FR3131016A1 - Engrenage de remontoir - Google Patents

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Abstract

Engrenage de remontoir. Engrenage de remontoir (1) comportant un pignon de remontoir (2) et une roue dentée (3) comportant des dentures droites sous la forme de dents (30), ledit pignon de remontoir (2) s’étendant perpendiculairement à ladite roue dentée (3) et comportant un axe de rotation (AA’), ledit pignon (2) comportant des dents (20) configurées pour entrainer les dents (30) de ladite roue dentée (3), caractérisé par le fait que chaque dent (20) du pignon de remontoir (2) est portée par un plan (PD) formant un même angle (α) non nul avec l’axe de pignon (AA’), et en ce que les dents (20) du pignon de remontoir (2) présentent un profil configuré pour que la dent (20) vienne en contact sur au moins une ligne ou une surface avec une dent (30) de ladite roue dentée (3) lorsque le pignon de remontoir (2) entraine la roue dentée (3). Figure pour l’abrégé : Fig.6

Description

Engrenage de remontoir
Le domaine technique concerne celui des mouvements d’engrenage d’une montre, et plus précisément celui des mouvements liés à un engrenage de type pignon et roue dentée.
Un domaine technique particulier concerne celui des engrenages de type pignon et roue dentée utilisés pour des montres à remontage manuel, et de manière plus avantageuse pour effectuer ledit remontage manuel.
De manière générale, dans un engrenage de type pignon et roue dentée, il est choisi un ratio entre les dimensions du pignon et de la roue dentée, et plus particulièrement entre le nombre de dents du pignon et le nombre de dents de la roue dentée. Ainsi, si le ratio nombre de dents pignon par rapport au nombre de dents de la roue dentée est important, proche de 1, le pignon peut entrainer facilement la roue dentée et transmettre de ce fait facilement un couple d’effort depuis le pignon à la roue dentée.
Dans le cas d’un ratio nombre de dents pignon par rapport au nombre de dents de la roue dentée faible, par exemple de l’ordre de 0.25 ou 1/4, le pignon entraine lentement la roue dentée. Une transmission d’un couple d’effort est alors plus ardue.
C’est notamment le cas pour un engrenage utilisé au niveau d’un dispositif pour remonter une montre à remontage manuel tel que décrit ci-avant. Un remontoir comporte une tige s’étendant par un pignon de remontoir, un engrenage de remontoir étant alors formé dudit pignon de remontoir et d’une roue dentée, les dents du pignon de remontoir coopérant avec les dents de la roue dentée pour que le pignon de remontoir en pivotant entraine le pivotement de la roue dentée lorsque la tige de remontoir est tournée. Le pivotement de la roue dentée permet de mettre un ressort de la montre sous tension et d’emmagasiner ainsi de l’énergie mécanique permettant de faire fonctionner la montre correspondante. Il est à noter que le mouvement de pivotement se fait habituellement à l’encontre d’une force de rappel.
Un ratio faible nombre de dents pignon par rapport au nombre de dents de la roue dentée est ressenti par un utilisateur venant tourner la tige du remontoir, le remontage nécessite un effort important de la part de l’utilisateur pour remonter sa montre manuellement.
De manière connue, un tel couple pignon de remontoir/ roue dentée comporte des dentures droites, avec un pignon s’étendant perpendiculairement à la roue dentée.
Par denture droite, on désigne de manière connue une denture dans laquelle chaque dent s’étend radialement sur la périphérie du pignon ou de la roue dentée.
Ces dents sont portées par le plan directeur du pignon ou de la roue dentée, la section du projeté d’une dent sur le plan directeur du pignon ou de la roue dentée peut présenter une forme connue épicycloïde.
La section du projeté d’une dent sur le plan directeur du pignon ou de la roue dentée peut alternativement présenter des bords latéraux de dents parallèles entre eux, l’extrémité libre de la dent se terminant en ogive avec une pointe à 90 degrés, les parois latérales de l’ogive poursuivant tangentiellement les bords latéraux.
Un chanfrein peut relier la base de la dent au pignon ou à la roue dentée respectif ou respective.
En fait, chaque dent respectivement du pignon ou de la roue dentée présente de manière connue une forme suivant, pour chaque côté de dent, une courbe portée par le plan directeur respectivement dudit pignon ou de ladite roue dentée. Les courbes de chaque dent peuvent se rejoindre pour former un angle.
