins 20°. Plus précisément, la forme géométrique de chacune des lames élastiques 14 de l'organe de positionnement 10 est définie par l'ensemble des points
où les B 1 sont les polynômes de Bernstein donnés par la fonction fl . (t) = C™-1)' ti ( _ tyn-i-i avec t e [0 1 L
I J i\{r -\-i)\ J L J
et où les Qi sont les points de contrôle Qo à Qn. Elle correspond à la représentation graphique dans un repère orthonormé de l'ensemble des points définis par les couples de coordonnées (x ; y) définis respectivement par les fonctions x(t) et y(t), t G [0, 1 ], ci-dessous :
dans lesquelles Qix et Qiy sont respectivement les coordonnées x et y des points de contrôle Qi.
Les formules indiquées ci-dessus donnent les coordonnées d'une courbe de Bézier d'ordre m, c'est-à-dire une courbe de Bézier basée sur m points de contrôle. Pour des raisons pratiques, une telle courbe de Bézier peut être décomposée en une succession de courbes de Bézier d'ordre inférieur à m, auquel cas la forme géométrique de chacune des lames élastiques est une succession de courbes de Bézier.
En utilisant ce principe, la demanderesse a conçu un organe de positionnement particulier comprenant quatre lames élastiques réparties uniformément autour du support 12. Les dimensions de cet organe de positionnement 10 sont les suivantes :
Diamètre extérieur de la serge : 12 mm Diamètre extérieur du support : 2 mm
Diamètre intérieur de la serge : 10 mm
Hauteur : 0, 12 mm
Epaisseur des lames élastiques : 24 pm
Dans le cadre de cette conception, sept points de contrôle Qo, Qi , Q2, Cb, G , Q5, Û6 ont été utilisés. Les coordonnées de ces points de contrôle sont indiquées dans le tableau 1 ci-dessous. Tableau 1 : Coordonnées des points de contrôle Qo à Qe.
Avec ces sept points de contrôle il aurait été possible de réaliser une courbe de Bézier d'ordre sept. Cependant, selon le principe indiqué ci-dessus, la courbe de Bézier a été décomposée en deux segments, un premier segment correspondant à une courbe de Bézier d'ordre 4 basée sur les points de contrôle Qo à Q3 et un second segment correspondant à une courbe de Bézier d'ordre 4 basée sur les points de contrôle Q3 à Û6.
En utilisant les coordonnées des points de contrôle Qo à Û6 ci-dessus dans les fonctions x(t) et y(t) précitées, la demanderesse a obtenu les coordonnées des points définissant la forme géométrique d'une lame élastique de l'organe de positionnement 10. Un certain nombre de ces couples de coordonnées sont donnés dans le tableau 2 ci-après.
Tableau 2 : Coordonnées de points de passage de la lame élastique optimisée.
Le graphique de la figure 4 fait apparaître la géométrie du diamètre externe du support 12, du diamètre interne de la serge 13 et d'une des lames élastiques 14 de l'organe de positionnement 10 particulier que la demanderesse a conçue, la géométrie de ladite lame 14 étant définie par une courbe passant par l'ensemble des coordonnées de points défini dans le tableau 2 ci-dessus. Ce graphique est réalisé dans un repère orthonormé. Les figures 5a et 5b représentent les résultats d'une simulation de l'évolution du moment de rappel élastique de l'organe de positionnement 10 particulier ainsi réalisé en fonction de la position angulaire Θ de son élément d'engagement 15 par rapport à son support 12.
La simulation effectuée considère un organe de positionnement 10 réalisé dans un alliage à base de cobalt, nickel et chrome, plus précisément en Nivaflex® 45/18 (module de Young E= 220 GPa) mais tout matériau approprié peut être utilisé. Par exemple des matériaux tels que le silicium (E=130 GPa), typiquement revêtu d'oxyde de silicium, le verre métallique, le plastique ou le CK101 (acier de construction non-allié) conviennent également. Il est important de tenir compte du rapport entre la limite élastique et le module de Young du matériau pour choisir le matériau constituant les lames élastiques 14.
Il ressort de l'analyse des résultats présentés aux figures 5a et 5b qu'un moment de rappel élastique localement maximum puis décroissant est obtenu lors d'un déplacement de l'élément d'engagement 15 de l'organe de positionnement 10 isolé particulier étudié par rapport à son support 12 d'une position angulaire Qa = 17° à une position angulaire 0b = 28°, c'est à dire sur une plage de 1 1 °.
La raideur de l'organe de positionnement 10, plus précisément de son ensemble de lames élastiques 14, est la dérivée de la fonction Μ(θ) définie précédemment.
Sur la plage de positions angulaires [Qa, Qb] sur laquelle le moment de force est décroissant, la raideur de l'organe de positionnement 10 isolé est négative. La raideur de l'organe de positionnement 10 isolé est nulle au point pour lequel le moment de rappel élastique atteint un maximum local. Dans la présente invention, on se place dans cette plage [Qa, Qb] ou au moins en partie dans cette plage.
Au sein du dispositif 1 , l'organe de positionnement 10 est donc agencé pour que, lors de la rotation d'un pas de la roue 1 1 contre l'action de rappel de l'ensemble des lames élastiques 14, l'élément d'engagement 15 se déplace dans une plage prédéterminée de positions par rapport au support 12, cette plage étant incluse dans la plage de positions [θι , Θ2] associée à l'organe de positionnement 10 et comprenant au moins une partie de la plage de positions [Qa, Qb] dans laquelle la raideur de l'ensemble des lames élastiques 14 est nulle ou négative. De préférence, ladite plage prédéterminée est incluse dans la plage [Qa, Qb] ou constituée par cette dernière.
Pour obtenir un tel agencement, on fixe l'organe de positionnement 10 par son support 12 sur le bâti 100 du mécanisme de manière à ce qu'il soit armé de Oarm degrés lorsque la protubérance 17 est en appui contre la butée 16 et de façon à ce que cette butée 16 empêche le retour de l'élément d'engagement 15 dans la plage de positions entre θ=0 et Q=Qam. En effet, l'ensemble des lames élastiques 14 exerce un moment de rappel élastique tendant à faire pivoter la serge 13 et l'élément d'engagement 15 qu'elle porte autour du support 12 dans le sens de la diminution de l'angle Θ (sens anti-horaire sur la figure 1 ).
