PIECE D'HORLOGERIE
La présente invention se rapporte à une pièce d' horlogerie comprenant un bâti, un mécanisme de transmission présen- tant un train d'engrenage de transmission entraîné à partir d'un mobile monté sur le bâti, et comprenant deux parties amont, respectivement aval, réparties sur au moins deux supports montés pivotants autour de deux axes d' articulations respectifs dont l'un est situé entre le bâti et un support et dont l'autre est situé entre les deux supports, un dispositif de correction à différentiel pour neutraliser les déplacements angulaires induits dans le rouage de transmission par les déplacements desdits supports autour de leurs axes respectifs . On a déjà proposé dans le EP 1 615 085 un mécanisme de correction d'assiette d'un dispositif réglant balancier-spiral qui est inspiré des dispositifs de correction d'assiette à double cardan utilisés dans les chronomètres de marine pour le maintenir constamment en position horizontale. Le mécanisme décrit dans ce document a besoin d'un différentiel de correction associé à chaque axe d'articulation. Un différentiel est un dispositif qui occupe de la place et qui entraîne une perte d'énergie transmise. Or, dans une pièce d'horlogerie, en particulier lorsqu'il s'agit d'une montre bracelet la place et l'énergie disponible sont toutes deux réduites .
Pour que la transmission d'énergie perturbe peu la position horizontale du support il est nécessaire d'avoir une certaine masse du contrepoids et donc un certain volume de ce contrepoids. Le fait d'ajouter de nombreuses roues et un différentiel sur le support médian qui doit pouvoir décrire un cercle complet autour du support interne augmente le volume global occupé par le système. De plus le train d'engrenage de
la transmission et celui de la correction sont très différents, les jeux et les rattrapages de jeux lors des changements de sens de rotation ne se font pas forcément dans le même sens, créant des variations perturbatrices de la correc- tion.
Le but de la présente invention est de remédier, au moins en partie, à ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention a pour objet une pièce d'horlogerie du type mentionné ci-dessus dans laquelle le dispositif de correction à différentiel comporte un mobile de référence coaxial à chacun desdits axes d'articulation, dont chacun est aussi coaxial à un mobile du train d'engrenage de transmission, une liaison cinématique entre les deux mobiles de référence et une liaison cinématique entre les deux mobiles de transmission, les rapports d'engrenage étant égaux en tous points entre ces deux liaisons cinématiques, l'un desdits mobiles de références étant solidaire de l'axe d'articulation dont il est coaxial et l'autre étant monté pivotant autour de l'axe d'articulation dont il est coaxial, une liaison cinématique entre cet autre mobile de référence et une entrée du différentiel dont l'autre entrée est en liaison cinématique avec la partie amont du train d'engrenage de transmission associée à l'un desdits supports, un ou des mobiles inverseurs dans l'une desdites liaisons cinématiques pour inverser les rotations relatives aux deux entrées du différentiel, dont la sortie est en liaison cinématique avec la partie aval du rouage de transmission associée à l'autre desdits supports.
Grâce à ce dispositif de correction, il est possible non seulement de neutraliser les mouvements du rouage de transmission autour de deux axes d'articulation avec un seul différentiel, mais de neutraliser les mouvements du rouage de transmission autour d'un nombre quelconque d'axes à l'aide
d'un seul différentiel. Grâce à cette particularité, l'invention n'est pas limitée à la seule correction de l'assiette du dispositif régulateur, même si cette correction présente un intérêt évident, mais offre d'autres possibilités encore in- connues jusqu'ici.
Avantageusement, un rouage inverseur et un différentiel avec satellite inverseur permettent d'annuler en une fois les rotations des articulations, ne transmettant à la sortie que le mouvement généré par la transmission. Les particularités du dispositif de correction de la pièce d'horlogerie objet de la présente invention apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante, qui sera faite à l'aide des dessins annexés qui illustrent, schématiquement et à titre d'exemple, trois formes d' exécu- tion ainsi qu'une variante de cette pièce d'horlogerie.