La forme particulière des dents permet, dans un engrenage d’horlogerie comportant des dentures droites et lorsque le pignon et la roue dentée sont portés par des plans directeurs parallèles entre eux, et plus particulièrement confondus, à ce qu’il y ait, durant toute la rotation du pignon, un contact sur au moins une ligne ou une surface d’une dent avec une dent de la roue dentée. Ce contact sur au moins une ligne ou une surface permet de transmettre une force d’un pignon à une roue dentée.
Cette forme suit des règles de construction connues et largement documentées, comme par exemple dans l’ouvrage « Conception et calcul des éléments de machines » Version 1 Juin 2006, De L’école d'Ingénieurs de Fribourg (E.I.F.) Section De Mécanique, écrit Par G.R. Nicolet.
Les dents du pignon de remontoir et de la roue dentée associée peuvent de manière connue être de forme identique.
Comme énoncé ci-avant, il est connu de transmettre un mouvement à une roue dentée dont l’axe de rotation est à 90° du pignon de remontoir, la roue dentée et le remontoir comportant des dentures droites.
Cette configuration, utilisée pour remonter un ressort d’une montre à remontage manuel, présente cependant plusieurs inconvénients.
Tout d’abord, comme énoncé plus haut, le remontage nécessite un effort important de la part de l’utilisateur pour remonter sa montre manuellement.
Dans les autres mouvements qui utilisent aussi une denture droite, le problème peut être masqué en augmentant le ratio nombre de dents pignon par rapport au nombre de dents de la roue dentée pour se rapprocher de 1.
Mais dans un encombrement de montre notamment au niveau du remontoir, ajouter une démultiplication après la roue dentée pour palier au problème nécessiterait d’augmenter la taille du mécanisme et nuirait à l’esthétisme compact et plat de la montre.
Un autre inconvénient tient dans le fait que la forme particulière des dents ne permet pas un appui d’une dent de pignon sur une dent de la roue dentée sur au moins une ligne ou une surface. L’appui se fait sur juste un point de contact.
Il en résulte que les efforts transmis entre le pignon de remontoir et la roue dentée, qui sont importants au regard de la taille des éléments constitutifs de l’engrenage et notamment des dents, uniquement sur un point de contact, occasionnent une usure ou un matage des dents ponctuel. Cela est préjudiciable au bon fonctionnement du mécanisme, et cela augmente la fréquence des réparations à effectuer sur la montre.
En outre, la roue dentée doit être maintenue précisément en position par des organes de maintien, pour s’assurer que le contact se fasse bien avec le pignon, ce qui augmente le nombre de pièces et le risque d’usure.
L’invention cherche donc à proposer un engrenage de remontoir constitué d’un pignon de remontoir et d’une roue dentée ne présentant pas les inconvénients de l’art antérieur, tout en restant simple et sans nécessiter de pièce supplémentaire.
À cet effet, l’invention concerne un engrenage de remontoir comportant un pignon de remontoir et une roue dentée, la roue dentée comportant des dentures droites sous la forme de dents, le pignon de remontoir s’étendant perpendiculairement à ladite roue dentée, ledit pignon de remontoir comportant un axe de rotation dit axe de pignon, ledit pignon de remontoir comportant des dents configurées pour entrainer les dents de ladite roue dentée, caractérisé par le fait que chaque dent du pignon de remontoir est portée par un plan formant un même angle non nul avec l’axe de pignon, et en ce que les dents du pignon de remontoir présentent un profil configuré pour que la dent vienne en contact sur au moins une ligne ou une surface avec une dent de ladite roue dentée lorsque le pignon de remontoir entraine la roue dentée.
Cela permet de transmettre plus efficacement la force de rotation en évitant que le contact entre le pignon de remontoir et la roue dentée ne soit que ponctuel.
Avantageusement, les plans portant chaque dent du pignon de remontoir forment un angle avec l’axe de pignon compris entre 15 et 20 degrés, intervalles compris.
Cela permet de maximiser la taille de la ligne ou de la surface en contact, tout en gardant un jeu de fonctionnement satisfaisant.
Avantageusement, les plans portant chaque dent du pignon de remontoir forment un angle avec l’axe de pignon de 18 degrés à 0.5 degrés près.
Cet angle permet d’obtenir la ligne ou la surface de contact la plus importante, et ainsi transmettre plus efficacement la force de rotation.
