WO2020170161A1 - Dispositif pour détecter une position angulaire de référence d'un organe rotatif dans un mouvement horloger - Google Patents
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Definitions
- a device for detecting a reference angular position of at least a first rotary member of a gear train comprising a plurality of rotary members the device comprising:
- the device further comprises a second rotary member of the gear train, the second rotary member being arranged to mesh with the first rotary member, a peripheral zone of the first rotary member coming into contact with a peripheral zone of the second rotary member; at least a portion of the peripheral zone of the second rotary member, called the conductive portion, is electrically conductive, and the electromechanical switch is configured, on the one hand, to be in the first position when the conductive zone of the first rotary member is in electrical contact with said conductive portion of the second rotary member and, on the other hand, to be in the second position when the neutral zone of the first rotary member is in contact with the second rotary member.
- meshing with the second rotary member is in at least one reference angular position or when the first rotary member is in any angular position which is different from the reference angular position.
- the first zone of the first wheel is a conductive zone while the second zone of this wheel is a neutral zone.
- the conductive zone allows current to flow, either when the wheel is in the reference angular position or when it is in another position.
- Part of the conductive area is a first of the two contact surfaces of the switch and part of the conductive area of the second wheel is the second contact surface of the switch.
- an electromechanical switch arranged on two wheels of a gear train makes it possible to detect at least one reference angular position of at least one of the wheels by exerting a minimum friction torque. Contact between the contact surfaces of the switch is effected by rolling the gear areas of the two wheels on top of each other.
- a conductive zone on one of the wheels makes it possible to detect up to two reference angular positions, one at the start of the zone and one at the end.
- a wheel can have several conductive zones to allow the detection of several reference angular positions.
- the different angular reference positions are not equidistant from each other, or the conductive areas are not the same size so it is possible to distinguish the different angular reference positions.
- each wheel 20, 40 is integral with a pin 30, 50 whose ends are arranged in bearings 80 mounted respectively in a plate 70 and in a bridge 60, of a timepiece.
- One of the wheels carries a needle 100.
- Figures 3a and 3b show the first wheel 20 on the left, with a conductive area 22 and the second wheel 40 on the right, which in this case is entirely metallic.
- the plate 70 and the bridge 60 are electrically isolated from the bearings 80.
- the bearings are conductive, as are the pins 30, 50 on which the wheels 20, 40 are mounted.
- the pin 30 of the first wheel 20 is electrically connected to the conductive zone 22 and the whole of the second wheel 40 is electrically connected to its axis 50.
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif (10) de détection d'une position angulaire de référence d'un organe rotatif (20) d'un mouvement horloger, ainsi qu'une méthode pour détecter une position angulaire de référence de l'organe rotatif (20).
Description
Dispositif pour détecter une position angulaire de référence d'un organe rotatif dans un mouvement horloger
Domaine technique
[0001] La présente invention concerne le domaine de l’horlogerie et plus particulièrement un détecteur de position angulaire d'un organe indicateur monté sur un organe rotatif, notamment une roue, d'un mouvement horloger.
Etat de la technique
[0002] Plusieurs dispositifs de détection de la position angulaire d’une roue entraînée par un moteur horloger sont connus. La détection de la position d’une roue dans un train d’engrenages horloger permet de déduire la position angulaire d’un objet mobile d’affichage d'une information horlogère qui est monté sur la roue. Un tel objet mobile d’affichage peut être une aiguille de montre, par exemple. La détection de la position angulaire d’une roue dans un train d’engrenages horloger permet également de déduire la position angulaire d’un signe de référence sur un cadran d’un disque mobile en rotation, entraîné par l’engrenage, tel qu’un disque de quantièmes. Ainsi, une aiguille de montre ou un disque de quantièmes peuvent être considérés comme des objets mobiles d’affichage d'une information horlogère. La détection d’une position angulaire de référence de la roue ou du disque permet de corriger la position de la roue ou du disque vers une position souhaitée, par exemple pour remettre l’heure à une heure prédéterminée ou de mettre un indicateur de direction dans une direction prédéterminée. Ces dispositifs permettent de corriger un décalage de l'affichage par rapport à une référence interne ou externe de position angulaire.
L’affichage peut être l’heure, le temps, une direction ou une orientation nord/sud etc.
[0003] Parmi les dispositifs connus, certains fonctionnent sur le principe d'un interrupteur électrique mécanique ou électromécanique, dans lesquels une connexion est formée lorsque la roue est dans une position angulaire de référence alors que la connexion est interrompue lorsque la roue quitte la position angulaire de référence.