En outre, dans la position dans laquelle la protubérance 17 de l'organe de positionnement 10 est en appui contre la butée 16, l'élément d'engagement 15 est positionné entre deux dents successives de la denture 1 1 1 de la roue 1 1 à positionner maintenant ainsi cette dernière en position sous l'effet du moment de rappel exercé par l'ensemble des lames élastiques 14.
De plus, l'angle Oarm, les dimensions de l'organe de positionnement 10, notamment son diamètre et l'angle entre les plans inclinés de son élément d'engagement 15, ainsi que la forme et les dimensions de la denture 1 1 1 de la roue 1 1 , sont choisis pour que, lors du déplacement angulaire d'un pas de la roue 1 1 , l'élément d'engagement 15 se déplace angulairement par rapport au support 12 dans la plage de positions [Θ1 , Θ2] et au moins en partie dans la plage de positions [Qa, Qb]. Oarm est donc compris entre Θ1 et Θ2 et de préférence environ égal à Qa.
Le choix de l'angle Oarm définit la borne inférieure de la plage prédéterminée de positions dans laquelle l'élément d'engagement 15 se déplace lors de la rotation d'un pas de la roue 1 1 . Les dimensions de l'organe de positionnement 10, notamment son diamètre et l'angle entre les plans inclinés de son élément d'engagement 15 ainsi que la forme et les dimensions de la denture 1 1 1 de la roue dentée 1 1 définissent, quant à eux, la borne supérieure de cette plage de positions.
Les conditions énumérées ci-avant peuvent être respectées, par exemple, par la réalisation des étapes suivantes :
i. fixer le support 12 de l'organe de positionnement 10 au repos sur le bâti 100 ; ii. pré-armer l'organe de positionnement 10 par rotation de la serge 13 dans le sens de rotation privilégié A d'un angle Θ = Oarm ;
iii. fixer la butée 16 sur le bâti 100 à proximité de la protubérance 17 de façon à empêcher le désarmage de l'organe de positionnement 10 en deçà de Oarm ; et
iv. positionner la roue 1 1 de façon à ce que, lorsque la protubérance 17 portée par la serge 13 est en appui contre la butée 16, l'élément d'engagement 15 soit positionné entre deux dents successives de la denture 1 1 1 de la roue
1 1 , en pointant, de préférence vers le centre de la roue 1 1 .
Il apparaît clairement à l'homme du métier que les conditions nécessaires pour limiter les déplacements de l'élément d'engagement 15 à la plage de valeurs prédéterminée d'intérêt lors de la rotation d'un pas de la roue dentée 1 1 peuvent être obtenues par une succession d'étapes différente.
La figure 6 présente les résultats de mesures du moment de force relevé sur la roue 1 1 du dispositif 1 en fonction de son déplacement angulaire, au cours d'une rotation d'un angle a correspondant à un pas de la roue 1 1 dans le sens de la flèche B.
Pour ces mesures, une même roue dentée 1 1 , 71 a été positionnée soit avec l'organe de positionnement 10 du dispositif 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention (courbe ci), soit avec un sautoir 70 utilisant un ressort 74 à raideur positive traditionnel (courbe co) tel que représenté à la figure 7. Comme illustré à la figure 7, le dispositif 7 comprenant un sautoir 70 de l'art antérieur étudié (courbe co) comprend un élément d'engagement 75 engagé dans la denture 71 1 d'une roue dentée 71 . Ce sautoir 70 autorise la rotation de la roue dentée 71 dans les deux sens (horaire et anti-horaire correspondant respectivement aux flèches G et F de la figure 7), cependant seule la rotation dans le sens antihoraire (flèche F) a été étudiée ici.
En référence à la figure 6, l'angle a=0° correspond à la position dans laquelle l'élément d'engagement 1 5 de l'organe de positionnement 1 0 représenté à la figure 1 ou, selon le cas, l'élément d'engagement 75 du sautoir 70 utilisant un ressort 74 pré-armé représenté à la figure 7, est engagé de manière centrée entre deux dents de la roue 1 1 , 71 . L'angle a augmente avec la rotation de la roue 1 1 (courbe ci ) ou 71 (courbe co) respectivement dans le sens de la flèche B (figure 1 ) ou de la flèche F (figure 7). Dans cet exemple, dans la position dans laquelle a=0°, l'organe de positionnement 1 0 est pré-armé de 0arm= 1 7°, la rotation d'un pas de la roue 1 1 correspond à un angle a= 1 8°, et l'armage maximum de l'organe de positionnement 1 0 est de 25°.
En référence à la figure 6, le moment nécessaire pour amorcer la rotation de la roue 1 1 ou « moment de démarrage » est approximativement identique dans le dispositif 1 utilisant l'organe de positionnement 1 0 et dans le dispositif 7 utilisant le sautoir 70 traditionnel. Il est d'environ 0, 084 N.mm. La roue 1 1 est donc aussi bien maintenue en position par le cliquet consistant en l'organe de positionnement 1 0 selon le premier mode de réalisation de l'invention que par le sautoir 70 traditionnel.
Une différence notable est que l'utilisation du sautoir traditionnel (dispositif 7 ; courbe co) engendre un pic de fonctionnement de 0, 1 35 N.mm qui accentue la consommation d'énergie et risque de bloquer le mécanisme si la roue 1 1 n'est pas en mesure de fournir un moment de force suffisant pour surmonter ce pic.
En raison des propriétés de l'organe de positionnement 1 0 dans la plage de positions prédéterminée utilisée, en particulier, en raison de la raideur au moins en partie nulle ou négative de l'organe de positionnement 10 dans cette plage, le moment nécessaire pour faire tourner la roue 1 1 d'un pas dans le cas du dispositif 1 (courbe ci) ne comporte, quant à lui, aucun pic de fonctionnement. Au contraire, il décroît constamment jusqu'à atteindre une valeur de 0,037 N.mm environ correspondant au moment nécessaire pour faire tourner la roue 1 1 lorsque l'élément d'engagement 15 est en regard de la portion tronquée 1 1 b de la denture 1 1 1 .
Le dispositif horloger 1 comprenant une roue 1 1 et un organe de positionnement 10 selon le premier mode de réalisation de l'invention permet donc une diminution de la consommation instantanée maximale d'énergie requise lors de la rotation d'un pas de la roue à positionner par rapport à un sautoir 70 traditionnel utilisant un ressort 74 à raideur positive permettant un maintien en position équivalent.