Avantageusement, les dents de la roue dentée présentent un profil épicycloïde.
Avantageusement, les dents du pignon de remontoir présentent une excroissance latérale sur la face apte à venir être mise en contact avec la dent de ladite roue dentée lorsque le pignon de remontoir entraine la roue dentée.
Cela permet que l’effort reste au maximum perpendiculaire à l’axe de rotation de la roue dentée lorsque le pignon de remontoir entraine la roue dentée et d’éviter d’avoir une résultante propre à soulever la roue dentée.
Avantageusement, la roue dentée comporte 26 dents et le pignon de remontoir comporte 13 dents.
D’autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre se référant aux dessins ci-joints illustrant des exemples de réalisation et dans lesquels :
est une vue schématique partielle en perspective avant d’un engrenage de remontoir comportant une roue dentée et un pignon de remontoir selon l’art antérieur ;
est une vue schématique partielle en perspective avant d’une partie d’un engrenage de remontoir comportant une roue dentée et un pignon de remontoir selon l’invention ;
est une vue schématique arrière du pignon de remontoir seul de la ;
est une vue schématique de côté du pignon de remontoir seul de la ;
est une vue schématique avant de l’engrenage de remontoir de la ;
est une vue schématique de dessus de l’engrenage de remontoir de la ;
est une vue schématique du profil d’une dent du pignon de remontoir projetée sur un plan perpendiculaire au plan portant cette dent.
L’invention concerne un engrenage de remontoir 1, comportant un pignon de remontoir 2 et une roue dentée 3.
Un avant et un arrière de l’engrenage de remontoir 1 est défini, l’avant étant la face visible sur la . Ainsi, l’avant du pignon de remontoir 2 est visible sur la et l’arrière dudit pignon de remontoir 2 est illustré par la .
La droite et le bas de l’engrenage 1 en référence à la correspond à la droite et au bas de la .
Cet engrenage de remontoir 1 est configuré pour être inclus dans une montre mécanique à remontage manuel, non illustrée ici.
Le pignon de remontoir 2 est configuré pour être actionné en rotation autour d’un axe de pignon AA’, notamment par une tige de remontoir non illustrée ici. Il est porté par un plan directeur du pignon PP.
La roue dentée 3 est configurée pour être entrainée par le pignon de remontoir 2 et pivoter autour d’un axe de roue BB’. Elle est portée par un plan directeur de la roue PR. Elle est configurée pour transmettre une force permettant d’accumuler de l’énergie mécanique dans la montre, par exemple en comprimant un ressort.
La roue dentée 3 est maintenue en position dans le sens vertical par des organes de maintien, non illustrés ici, pour éviter que la roue dentée 3 ne se soulève et que la roue dentée 3 ne soit plus en contact avec le pignon 2.
L’entrainement de la roue dentée 3 se fait par la rotation du pignon de remontoir 2, dans un sens horaire sur la .
La roue dentée 3 comporte vingt-six (26) dents 30 disposées régulièrement et radialement sur la périphérie de la roue dentée 3. Ces dents 30 sont portées par le plan directeur de la roue PR. Le profil de ces dents 30, obtenu par projection desdites dents sur le plan directeur de la roue PR, est épicycloïde. Ces dents sont symétriques ici. Toutes les dents 30 de la roue dentée 3 présentent un profil identique.
Le pignon de remontoir 2 comporte treize (13) dents 20 disposées régulièrement et radialement sur la périphérie du pignon de remontoir 2. Chaque dent 20 est portée par un plan PD faisant, avec l’axe de pignon AA’ et le plan directeur du pignon PP, un angle non nul. En fait, chaque plan PD portant chaque dent fait un angle α avec l’axe de pignon AA’ compris entre 15 et 20 degrés, comme illustré sur les figures 4 et 6. Également, chaque plan PD portant chaque dent 20 fait avec le plan directeur du pignon PP un angle complémentaire à l’angle α compris entre 70 et 75 degrés Plus particulièrement, selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, chaque plan PD portant chaque dent 20 fait un angle α avec l’axe de pignon AA’ de 18 degrés, à un demi (0.5) degrés près, comme illustré sur les figures 4 et. Également, chaque plan PD portant chaque dent 20 fait avec le plan directeur du pignon PP un angle complémentaire à l’angle α de 72 degrés, à un demi (0.5) degrés près. Toutes les dents 20 du pignon de remontoir 2 présentent un même profil.