[0004] De tels interrupteurs existent pour détecter une position angulaire de référence d'une roue et d'un pignon d'un mouvement horloger. En détectant la position angulaire de référence de la roue on détecte aussi une position angulaire de référence de l'aiguille qui est attachée à la roue. La construction de l'interrupteur comprend un ressort à lames métalliques. Le ressort a une forme allongée et est fixé par une partie centrale au milieu de la roue. Les deux extrémités de la lame frottent contre une piste circulaire quand la roue tourne. La piste circulaire est faite en deux parties métalliques pour former un îlot métallique à une position prédéterminée, isolé électriquement du reste de la piste métallique. La position de l'îlot est la position angulaire de référence. En développant une tension entre l'îlot et le reste de la piste, un courant passe dans la lame à ressort chaque fois qu'une de ses extrémités frotte contre l'îlot alors que le courant s’arrête lorsque le ressort ne touche plus l'îlot. Le frottement des extrémités de la lame empêche le libre mouvement de la roue. Le couple additionnel engendré par la friction de la lame augmente la consommation d'énergie pour actionner le train d'engrenages horloger. Dans une montre électromécanique, ceci peut être un sérieux désavantage en termes d'autonomie. Le couple peut être réduit en réduisant la longueur des lames du ressort à lames, mais ceci réduirait la précision de détection de l'angle. De plus, l'agencement de la piste circulaire limiterait la conception dans une montre ayant un espace limité. Cette solution peut s'avérer être très encombrante et sa fabrication,
relativement complexe, nécessite une attention particulière à
l'alignement.
[0005] Dans un autre système connu, des moyens de détection d'une position angulaire de référence d'une roue sont formés par des ressorts
à lames qui sont repoussés par un ou plusieurs bras solidaires à la roue. En tournant, les bras de la roue poussent contre les lames quand la roue passe par la position angulaire de référence et un circuit détecte quand les lames sont ainsi poussées. Le désavantage dans ce système vient du couple causé par les bras qui poussent contre les lames, ce qui augmente la consommation d'énergie. De plus, le frottement qui est ajouté au système par les bras qui poussent contre les lames n’est pas constant. En plaçant les bras plus vers le centre de la roue le couple pourrait être réduit, mais ceci aurait un effet négatif sur la précision. Ce système souffre de la complexité de fabrication de la roue avec bras. De plus, l'agencement de ce type de lames limite les possibilités de conception dans une montre ayant un espace déjà limité.
[0006] Dans les solutions proposées, l'important volume nécessaire aux dispositifs de détection de la position angulaire a un impact direct sur l'épaisseur finale du mouvement, surtout si plusieurs roues coaxiales doivent être détectées. Dans la majorité des cas, les horlogers cherchent à réduire la taille du mouvement et en particulier l'épaisseur pour permettre une intégration plus flexible laissant la place à d'autres modules. [0007] Il existe des roues bi-matériaux ayant une zone conductrice placée à un endroit prédéterminé correspondant à la position angulaire de référence. De préférence, la zone conductrice est courte et disposée dans le sens d'un rayon de la roue. Le reste de la surface de la roue est électriquement isolant. Deux sondes frottent contre la roue pendant qu'elle tourne. Une tension est développée entre les deux sondes.
Lorsque les sondes rentrent en contact avec la piste, un courant est détecté et ainsi la position angulaire de référence est détectée. Ce système, qui est basé sur un frottement des sondes contre la roue, a le même désavantage d'augmentation de la consommation d’énergie. En rapprochant la piste vers le centre de la roue, le couple pourrait être réduit, mais il y aurait une perte de précision dans la détection de la position angulaire de référence.
Résumé de l'invention
[0008] Au vu de l’état de la technique il est désirable d’avoir un détecteur de position angulaire de référence d’une roue dans une pièce d'horlogerie qui soit précis et qui minimise le couple de frottement additionnel. Un tel détecteur doit être réalisable en ajoutant un minimum de composants supplémentaires pour pouvoir être intégré dans l’espace disponible à l'intérieur de la pièce d'horlogerie.
[0009] Ainsi, selon un premier aspect de l'invention, il est divulgué un dispositif de détection d'une position angulaire de référence d’au moins un premier organe rotatif d'un train d’engrenages comprenant une pluralité d’organes rotatifs, le dispositif comportant :
un circuit électronique comprenant deux bornes électriques connectable à une source d’énergie, le circuit électronique ayant un premier état dans lequel une première impédance électrique existe entre les deux bornes et un second état dans lequel une deuxième impédance électrique, distincte de la première impédance électrique, existe entre les deux bornes, le circuit électronique comportant en outre ledit premier organe rotatif; et
un interrupteur électromécanique ayant une première position dans laquelle le circuit électronique est dans le premier état et une deuxième position dans laquelle le circuit électronique est dans le second état ;
le premier organe rotatif comportant une première zone, dite zone conductrice, électriquement conductrice et une seconde zone, dite zone neutre, qui est isolée électriquement de la zone conductrice, la zone conductrice et/ou la zone neutre étant disposées sur le premier organe rotatif de façon à indiquer la position angulaire de référence;
caractérisé en ce que :
le dispositif comporte en outre un deuxième organe rotatif du train d’engrenages, le deuxième organe rotatif étant agencé pour engrener avec le premier organe rotatif, une zone périphérique du premier organe rotatif entrant en contact avec une zone périphérique du deuxième organe rotatif ;
au moins une portion de la zone périphérique du deuxième organe rotatif, dite portion conductrice, est électriquement conductrice, et l'interrupteur électromécanique est configuré, d'une part, pour être dans la première position lorsque la zone conductrice du premier organe rotatif est en contact électrique avec ladite portion conductrice du deuxième organe rotatif et, d'autre part, pour être dans la deuxième position lorsque la zone neutre du premier organe rotatif est en contact avec le deuxième organe rotatif.