Un tel dispositif horloger 1 présente également l'avantage d'être moins sensible aux chocs linéaires que les sautoirs ou cliquets selon l'art antérieur. Cela est dû au bon équilibrage de son organe de positionnement 10. Cette diminution de la sensibilité aux chocs linéaires peut permettre d'abaisser la valeur du moment de démarrage tout en conservant un bon maintien en cas de chocs linéaires et ainsi de diminuer la consommation globale d'énergie lors d'une rotation d'un pas de la roue dentée 1 1 .
L'organe de positionnement 10 du dispositif 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention est typiquement monolithique. Il peut par exemple être fabriqué par usinage, notamment dans le cas où il est fait de métal ou d'un alliage tel que le Nivaflex®, par gravure DRIE dans le cas du silicium par exemple, ou encore par moulage, découpage, usinage, notamment dans le cas où il est fabriqué en plastique ou en verre métallique.
En variante, l'organe de positionnement 10 peut ne comprendre qu'une seule lame élastique 14. La serge 13 peut également être interrompue et prendre la forme d'un arc de cercle, comme illustré à la figure 8. La structure même de l'organe de positionnement 10 implique le centrage du support 12 par rapport à sa serge 13. Cependant, il peut comprendre un dispositif de centrage visant à renforcer le centrage du support 12. Un tel dispositif comprend typiquement un élément rigide de jonction 18, d'une part, fixé solidairement à au moins une zone de la serge 13 et d'autre part, positionné libre en rotation autour d'un axe 19, ledit axe 19 étant solidaire du support 12 et centré sur ce support 12. Les figures 10a et 10b sont des vues respectivement de dessous et de dessus d'un organe de positionnement 10 équipé d'un tel dispositif de centrage. L'organe de positionnement 10 illustré à la figure 8 comprend aussi un tel dispositif de centrage.
Dans des variantes, le dispositif horloger 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention peut comprendre un organe de positionnement de forme différente de celle illustrée aux figures 1 et 2, il peut typiquement comprendre des lames élastiques de forme différente de celle illustrée à la figure 4. Il peut notamment prendre une forme telle que représentée à la figure 9.
L'organe de positionnement 20 représenté à la figure 9 comprend un support
22 et une serge 23 reliés par des lames élastiques 24, la serge 23 portant un élément d'engagement 25 destiné à être engagé dans la denture d'un composant denté à positionner et maintenu dans cette denture sous l'effet du moment de rappel exercé par l'ensemble des lames élastiques 24.
Un moyen d'obtenir de telles lames élastiques 24 est notamment décrit dans l'article « Functional joint mechanisms with constant torque outputs », Mechanism and machine theory 62 (2013) 166-181, Chia-Wen Hou et al.
En référence à la figure 1 1 , un dispositif horloger 3 selon un second mode de réalisation de l'invention comprend une roue 31 comportant une denture 31 1 , et un organe de positionnement 30.
L'organe de positionnement 30 est ici un sautoir. Il maintient en position la roue 31 et autorise sa rotation dans les deux sens, horaire et anti-horaire, comme indiqué respectivement par les flèches C et D à la figure 1 1 . La roue 31 est typiquement une roue dentée portant, entraînant ou formant un organe d'affichage tel qu'un disque, une aiguille ou une couronne d'affichage. En variante, il peut également s'agir par exemple d'une roue à colonne ou de tout type de roue dentée traditionnellement positionnée par un sautoir. Elle est typiquement autre qu'une roue d'échappement.
Comme illustré à la figure 1 1 , l'organe de positionnement 30 comprend un élément rigide 33 mobile et un organe élastique 34 reliant ce dernier à un support 32 rigide. L'organe élastique 34 comprend typiquement une paire de lames élastiques parallèles travaillant en flambage. Chacune de ces lames 34 est interrompue dans sa partie centrale par l'élément rigide 33 et a ses deux extrémités jointes audit support 32 rigide.
Le support 32 est fixé sur un bâti 300 sur lequel est également montée la roue 31 et l'élément rigide 33 est mobile par rapport à ce support 32. Le bâti 300 peut être fixe ou mobile et comprend typiquement la platine portant le mécanisme ou mouvement horloger dont fait partie le dispositif 3.
L'élément rigide 33 est guidé en translation par les lames élastiques 34 et se déplace le long d'une droite (d) passant de préférence par le centre de la roue 31 . Il comporte un élément d'engagement 35 engagé dans la denture 31 1 de la roue 31 à positionner. Dans l'exemple illustré, l'élément d'engagement 35 prend la forme d'une saillie définissant deux plans inclinés formant un angle de 120° entre eux et pointant de préférence vers le centre de la roue 31 .
L'élément d'engagement 35 se déplace avec le reste de l'élément rigide 33 le long de la droite (d) définie précédemment.
Dans l'exemple représenté à la figure 1 1 , la droite (d) passe par le centre de la roue 31 et l'ensemble comprenant les lames élastiques 34 et l'élément rigide 33 est symétrique par rapport à cette droite (d). Au sein du dispositif 3, la paire de lames 34 est pré-armée et exerce une force tendant à pousser l'élément d'engagement 35 contre la roue 31 , comme représenté par la flèche E à la figure 1 1 .
Les lames élastiques 34 sont ici préformées flambées, c'est-à-dire qu'elles sont usinées avec une forme flambée. Elles pourraient cependant être préformées droites et travailler en flambage sous l'effet d'une compression de leurs extrémités. Pour ce faire, le support 32 pourrait être fendu dans sa partie centrale pour définir deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre permettant un réglage de la compression. Chacune d'elles pourrait aussi être préformée sous la forme de deux demi-droites en forme de V, et ne flamber que sous l'effet de son pré-armage.
Le déplacement de l'élément d'engagement 35 dans le sens opposé à la flèche E peut être limité par une butée 36 faisant partie du support 32.
La figure 12 représente, pour la compréhension de l'invention, l'organe de positionnement 30 isolé. L'organe de positionnement 30 est donc ici considéré sans la butée 36 et en dehors du dispositif 3, c'est-à-dire libre de toute interaction avec la roue dentée 31 .