Le profil de ces dents 20, obtenu par projection desdites dents 20 sur le plan portant la dent 20 correspondante, permet à ces dents 20, par leurs dimensions, leurs formes et leurs profils, qu’une dent 20 vienne en contact sur au moins une ligne ou une surface avec une dent 30 de ladite roue dentée 3 lorsque le pignon de remontoir 2 entraine la roue dentée 3.
Ce profil de ces dents 20 est asymétrique, comme illustré sur les figures et plus particulièrement la . Les dents 20 du pignon de remontoir 2 présentent notamment une excroissance latérale 21 sur la face de la dent 20 apte à venir être mise en contact avec la dent 30 de ladite roue dentée 3 lorsque le pignon de remontoir 2 entraine la roue dentée 3.
Cette excroissance latérale 21 et le profil de la dent 20 de pignon de remontoir 2, du fait de ce profil comme illustré sur la , permet d’assurer une force d’appui des dents 20 du pignon de remontoir 2 sur les dents 30 de la roue dentée 3, perpendiculairement à l’axe de rotation BB’ de la roue dentée lorsque le pignon de remontoir 2 entraine la roue dentée 3. La force d’appui est ainsi orientée en direction de la droite sur la .
La roue dentée 3 n’est pas poussée par le pignon de remontoir 2 vers le haut de l’engrenage 1 lorsque le pignon de remontoir 2 entraine la roue dentée 3.
Selon un mode de réalisation alternatif non illustré ici, le profil des dents 20 du pignon de remontoir 2 et les excroissances correspondantes permettent d’assurer une force d’appui des dents 20 du pignon de remontoir 2 sur les dents 30 de la roue dentée 3 orientée vers la droite et légèrement vers le bas de l’engrenage 1.
La roue dentée 3 est ainsi poussée par le pignon de remontoir 2 vers le bas de l’engrenage 1 lorsque le pignon de remontoir 2 entraine la roue dentée 3.
Ce profil de ces dents 20 de pignon de remontoir 2, illustré sur les figures et plus particulièrement la , permet de transmettre mieux les efforts que les dents de pignon de remontoir de l’art antérieur illustrées sur la , et évite un contact uniquement ponctuel entre le pignon et la roue dentée.
La transmission de l’effort pour remonter manuellement la montre est facilitée par l’engrenage 1 selon l’invention, et ledit engrenage 1 s’use moins vite.

Claims (6)

  1. Engrenage de remontoir (1) comportant un pignon de remontoir (2) et une roue dentée (3), ladite roue dentée (3) comportant des dentures droites sous la forme de dents (30), ledit pignon de remontoir (2) s’étendant perpendiculairement à ladite roue dentée (3), ledit pignon de remontoir (2) comportant un axe de rotation (AA’) dit axe de pignon, ledit pignon de remontoir (2) comportant des dents (20) configurées pour entrainer les dents (30) de ladite roue dentée (3), caractérisé par le fait que chaque dent (20) du pignon de remontoir (2) est portée par un plan (PD) formant un même angle (α) non nul avec l’axe de pignon (AA’), et en ce que les dents (20) du pignon de remontoir (2) présentent un profil configuré pour que la dent (20) vienne en contact sur au moins une ligne ou une surface avec une dent (30) de ladite roue dentée (3) lorsque le pignon de remontoir (2) entraine la roue dentée (3).
  2. Engrenage de remontoir (1) selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les plans (PD) portant chaque dent (20) du pignon de remontoir (2) forment un angle (α) avec l’axe de pignon (AA’) compris entre 15 et 20 degrés, intervalles compris.
  3. Engrenage de remontoir (1) selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé par le fait que les plans (PD) portant chaque dent (20) du pignon de remontoir (2) forment un angle (α) avec l’axe de pignon (AA’) de 18 degrés, à 0.5 degrés près.
  4. Engrenage de remontoir (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les dents (30) de la roue dentée (3) présentent un profil épicycloïde.
  5. Engrenage de remontoir (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les dents (20) du pignon de remontoir (2) présentent une excroissance latérale (21) sur la face apte à venir être mise en contact avec la dent (30) de ladite roue dentée (3) lorsque le pignon de remontoir (2) entraine la roue dentée (3).
  6. Engrenage de remontoir (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la roue dentée (3) comporte 26 dents (30) et le pignon de remontoir (2) comporte 13 dents (20).
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