La figure 1 est une vue en coupe selon les deux axes d'articulation d'un schéma de principe de la première forme d' exécution; la figure 2 est une vue en coupe semblable à la figure 1 d'une deuxième forme d'exécution; la figure 3 est une vue en coupe semblable aux vues précédentes d'une variante de la figure 1; la figure 4 est une vue en coupe semblable aux vues précédentes d'une troisième forme d'exécution. La figure 1 est une représentation très schématique d'une partie du rouage de finissage d'une pièce d'horlogerie, de la roue des secondes à la roue d'échappement. La grande moyenne ou roue de centre, la roue de moyenne et le barillet, d'une part et l'échappement et le balancier-spiral, d'autre part n'ont pas été représentés.
La pièce d' horlogerie comporte un bâti 1 sur lequel un premier cadre support 2 est monté pivotant autour d'un axe Ai. A cet effet, un premier arbre 3 centré sur l'axe Ax est
solidaire du bâti 1 et est librement engagé dans une ouverture qui traverse une première face du cadre 2. Un pivot 4, est solidaire d'une seconde face opposée du cadre 2. Ce pivot 4 occupe sur la seconde face du cadre 2 une position correspondant à celle occupée par l'ouverture traversant la première face. Ce pivot 4 est engagé librement dans une ouverture 5 du bâti 1, centrée sur l'axe Ai.
Un second cadre support 6 est monté sur le premier cadre support 2 autour d'un axe de pivotement A2 orthogonal à l'axe Ai. A cet effet, un pivot 7 solidaire d'une première face du second cadre support 6 est engagé librement dans une ouverture centrée sur l'axe A2, ménagée dans une face du premier cadre support 2 perpendiculaire aux deux faces opposées traversées par l'axe Ai. L'extrémité d'un élément tubulaire 8 solidaire de la face opposée à la première face du cadre support 6 et occupant sur cette face opposée une position correspondant à celle occupée par le pivot 7 sur la première face, est engagé librement dans une ouverture centrée sur l'axe A2 et ménagée dans la face du premier cadre support 2 opposée à celle dans laquelle est engagé le pivot 7.
Deux trains d'engrenages parallèles sont répartis sur les deux cadres supports 2 et 6. Le premier train d'engrenage est celui de la transmission du mouvement engendré par le ressort moteur logé dans le barillet (non représenté) et contrôlé par l'échappement associé au balancier-spiral (non représentés), auquel vient s'ajouter le mouvement des cadres supports 2, 6 autour des axes Ai, A2. Le second train d'engrenage est celui qui permet de totaliser les mouvements angulaires engendré par le pivotement des cadres supports 2, 6 autour des axes Ai, A2 et constitue l'engrenage de référence des rotations des supports 2, 6 par rapport au bâti 1.
Le premier train d'engrenage comporte une première roue de transmission 9 montée librement autour de l'arbre 3 soli-
daire du bâti 1 et coaxial à l'axe Ai. Cette première roue de transmission 9 correspond à la roue des secondes du rouage de finissage et présente un pignon 9a destiné à engrener avec la roue de moyenne (non représentée), montée sur le bâti 1. Cette première roue de transmission 9 engrène avec une deuxième roue de transmission 10 montée librement dans l'élément tubulaire 8 centré sur le second axe A2 de pivotement du second cadre support 6. A cet effet, cette deuxième roue de transmission 10 est solidaire d'un arbre 10b qui est monté pivotant dans l'élément tubulaire 8 du second cadre support 6. A son extrémité opposée à celle solidaire de la seconde roue de transmission 10, l'arbre 10b porte un pignon 10a.