En référence à la figure 13, soit Δ la position de l'élément d'engagement 35 de l'organe de positionnement 30 isolé le long de la droite (d), Δ étant égal à 0 lorsque l'élément d'engagement 35 est éloigné au maximum du support 32 (dans cette position les lames 34 préformées flambées sont au repos) et augmentant lorsque l'élément d'engagement 35 se rapproche du support 32 ; la figure 13 représente l'évolution F(A) de la force exercée par l'élément d'engagement 35 en direction de la flèche E, cette force étant la résultante des forces exercées par la paire de lames élastiques 34.
Cette force a été mesurée, pour chaque position Δ, en mesurant la force opposée nécessaire pour maintenir l'élément d'engagement 35 dans une position donnée. De manière générale, lorsque l'élément d'engagement 35 est dans la position dans laquelle Δ = x mm, on dit que l'organe de positionnement 30 est armé de x mm.
Comme cela est visible sur le graphique F(A) de la figure 13, cette force suit une évolution en plusieurs phases :
- le point de départ A=Asi=0, correspond à un état stable de l'organe de positionnement 30. En effet, dans cette position, la force F(Asi) est nulle, c'est-à- dire que l'élément d'engagement 35 n'exerce aucune force ;
- pour une position Δ comprise entre 0 et une prem ière valeur Δι , la force de rappel élastique augmente linéairement et rapidement avec la position Δ ;
- lorsque Δ atteint la première valeur Δι , la force de rappel élastique atteint un maximum puis reste positive mais se met à décroître linéairement. Δ atteint alors la position Δ2 dans laquelle la force est à nouveau nulle. Cependant, il ne s'agit pas à proprement parler d'un état stable mais plutôt d'un équilibre instable ;
- au-delà de la position Δ2 la force devient négative puis continue à décroître linéairement jusqu'à atteindre la position Δ3 dans laquelle la force F(à) atteint un minimum. Une force F(à) négative correspond à une force de sens opposé à la flèche E, l'élément d'engagement 35 est « tiré » vers le support 32 ;
- pour une position Δ comprise entre Δ3 et àS2, la force de rappel élastique reste négative mais augmente linéairement et rapidement avec le déplacement Δ jusqu'à devenir nulle pour Δ=Δ52. Le point àS2 correspond à un second état stable de l'organe de positionnement 30. En effet, dans cette position, la force F(àS2) est nulle, c'est-à-dire que l'élément d'engagement 35 n'exerce aucune force.
L'organe de positionnement 30 isolé présentant une évolution de la force F(à) du type de celle représentée à la figure 13 diffère des structures élastiques classiques. Ses propriétés reposent sur la capacité de ses lames élastiques 34 à travailler en flambage, ce qui lui permet de se comporter comme un bistable. L'obtention de lames élastiques présentant ces propriétés est à la portée de l'homme du métier.
La demanderesse a conçu un organe de positionnement 30 particulier comprenant une paire de lames élastiques 34 parallèles. En référence à la figure 12, les dimensions de cet organe de positionnement 30 sont celles indiquées dans le tableau 1 ci-dessous :
Tableau 1 :
La figure 13 montre un modèle analytique représentant l'évolution de la force
F(A) de l'organe de positionnement 30 particulier ainsi réalisé en fonction de la position de son élément d'engagement 35 le long de la droite (d).
Ce modèle considère un organe de positionnement 30 monolithique réalisé dans un alliage à base de cobalt, nickel et chrome, plus précisément en Nivaflex® 45/18 mais tout matériau approprié peut être utilisé. Par exemple des matériaux tels que le silicium typiquement revêtu d'oxyde de silicium, les verres métalliques, les verres minéraux, les verres céramiques, les plastiques ou le CK101 (acier de construction non-allié) conviennent également. Il est cependant envisageable de réaliser un organe de positionnement 30 non monolithique par assemblage de plusieurs éléments ou parties, ces éléments pouvant au demeurant être réalisés dans des matériaux identiques ou différents les uns des autres.
Il est important de tenir compte du rapport entre la limite élastique et le module de Young du matériau pour choisir le matériau constituant les lames élastiques 34.
Il ressort du modèle analytique présenté à la figure 13 qu'une force de rappel élastique localement maximale puis linéaire décroissante est obtenue lors d'un déplacement de l'élément d'engagement 35 de l'organe de positionnement 30 isolé particulier étudié de la position Δι«0,05 mm à la position Δ2=0,4 mm.
La raideur de l'organe de positionnement 30 est la dérivée de la fonction F(A) définie précédemment.
Sur la plage de positions [Δι, Δ2] sur laquelle la force est décroissante, la raideur de l'organe de positionnement 30 isolé est négative. Dans la présente invention on se place dans cette plage ou au moins en partie dans cette plage. Au sein du dispositif 3, l'organe de positionnement 30 est donc agencé pour obliger, lors de la rotation d'un pas de la roue 31 contre l'action de rappel de la paire de lames élastiques 34, l'élément d'engagement 35 à rester dans une plage prédéterminée de positions incluse dans la plage de positions [Δ1, Δ2] associée à l'organe de positionnement 30.
Pour obtenir un tel agencement, on fixe l'organe de positionnement 30 par son support 32 sur le bâti 300 du mécanisme de manière à ce que la pointe de l'élément d'engagement 35 soit engagée de manière centrée entre deux dents consécutives de la denture 31 1 de la roue 31 à positionner, maintenant cette dernière en position sous l'effet de la force de rappel exercée par la paire de lames élastiques 34, l'organe de positionnement 30 étant armé d'une valeur àam dans cette position.
Le choix de la valeur àarm définit la borne inférieure de la plage prédéterminée de positions dans laquelle l'élément d'engagement 35 se déplace lors de la rotation d'un pas de la roue 31 . La forme et les dimensions des dents de la denture 31 1 et l'angle entre les plans inclinés définissant l'élément d'engagement 35 sont choisis pour que la valeur Δ maximale atteinte lors de la rotation d'un pas de la roue 31 soit inférieure ou égale à Δ2.
Lorsqu'elle est présente, la butée 36 empêche le déplacement de l'élément d'engagement 35 dans la plage de positions dans laquelle Δ est supérieur à Δ2. Il s'agit d'une sécurité visant à empêcher l'organe de positionnement 30 de basculer vers l'état stable correspondant à la position àS2 de l'élément d'engagement 35 en cas de choc ou de manipulation affectant le dispositif 3.