Avant de poursuivre la description du train d'engrenage de transmission, on veut décrire ici le train d'engrenage de référence de la rotation des cadres supports 2, 6, par rapport au bâti 1. La première roue 11 de ce train d'engrenage de référence que l'on appellera première roue de référence 11, est solidaire de l'arbre 3, lui-même solidaire du bâti 1. Cette première roue de référence 11 est aussi coaxiale à la première roue 9 du premier train d'engrenage de transmission du rouage de finissage. Elle engrène avec une seconde roue de référence 12 montée pivotante autour de l'axe A2. Le rapport entre les roues de transmission 9 et 10 est identique au rapport entre les roues de références 11 et 12. II résulte de cette disposition des deux trains d'engrenages en parallèles que toute rotation entre le cadre support 2 et le bâti 1 autour de l'axe Ai ainsi qu'entre les cadres supports 2 et 6 autour de l'axe A2 se traduit par une rotation identique des roues 10 et 12 si la roue 9 du premier train d'engrenage de transmission est immobile comme l'est la roue 11 du second train d'engrenage de transmission de la seule rotation des cadres supports 2, 6.
Comme dans la réalité la roue 9 du train d'engrenage de transmission de la force du ressort moteur à l'échappement est entraînée par pas successifs à la fréquence à laquelle la roue d'échappement libère l'énergie du ressort moteur sous le contrôle du balancier-spiral, cette rotation séquentielle régulière de la roue 10 s'ajoute à la rotation aléatoire des cadres supports 2, 6 autour des axes Ai, respectivement A2.
Le rôle du dispositif de correction différentiel que nous allons décrire maintenant est précisément de neutraliser ces rotations aléatoires provenant de la rotation des cadres supports 2, 6 qui se superposent à la rotation du premier rouage de transmission 9, 10 contrôlé par le dispositif réglant de la pièce d'horlogerie.
L'arbre 10b de la deuxième roue du premier train d' en- grenage de transmission de l'énergie du ressort moteur à l'échappement sert d'élément de pivotement à une roue planétaire 13 qui constitue la sortie du différentiel. Cette roue planétaire engrène avec un pignon 14a d'une roue 14, ici correspondant à la roue des secondes, engrenant avec un pignon 15a d'une roue 15 correspondant à la roue d'échappement.
La roue planétaire 13 porte deux satellites 16, 17 engrenant l'un avec l'autre, le satellite 16 engrenant aussi avec le pignon 10a de la deuxième roue du train d'engrenage de transmission de la force motrice. Ce pignon 10a constitue une première entrée par laquelle le différentiel est relié au train d'engrenage de transmission de la force motrice. Le second satellite 17 engrène avec un renvoi 18 monté libre autour de l'élément tubulaire 8 centré sur le second axe A2. Ce renvoi 18 est relié à un pignon 12a de la roue 12 du second train d'engrenage de référence, par deux renvois 19, 20 engrenant l'un avec l'autre. Les axes de ces renvois 19, 20 sont solidaires du second cadre support 6. Le premier renvoi
19 engrène avec le renvoi 18 et le second 20 engrène avec le pignon 12a.
Par ces renvois 18, 19, 20, les déplacements angulaires des cadres supports 2, 6 autour des axes Ai, A2 sont transmis au second satellite 17 et comme ces renvois sont en nombre impair, le mouvement angulaire transmis au second satellite 17 est inversé, ce qui permet de neutraliser à la sortie 13 du différentiel, les mouvements angulaires induits dans le premier rouage de transmission par les déplacement angulaires des cadres supports 2 et 6. Ces renvois 18, 19, 20 constituent donc des mobiles inverseurs
Comme on peut le constater, ce dispositif de correction différentiel permet de déduire tous les mouvements des supports 2, 6 à l'aide d'un seul différentiel et d'un système inverseur et ceci quel que soit le nombre de supports et d'axes d'articulation, comme on le verra dans la forme d'exécution de la figure 2.
Dans le cas où le système de deux supports 2, 6 montés pivotant autour de deux axes orthogonaux est utilisé pour maintenir l'assiette de la partie 6b du cadre support 6 portant la roue d'échappement 15 associée à l'échappement et au balancier-spiral (non représentés) formant le système réglant, ayant une assiette sensiblement constante, la partie 6a du cadre support 6, opposée à la partie 6b par rapport à l'axe A2, est conçue pour former ou pour porter un contrepoids afin de maintenir l'assiette de la surface 6b portant le système réglant en position constante quelle que soit la position du bâti 1. L'axe de la roue de secondes 14, portée par le support 6 qui est maintenu dans une position constan- te, peut avantageusement porter une aiguille indicatrice, comme illustré notamment sur la figure 1.