Les conditions énumérées ci-avant peuvent être respectées, par exemple, par la réalisation des étapes suivantes :
i. positionner la roue 31 sur le bâti 300 de sorte qu'elle soit libre en rotation autour d'un axe fixé dans le bâti 300 ;
ii. positionner l'organe de positionnement 30 de sorte que son élément d'engagement 35 soit engagé de manière centrée entre deux dents consécutives de la denture 31 1 et exercer une force sur l'organe de positionnement 30 jusqu'à ce que l'élément d'engagement 35 soit dans une position Δ = Aarm, c'est-à-dire pré-armé d'une valeur Aarm comprise entre Δ1 et Δ2 ; et
iii. fixer le support 32 sur le bâti 300 dans cette position.
Il apparaît clairement à l'homme du métier que les conditions nécessaires pour limiter les déplacements de l'élément d'engagement 35 à la plage de valeurs prédéterminée d'intérêt lors de la rotation d'un pas de la roue 31 peuvent être obtenues par une succession d'étapes différente.
La figure 14 présente les résultats de mesures du moment de force relevé sur la roue 31 du dispositif 3 en fonction de sa position angulaire β, pour une rotation de la roue 31 d'un angle β correspondant à un pas dans le sens de la flèche D de la figure 1 1 .
Pour ces mesures, une même roue 31 , 71 a été positionnée soit avec l'organe de positionnement 30 du dispositif 3 selon le second mode de réalisation de l'invention (courbe C2), soit avec le sautoir 70 utilisant un ressort 74 à raideur positive traditionnel (courbe co) tel que représenté à la figure 7.
Comme indiqué précédemment, le dispositif 7 comprenant un sautoir 70 de l'art antérieur étudié (courbe co) comprend un élément d'engagement 75 engagé dans la denture 71 1 d'une roue 71. Ce sautoir 70 autorise la rotation de la roue 71 dans les deux sens (horaire et anti-horaire), cependant seule la rotation dans le sens anti-horaire (flèche F) a été étudiée ici.
En référence à la figure 14, l'angle β=0 correspond à la position dans laquelle l'élément d'engagement 35 de l'organe de positionnement 30 représenté à la figure 1 1 ou, selon le cas, l'élément d'engagement 75 du sautoir 70 utilisant un ressort 74 représenté à la figure 7, est engagé de manière centrée entre deux dents de la roue 31 , 71 . L'angle β augmente avec la rotation de la roue 31 (courbe C2) ou 71 (courbe co) respectivement dans le sens de la flèche D (figure 1 1 ) ou de la flèche F (figure 7). Dans cet exemple, dans la position dans laquelle β=0 l'organe de positionnement 30 est pré-armé de Aarm=0,1 mm, la rotation d'un pas de la roue dentée 31 correspond à une rotation d'un angle β=18° et l'armage maximum de l'organe de positionnement 30 est de A=0,4mm.
En référence à la figure 14, le moment nécessaire pour amorcer la rotation de la roue 31 ou « moment de démarrage » est approximativement identique dans le cas de l'utilisation de l'organe de positionnement 30 (0,083 N.mm) et dans le cas de l'utilisation du sautoir 70 utilisant un ressort 74 à raideur positive traditionnel (0,084 N.mm). La roue 31 est donc aussi bien maintenue en position par le sautoir utilisant l'organe de positionnement 30 selon le second mode de réalisation de l'invention que par le sautoir 70 de l'art antérieur. Une différence notable est que l'utilisation du sautoir traditionnel (courbe co) engendre un pic de fonctionnement de 0, 135 N.mm qui accentue la consommation d'énergie.
En raison des propriétés de l'organe de positionnement 30 dans la plage de positions prédéterminée utilisée, en particulier en raison de la raideur négative de l'organe de positionnement 30 dans cette plage, le moment nécessaire pour faire tourner la roue 31 d'un pas dans le cas de l'organe de positionnement 30 (courbe C2) ne comporte, quant à lui, aucun pic de fonctionnement. Au contraire, il décroît constamment jusqu'à atteindre une valeur quasi nulle, correspondant au moment nécessaire pour faire tourner la roue 31 lorsque l'élément d'engagement 35 est en regard de la portion tronquée 31 b de la denture 31 1 .
Une fois la portion tronquée 31 b passée, pour un angle β environ égal à 14°, le moment nécessaire pour faire tourner la roue 31 est négatif c'est-à-dire que l'élément d'engagement 35 exerce une force sur la roue 31 et participe ainsi à son repositionnement.
La figure 14 montre donc qu'aussi bien le sautoir selon le second mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 1 1 que le sautoir 70 selon l'art antérieur permettent le repositionnement de la roue dentée 31 , 71 à positionner.
Le dispositif horloger 3 comprenant une roue 31 et un organe de positionnement 30 selon le second mode de réalisation de l'invention permet une diminution de la consommation instantanée maximale d'énergie requise lors de la rotation d'un pas de la roue à positionner par rapport à un sautoir 70 traditionnel utilisant un ressort 74 à raideur positive permettant un maintien en position équivalent.
En outre, sur presque toute l'étendue de la rotation d'un pas de la roue 31 , la consommation d'énergie est moindre dans le cas de l'utilisation de l'organe de positionnement 30 que dans le cas de l'utilisation d'un sautoir 70 selon l'art antérieur. Le dispositif horloger 3 étudié permet donc de diminuer la consommation globale d'énergie lors d'une rotation d'un pas de la roue dentée 31 .
Un tel dispositif horloger 3 présente également l'avantage d'être moins sensible aux chocs linéaires que les sautoirs ou cliquets selon l'art antérieur. Cela est dû au faible poids des parties mobiles de son organe de positionnement 30 que sont les lames élastiques 34 et l'élément d'engagement 35. Cette faible sensibilité aux chocs linéaires peut permettre d'abaisser la valeur du moment de démarrage tout en conservant un bon maintien en cas de chocs linéaires et ainsi de diminuer davantage la consommation globale d'énergie lors d'une rotation d'un pas de la roue dentée 31 .
La faible hauteur des lames 34 permet également de diminuer la hauteur du dispositif 3. Il est ainsi possible de diminuer la hauteur des pièces d'horlogerie comprenant de tels dispositifs.
L'organe de positionnement 30 du dispositif 3 selon le second mode de réalisation de l'invention est typiquement monolithique. Il peut typiquement être fabriqué par les mêmes méthodes que celles décrites pour l'organe de positionnement 10 du dispositif 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention.
Il est à noter que l'organe de positionnement 30 étant un sautoir, la rotation de la roue 31 est autorisée dans les deux sens, à savoir, dans le sens de la flèche D mais également dans le sens de la flèche C (figure 1 1 ) et la courbe représentant le moment de force relevé sur la roue 31 à positionner en fonction de son déplacement angulaire dans le sens opposé à celui étudié serait identique à la courbe C2.
Dans des variantes, le dispositif horloger 3 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention peut comprendre un organe de positionnement de forme différente de celle illustrée aux figures 1 1 et 12. Il peut notamment prendre une forme telle que représentée à la figure 15, à la figure 17, à la figure 19a, à la figure 20, à la figure 21 , à la figure 22, à la figure 23, à la figure 24 ou à la figure 25. Les figures 16 et 18 représentent, respectivement par les courbes C3 et c4 le moment de force nécessaire pour faire tourner une roue dentée telle que la roue 31 positionnée avec un organe de positionnement respectivement tel que représenté aux figures 15 et 17 au cours de la rotation d'un pas de cette roue 31 , comme pour la figure 14. Chacune de ces figures représente également la courbe co de la figure 14 pour comparaison.
L'organe de positionnement 40 représenté à la figure 15 diffère de l'organe de positionnement 30 représenté à la figure 12 en ce que son élément d'engagement 45 est tronqué. Cela permet de diminuer le recul de l'élément d'engagement 45 lors de la rotation d'un pas de la roue 31 à positionner. Les éléments 42, 43, 44 de la variante représentée à la figure 15 correspondent respectivement aux éléments 32, 33, 34 de la variante représentée à la figure 12.
L'organe de positionnement 50 représenté à la figure 17 diffère de l'organe de positionnement 30 représenté à la figure 12 en ce qu'il possède en outre des lames 59 travaillant en flexion. Cela permet d'améliorer le repositionnement de la roue 31 par l'organe de positionnement 30 à la fin d'un pas. Les éléments 52, 53, 54, 55 de la variante représentée à la figure 17 correspondent respectivement aux éléments 32, 33, 34, 35 de la variante représentée à la figure 12.
L'organe de positionnement 90 représenté à la figure 21 diffère de l'organe de positionnement 30 représenté à la figure 12 en ce qu'il possède une unique lame élastique 94 travaillant en flambage en remplacement de la paire de lames élastiques 34. Les éléments 92, 93, 95 de la variante représentée à la figure 21 correspondent respectivement aux éléments 32, 33, 35 de la variante représentée à la figure 12. L'élément rigide 93 peut éventuellement être guidé le long de la droite (d) précédemment définie par le biais d'un système de guidage incluant par exemple un doigt et une rainure. En l'absence d'un tel système de guidage, la lame élastique 94 de l'organe de positionnement 90 ne se comporte pas comme un bistable mais possède cependant une raideur négative sur une plage de positions prédéterminée de l'élément d'engagement 95.
L'organe de positionnement 1 10 représenté à la figure 22 diffère de l'organe de positionnement 90 représenté à la figure 21 en ce que son élément rigide 1 13 et donc son élément d'engagement 1 15 interrompent la lame élastique 1 14 en dehors de sa partie centrale, en l'occurrence environ aux 3/8 de la longueur de ladite lame 1 14. L'excentration de l'élément rigide 1 13 sur la lame élastique 1 14 diminue l'intensité de la force générée par l'organe élastique comprenant cette lame 1 14, cependant l'organe élastique conserve une raideur négative sur une plage de positions prédéterminée de l'élément d'engagement 1 15 par rapport au support 1 12.
L'organe de positionnement 120 représenté à la figure 23 est une variante de l'organe de positionnement intermédiaire entre celle représentée à la figure 12 et celle représentée à la figure 21 . L'organe de positionnement 120 selon cette variante comprend un organe élastique comprenant d'un côté de son élément rigide 123 une demi-lame 124a et de l'autre côté de son élément rigide 123 une paire de demi-lames 124b. Les éléments 122, 123, 125 de la variante représentée à la figure 120 correspondent respectivement aux éléments 32, 33, 35 de la variante représentée à la figure 12.
L'organe de positionnement 130 représenté à la figure 24 diffère de l'organe de positionnement 90 représenté à la figure 21 en ce que sa lame élastique 134 comprend de part et d'autre de son élément rigide 133, plus précisément au niveau de chacune des jonctions de sa lame élastique 134 avec le support 132, une articulation 136, typiquement élastique, augmentant la flexibilité de la lame 134 au niveau desdites jonctions. Cela a pour conséquence de diminuer l'intensité de la force générée par l'organe élastique comprenant cette lame 134, cependant, l'organe élastique conserve une raideur négative sur une plage de positions prédéterminée de l'élément d'engagement 135 par rapport au support 132. Les éléments 132, 133, 135 de la variante représentée à la figure 24 correspondent respectivement aux éléments 92, 93, 95 de la variante représentée à la figure 21 . En variante, un tel organe de positionnement 130 peut ne comprendre qu'une seule articulation 136, au niveau d'une seule des jonctions de sa lame élastique 134 avec son support 132.
L'organe de positionnement 140 illustré à la figure 25 se distingue de l'organe de positionnement 90 représenté à la figure 21 en ce qu'il n'est pas monolithique mais obtenu par assemblage de deux pièces, chacune de ces pièces définissant une partie 142a, 142b du support 142, une demi-lame 144a, 144b et une partie 143a, 143b de l'élément rigide 143 comprenant l'élément d'engagement 145. Cette variante permet d'augmenter la hauteur de l'élément rigide 143 sans modifier la hauteur de l'organe élastique 144.
L'organe de positionnement 60 représenté à la figure 19a diffère de l'organe de positionnement 90 représenté à la figure 21 en ce que son élément rigide 63 et en particulier son élément d'engagement 65 ne sont pas symétriques. L'élément d'engagement 65 définit deux plans inclinés formant un angle de 145° entre eux dont un premier plan forme un angle de 60° avec la droite (d) et un second plan forme un angle de 85° avec la droite (d), comme illustré à la figure 19b. La différence de pente des plans inclinés permet d'avoir un moment de démarrage faible avec la pente de 85° et donc une consommation d'énergie peu importante pour amorcer la rotation de la roue 31 . De plus, cela permet de limiter l'effort tangentiel sur le sautoir. La pente de 60° permet un bon repositionnement de la roue. Les éléments 62 et 64 de la variante représentée à la figure 19a correspondent respectivement aux éléments 92 et 94 de la variante représentée à la figure 21 .