Selon le principe de l'invention, les rotations générées par les articulations entre les supports 2, 6 sont subies de
manière identique par les deux trains d'engrenages. Le second train d'engrenage dit de référence partant d'une roue 11 solidaire du bâti 1, les rotations de la seconde roue de référence 12 ne sont dus qu'à la rotation des supports 2, 6 autour des axes Ai, A2. Le dispositif correcteur doit donc soustraire de la rotation de la deuxième roue de transmission 10 les rotations de la seconde roue de référence 12 pour ne garder que la rotation provenant de la première roue de transmission 9. La rotation transmise par l'une des deuxièmes roues du train d'engrenage de transmission 10 ou du train d'engrenage de référence 12 doit être inversée pour être soustraite. Dans l'exemple illustré par la figure 1 c'est la rotation de la seconde roue de référence 12 qui est inversée, mais il serait aussi possible d' inverser la rotation de la deuxième roue de transmission 10.
L'avantage de la solution proposée est que l'énergie absorbée par les frottements dus aux pignons inverseurs est générée par l'action combinée du contrepoids et de la gravité et non soustraite à l'énergie transmise depuis le bâti et que cette absorption d'énergie amortit d'éventuelles oscillations des bâtis autour de leurs axes respectifs. Cette absorption évite également une mise en rotation intempestive des cadres lorsque l'axe Al est sensiblement vertical. L'ajustement de cette absorption est donc possible et souhaitable.
Etant donné que nous avons une rotation directe et l'autre inversée, la différence est obtenue par un différentiel. Puisque l'on désir que les influences des deux entrées du différentiel soient égales, nous avons choisi d'utiliser deux satellites 16, 17 engrenant l'un avec l'autre, l'un 16 engrenant avec une entrée 10a côté transmission du différentiel et l'autre 17 engrenant avec une entrée 18 côté référence du différentiel. Avec un tel différentiel la vitesse d'entrée
est divisée par deux et nécessite une adaptation du rapport entre la roue planétaire 13 et le pignon 14a de la roue de seconde 14.
La particularité de ce dispositif de correction fait que les rotations autour des axes Ai, A2 s'additionnent, en sorte que l'on peut avoir un nombre d'axes d'articulations quelconque, leurs rotations totales par rapport au bâti 1 s'additionnent algébriquement. En effet à supposer que deux supports tournent en sens inverse autour d'axes parallèles, la rotation par rapport au bâti sera leur rotation relative.
Dans la forme d'exécution illustrée par la figure 2 qui va être décrite, les organes identiques à ceux de la figure 1 ont les mêmes références, les organes homologues ont la même référence assortie d'un prime et les nouveaux organes ont de nouvelles références.
La figure 2 illustre une forme d'exécution dans laquelle trois supports 2, 6 et 21 tournent autour de trois axes Ai, A2, A3, dont les deux axes A2, A3 sont orthogonaux à l'axe Ai, les deux supports 6 et 21 étant montés pivotant autour de deux axes confondus, mais étant indépendants l'un par rapport à l'autre. Il faut d'ailleurs préciser ici que l'axe Ain' est pas nécessairement orthogonal aux axes A2, A3, mais que ces axes pourraient être parallèles ou occuper d'autres positions angulaires entre eux, sans changer le principe de neutralisa- tion des rotations des supports autour des axes sur la transmission d'une rotation à travers un train d'engrenage de transmission, réparti sur les différents supports articulés les uns aux autre, sur lequel est basée l'invention.
La forme d'exécution de la figure 2 n'est destinée qu'à montrer que le dispositif de correction selon l'invention est opérant quel que soit le nombre de supports articulés les uns aux autres. Par souci de simplification, l'axe de pivotement
A3 est confondu à l'axe A2. En réalité, ces deux axes ne le seraient très vraisemblablement pas.