L'organe de positionnement 80 représenté à la figure 20 diffère de l'organe de positionnement 30 représenté à la figure 12 en ce qu'il comprend une paire de demi-lames élastiques 84 en remplacement de la paire de lames élastiques 34. Les éléments 82 et 83 de la variante représentée à la figure 20 correspondent respectivement aux éléments 32 et 33 de la variante représentée à la figure 12. Cependant, l'élément rigide 83 comprend une protubérance 87 en appui contre une butée 86. Le fait que ces éléments soient en appui l'un contre l'autre permet de guider l'élément d'engagement 85 le long de la droite (d) passant de préférence par le centre de la roue 31 . On peut aussi envisager un système élastique pour un guidage en translation qui permet d'éviter les frottements entre la protubérance 87 de l'élément rigide 83 et la butée 36.
Comme cela est visible sur les figures 14, 16 et 18, les différentes variantes de l'organe de positionnement utilisable dans le dispositif 3 selon le second mode de réalisation de l'invention permettent de positionner efficacement la roue 31 à positionner avec une diminution de la consommation d'énergie globale lors de la rotation d'un pas de ladite roue 31 . Ces différentes variantes présentent en outre les mêmes avantages que ceux associés à la variante présentée dans la figure 1 1 . Elles permettent notamment de supprimer le pic de consommation d'énergie se produisant lors de la rotation d'un pas de la roue 31 à positionner avec un sautoir traditionnel utilisant un ressort à raideur positive permettant un maintien en position équivalent.
Il apparaît clairement à l'homme du métier que la présente invention n'est en aucun cas limitée aux modes de réalisation présentés ci-dessus et illustrés aux figures. En particulier, il est clair que les caractéristiques des différentes variantes de l'organe de positionnement 30, 40, 50, 60, 80, 90, 1 10, 120, 130, 140 du dispositif 3 selon le second mode de réalisation de l'invention décrites peuvent être combinées.
Il est en outre très bien envisageable de réaliser un dispositif horloger selon l'invention comprenant un organe élastique de structure différente de celles présentées. En effet, n'importe quel organe élastique possédant une raideur négative ou nulle sur au moins un intervalle de positions peut convenir. Quel que soit le mode de réalisation de l'invention, à tout dispositif selon l'invention considéré au repos est associée une valeur de moment de force permettant d'amorcer la rotation de la roue dentée à positionner.
Avantageusement, quel que soit le mode de réalisation de l'invention, lors du fonctionnement normal du dispositif, le composant denté est en permanence en contact avec l'organe de positionnement. Cela confère au dispositif de bonnes propriétés d'indexation, de positionnement et de repositionnement.
La roue dentée à denture tronquée utilisée dans les différentes variantes de l'invention présentées est préférée car elle permet de limiter le recul de l'élément d'engagement de l'organe de positionnement lorsqu'elle effectue une rotation d'un pas. Cependant, elle peut aisément être remplacée par une roue dentée classique telle qu'une étoile ou par une roue à dents asymétriques. Dans tous les cas, les deux plans inclinés de l'élément d'engagement présentent avantageusement deux points d'appui respectifs avec la denture de la roue lorsque cette dernière est en position de repos (a=0° ou β=0°).
L'homme du métier peut en outre remplacer la roue dentée à positionner de l'un ou l'autre des deux modes de réalisation décrits par tout autre composant denté tel qu'une crémaillère ou tel qu'une couronne, par exemple d'affichage, à denture intérieure.
L'angle entre les deux plans inclinés définis par l'élément d'engagement de l'organe de positionnement est typiquement compris entre 120° et 170° mais peut être différent.
Le dispositif horloger selon l'une quelconque des variantes présentées a pour avantage de supprimer le pic de consommation d'énergie observé dans les sautoirs et cliquets traditionnellement utilisés. Il permet également de diminuer voire d'annuler les frottements au sein de l'organe de positionnement, notamment lorsqu'il est monolithique, ce qui conduit à une diminution de son usure. En outre, un tel dispositif permet de diminuer le nombre de composants dans un mécanisme horloger utilisant des cliquets ou sautoirs ce qui a pour conséquence une augmentation de sa fiabilité. Le dispositif selon l'invention est peu sensible aux chocs linéaires et permet avantageusement une diminution de la consommation globale d'énergie lors de la rotation d'un pas de sa roue.
L'invention concerne également une pièce d'horlogerie telle qu'une montre- bracelet ou une montre de poche comprenant un tel dispositif horloger.

Claims

REVENDICATIONS
Dispositif horloger (1 ; 3) comprenant un composant denté (11 ; 31 ) et un organe de positionnement (10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 80 ; 90 ; 110 ; 120 ; 130 ; 140), ledit organe de positionnement (10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60; 80; 90; 110; 120; 130; 140) comprenant un élément d'engagement (15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 115 ; 125 ; 135 ; 145), un support (12 ; 22 ; 32 ; 42 ; 52 ; 62 ; 82 ; 92 ; 112 ; 122 ; 132 ; 142) et un organe élastique (14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 114 ; 124 ; 134 ; 144) pré-armé reliant l'élément d'engagement (15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 115 ; 125 ; 135 ; 145) au support (12 ; 22 ; 32 ; 42 ; 52 ; 62 ; 82 ; 92 ; 112 ; 122 ; 132 ; 142), le composant denté (11 ; 31 ) pouvant prendre différentes positions de repos consécutives, l'élément d'engagement (15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 115 ; 125; 135; 145) étant agencé pour que, dans chacune desdites positions de repos, il soit engagé entre deux dents consécutives de la denture (111 ; 311) du composant denté (11 ; 31) et maintenu entre ces deux dents par l'organe élastique (14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 114 ; 124 ; 134 ; 144) de sorte qu'il maintienne ledit composant denté (11 ; 31 ) dans la position de repos considérée, et pour que, lors d'un déplacement d'un pas du composant denté (11 ; 31) d'une position de repos à la position de repos suivante, l'élément d'engagement (15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 115 ; 125 ; 135 ; 145) soit soulevé par une desdites deux dents contre l'action de l'organe élastique (14; 24; 34; 44; 54; 64; 84; 94; 114; 124; 134; 144) et se positionne ensuite entre cette dent et une autre dent consécutive de manière à ce qu'il maintienne le composant denté (11 ; 31) dans ladite position de repos suivante, caractérisé en ce que l'organe de positionnement (10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 80 ; 90 ; 1 10 ; 120 ; 130 ; 140) est agencé pour que, lors dudit déplacement d'un pas du composant denté (1 1 ; 31 ), l'élément d'engagement (15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 1 15 ; 125 ; 135 ; 145) se déplace dans une plage prédéterminée de positions par rapport au support (12 ; 22 ; 32 ; 42 ;
52 ; 62 ; 82 ; 92 ; 1 12 ; 122 ; 132 ; 142), la raideur de l'organe élastique (14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 1 14 ; 124 ; 134 ; 144) étant nulle ou négative dans au moins une partie de la plage prédéterminée.
Dispositif horloger (1 ; 3) selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la raideur de l'organe élastique (14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 1 14 ; 124 ; 134 ; 144) est nulle ou négative dans sensiblement toute la plage prédéterminée.
Dispositif horloger (1 ; 3) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la raideur de l'organe élastique (14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ;
94 ; 1 14 ; 124 ; 134 ; 144) est négative dans sensiblement toute la plage prédéterminée.
Dispositif horloger (1 ; 3) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit organe élastique comprend au moins une lame élastique (14 ; 24 ; 34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 1 14 ; 124 ; 134 ; 144) reliant l'élément d'engagement (15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ;
95 ; 1 15 ; 125 ; 135 ; 145) au support (12 ; 22 ; 32 ; 42 ; 52 ; 62 ; 82 ; 92 ; 1 12 ; 122 ; 132 ; 142).
5. Dispositif horloger (1 ; 3) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément d'engagement (15 ; 25) est guidé en rotation par rapport au support (12 ; 22) par l'organe élastique (14 ; 24).
Dispositif horloger (1 ) selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'organe élastique (14 ; 24) est conçu pour exercer un moment de rappel élastique sensiblement constant sur une plage de positions angulaires de l'élément d'engagement (15 ; 25) par rapport au support (12 ; 22) d'au moins 10°, de préférence d'au moins 15°, de préférence au moins 20°, ladite plage prédéterminée étant située en partie au moins dans cette plage.
Dispositif horloger (1 ) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'organe de positionnement (10 ; 20) comprend en outre une serge (13 ; 23) reliée au support (12 ; 22) par l'organe élastique (14 ; 24) et portant l'élément d'engagement (15 ; 25).
Dispositif horloger (1 ) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la serge (13 ; 23) est en forme d'arc de cercle.
Dispositif horloger (1 ) selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un dispositif (18) de centrage du support (12 ; 22) par rapport à la serge (13 ; 23).
Dispositif horloger (1 ) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une butée (16), typiquement fixée sur un bâti (100) sur lequel est fixé le support (12 ; 22), la serge (13 ; 23) étant agencée pour coopérer avec ladite butée (16) pour pré-armer l'organe élastique (14 ; 24). Dispositif horloger (1 ) selon l'une des revendications 5 à 10, lorsque la revendication 5 dépend de la revendication 4, caractérisé en ce que la ou chacune des lames élastiques (14 ; 24) est de forme sinueuse.
Dispositif horloger (1 ) selon l'une des revendications 5 à 1 1 , lorsque la revendication 5 dépend de la revendication 4, caractérisé en ce que la forme géométrique de la ou de chaque lame élastique (14 ; 24) est une courbe de Bézier ou une succession de courbes de Bézier.
Dispositif horloger (3) selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'organe de positionnement (30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 80 ; 90 ; 1 10 ; 120 ; 130 ; 140) comprend un élément rigide (33 ; 43 ; 53 ; 63 ; 83 ; 93 ; 1 13 ; 123 ; 133 ; 143) mobile définissant l'élément d'engagement (35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 1 15; 125 ; 135 ; 145) et en ce que ladite au moins une lame élastique (34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 1 14 ; 124 ; 134 ; 144) relie l'élément rigide (33 ; 43 ; 53 ; 63 ; 83 ; 93 ; 1 13 ; 123 ; 133 ; 143) au support (32 ; 42 ; 52 ; 62 ; 82 ; 92 ; 1 12 ; 122 ; 132 ; 142) et est agencée pour travailler en flambage .
Dispositif horloger (3) selon la revendication 13, caractérisé en ce que ladite au moins une lame élastique comprend au moins une lame élastique préformée flambée (34 ; 44 ; 54 ; 64 ; 84 ; 94 ; 1 14 ; 124 ; 134) ou préformée en V.
Dispositif horloger (3) selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que l'organe de positionnement (50) comprend en outre au moins une lame (59) agencée pour travailler en flexion pour améliorer le repositionnement du composant denté (31 ) par ledit organe de positionnement (50).
16. Dispositif horloger (3) selon l'une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que ledit élément rigide (33 ; 43 ; 53 ; 63 ; 83 ; 93) est mobile le long d'une droite (d).
17. Dispositif horloger (3) selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'ensemble comprenant la ou les lame(s) élastique(s) (34 ; 44 ; 54 ; 94) et l'élément rigide (33 ; 43 ; 53 ; 93) est symétrique par rapport à ladite droite (d).
18. Dispositif horloger (1 ; 3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément d'engagement (15 ; 25 ; 35 ; 45 ; 55 ; 65 ; 85 ; 95 ; 1 15 ; 125 ; 135 ; 145) comprend deux plans inclinés formant entre eux un angle compris de préférence entre 120° et 170° et pointant en direction de la denture (1 1 1 ; 31 1 ).
19. Dispositif horloger (1 ; 3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite denture (1 1 1 ; 31 1 ) comprend des dents tronquées.
20. Dispositif horloger (1 ; 3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit composant denté est une roue (1 1 ; 31 ). 21 . Dispositif horloger (1 ; 3) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit organe de positionnement (10 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 80 ; 90 ; 1 10 ; 120 ; 130) est monolithique.
22. Pièce d'horlogerie comprenant un dispositif horloger (1 ; 3) selon l'une des revendications précédentes.
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