Dans cette forme d'exécution, le premier train d'engrenage de transmission comporte une roue supplémentaire 22 co- axiale à l'axe de pivotement A3. Cette roue porte un pignon 22a destiné à être relié à une source motrice, notamment un ressort logé dans un barillet (non représentés) . Cette roue peut être ici la roue des secondes. Elle engrène avec la roue 9' coaxiale à l'axe de pivotement Ai, laquelle est ici solidaire d'un pignon 9' a qui engrène avec la roue 10.
La roue supplémentaire 22 du premier train d'engrenage de transmission est coaxiale à une roue supplémentaire 23 du second train d'engrenage de référence, qui est solidaire du bâti 1 et qui engrène avec une roue 11' a coaxiale à l'axe de pivotement Ai. Cette deuxième roue 11' a est solidaire d'une extrémité d'un arbre 11' b qui est monté pivotant à travers les cadres supports 21 et 2, ainsi qu'à travers la roue 9' du premier train d'engrenage. A son autre extrémité, l'arbre 11' b est solidaire d'une roue 11' c qui engrène avec la roue 12. Tout le reste du mécanisme est identique à celui de la figure 1 auquel on pourra se reporter.
Grâce au second train d'engrenage de référence 23, 11' a, 11' c, 12, tous les déplacements angulaires des cadres supports 2, 6 et 21 autour de leurs axes respectifs Ai, A2, A3, sont additionnés algébriquement par rapport au bâti 1 et à la roue de référence 23 solidaire de ce bâti. Comme dans l'exemple de la figure 1, tous les déplacements angulaires de la roue de référence 12 sont inversés par les renvois 18, 19, 20 et le déplacement angulaire inversé est introduit à une entrée du différentiel dont l'autre entrée reçoit le déplacement angulaire du premier train d'engrenage amené par le pignon 10a, en sorte que le déplacement angulaire de la sortie 13 du différentiel ne correspond plus qu'aux déplacements
angulaires engendrés par le premier rouage de transmission quel que soit les déplacement angulaires des supports autours des axes Ai, A2, A3.
La figure 3 est une variante de la forme d'exécution de la figure 1 dans lequel le différentiel est décentré par rapport à l'axe A2. Dans ce cas, la roue planétaire 13 n'est plus coaxiale à l'axe A2 de pivotement du cadre support 6', mais de l'axe d'un mobile de renvoi 26 engrenant avec le pignon 10a solidaire du mobile de transmission 10 coaxial à l'axe A2. Ce renvoi 26 est solidaire d'un pignon 26a qui engrène avec le satellite 16 du différentiel. Le renvoi 18 est aussi coaxial à ce mobile de renvoi 26 et plus de l'axe A2. Il est en liaison cinématique avec le pignon 12a du mobile de référence 12 par un seul renvoi 20 solidaire du cadre support 6' .
En effet, étant donné que le satellite 16 du différentiel n'engrène plus directement avec le pignon 10a du mobile de transmission 10 coaxial à l'axe A2, mais par l'intermédiaire d'un mobile de renvoi 26, la rotation transmise au sa- tellite 16 est inversée par rapport à la forme d'exécution de la figure 1. Ce mobile de renvoi 26 est donc un mobile inverseur. Il est donc nécessaire que la rotation transmise au satellite 17 par le renvoi 18 soit aussi inversée, pour permettre au différentiel de déduire les rotations engendrée dans le rouage de transmission par les déplacements angulaires des cadres supports 2, 6' autrement, les déplacements angulaires de ces cadres supports 2, 6' s'ajouterait au lieu de se soustraire.
La forme d'exécution illustrée par la figure 4 diffère des formes d'exécutions précédentes essentiellement par le fait que le dispositif de correction différentiel est monté sur le bâti 1 de la pièce d'horlogerie et plus sur les supports montés pivotants autour des axes Ai et A2. Grâce à
cette disposition, il est possible de réduire le nombre d'éléments montés sur les supports pivotants 2 et 6, en sorte qu' il est possible de réduire leur taille et de rendre le dispositif plus compact. Pour faciliter la lecture, les organes ayant des fonctions homologues à celles de la forme d'exécution de la figure 1 ont les mêmes références accompagnées du signe *.
Dans cette forme d'exécution, on retrouve les supports 2* et 6* montés pivotant autour des axes A1, respectivement A2. Le support 2* pivote autour de l'élément tubulaire l*a du bâti 1, coaxial à l'axe Ai et un pivot 4* est engagé librement dans une ouverture 5* du bâti 1*, centrée sur l'axe Ai. Une face du support 6* comporte un pivot 7* centré sur l'axe A2 par une ouverture axiale du support 2* dans laquelle ce pivot est monté. La face opposée du support 6* comporte un élément tubulaire 8* dont la face externe est engagée dans une ouverture axiale du support 2*.
La face du support 2* opposée à celle portant le pivot 4* présente une ouverture axiale dans laquelle un élément tu- bulaire l*a du bâti 1* est engagé. Dans cette forme d'exécution, les deux satellites 16* et 17* engrenant l'un avec l'autre sont portés par un mobile planétaire 9* solidaire d'un pignon 9*a destiné à engrener avec la partie amont du rouage de transmission du mouvement engendré par le ressort moteur logé dans le barillet (non représenté) et contrôlé par l'échappement associé au balancier-spiral (non représentés), dont seule la roue 15* est représentée. Le satellite 16* engrène avec un pignon 12*a solidaire de la roue de référence 12* du rouage de référence du pivotement des cadres supports 2*, 6* autour des axes Ai, A2, alors que le satellite 17* engrène avec le renvoi 18* monté pivotant sur l'élément tubulaire l*a du bâti 1*. Ce renvoi engrène avec un renvoi 19* qui engrène avec un renvoi 20* tous deux montés pivotants sur
le bâti 1*. Le renvoi 20* engrène avec un pignon 13*a d'une roue 13* qui constitue la sortie du différentiel et qui est en liaison cinématique avec la partie aval du premier rouage de transmission du mouvement engendré par le ressort moteur. Cette partie aval comporte la roue de seconde 14* et la roue d'échappement 15* portées par le second support 6*.
Cette roue 13* est coaxiale à la première roue 9* du premier rouage de transmission et est montée autour de l'élément tubulaire l*a solidaire du bâti 1*. Cette roue 13* en- grène avec la troisième roue 10* du premier rouage de transmission, dont le pignon 10*a engrène directement avec le pignon 14*a de la roue de secondes 14*.
Quant à la roue de référence 12* solidaire du pignon 12*a du rouage de référence de la rotation des supports 2*, 6* autour des axes Ai, A2 par rapport au bâti 1*, elle engrène avec la roue de référence 11* qui est solidaire du second support 6* et non plus du bâti comme dans la forme d'exécution de la figure 1.
Le principe de la déduction des déplacements angulaires engendrés par la rotation des supports 2* et 6* autour des axes Ai, A2 est le même que dans les formes d'exécutions précédentes. Le dispositif différentiel avec les inverseurs permettent de déduire les mouvements issus de la rotation des supports 2*, 6* de la transmission du mouvement engendré par le ressort moteur et ceci quel que soit le nombre d'axes de pivotements et le nombre de supports, comme on a pu le voir dans la forme d'exécution illustrée par la figure 2. Ceci montre que le dispositif de correction à différentiel peut être disposé soit au début, soit à la fin de la chaîne ciné- matique du second rouage de référence, puisque ce rouage de référence permet d' additionner algébriquement la somme des déplacements angulaires des supports 2*, 6* et qu'il introduit cette valeur à une entrée du dispositif de correction à
différentiel dont l'autre entrée reçoit le mouvement du premier rouage de transmission auquel s'ajoute le mouvement des supports 2*, 6* qu'il s'agit de soustraire pour ne transmettre à la sortie du différentiel que le mouvement du seul pre- mier rouage de transmission. En fait, le dispositif de correction doit se situer à l'extrémité opposée du mobile solidaire de l'axe de rotation entre deux supports.