[0010] Un autre aspect de l'invention porte sur un train d'engrenages comprenant au moins un premier et un deuxième organe rotatif. Le deuxième organe rotatif comporte au moins une zone périphérique conductrice. Les premier et deuxième organes rotatifs sont agencés pour engrener l'un avec l'autre. Le premier organe rotatif comporte une zone électriquement conductrice, dite zone conductrice, et une zone électriquement isolée de la zone conductrice, dite zone neutre. La zone conductrice est disposée sur le premier organe rotatif de sorte à être en contact électrique avec la zone périphérique conductrice du deuxième organe rotatif lorsque le premier organe rotatif, en
engrenant avec le deuxième organe rotatif, se trouve dans au moins une position angulaire de référence ou lorsque le premier organe rotatif se trouve dans n'importe quelle position angulaire qui est différente de la position angulaire de référence.
[0011] Dans un mode de réalisation de l’invention, l’organe rotatif décrit ci-dessus, est configuré pour que la partie de la zone conductrice qui engrène avec le deuxième organe rotatif comporte deux bords, chacun indiquant une position de référence angulaire différente.
[0012] Un autre aspect de l'invention porte sur un mouvement horloger comportant un train d'engrenages tel que décrit ci-dessus. Il est à noter que le mouvement horloger peut avoir plusieurs trains d'engrenages. De façon générale, les organes indicateurs, tels qu'aiguilles ou disques de quantième.
d'un mouvement horloger peuvent être entraînés par un seul ou par plusieurs moteurs séparés.
[0013] Un autre aspect de l'invention porte sur un mouvement horloger comportant le dispositif de détection d'une position angulaire de référence selon la description ci- dessus pour détecter au moins une position angulaire de référence d'un organe indicateur. Le premier organe rotatif a un nombre de dents d'engrenage qui est équivalent à un nombre de dents d'engrenage du deuxième organe. L'organe indicateur peut être attaché au premier organe rotatif ou au deuxième organe rotatif et la position angulaire de référence de l'organe indicateur est détectable en détectant la position angulaire de référence du premier organe rotatif. Au lieu d'être attaché au premier organe rotatif ou au deuxième organe rotatif, l'organe indicateur pourrait être entraîné par le premier ou le deuxième organe rotatif. Le premier organe rotatif peut avoir un nombre de dents différent d'un nombre de dents du deuxième organe rotatif, l'organe indicateur étant attaché au premier organe rotatif. Dans ce cas, la position angulaire de référence de l'organe indicateur est détectable en détectant la position angulaire de référence du premier organe rotatif. Selon une variante, le premier organe rotatif peut avoir un nombre de dents qui est un multiple du nombre de dents du deuxième organe rotatif, l'organe indicateur étant attaché au deuxième organe rotatif. Dans ce cas, la position angulaire de référence de l'organe indicateur est détectable en détectant la position angulaire de référence du premier organe rotatif et en prenant en compte le nombre de révolutions du premier organe rotatif et le rapport du nombre de dents entre les deux organes respectifs.
[0014] Un autre aspect de l'invention porte sur une méthode pour détecter au moins une position angulaire de référence d’un organe rotatif du dispositif de détection d'une position angulaire de référence selon la description ci- dessus. La méthode comprend les étapes suivantes :
- application d'un courant sur l'une des deux bornes électriques ou d'une tension entre les deux bornes électriques ou d'une tension sur l’une des deux bornes électriques du circuit électronique;
- détection d’une variation de tension, de courant, ou d’impédance
dans le circuit électronique pendant que le premier organe rotatif engrène avec le deuxième organe rotatif, et
- attribution d'une position angulaire de référence au premier organe rotatif lorsqu'une variation de courant, de tension, ou
d'impédance est détectée.
[0015] Ainsi, pour détecter une position angulaire de référence d'une première roue d'un engrenage, on utilise une roue bi-matériaux, ayant une première zone électriquement conductrice et une deuxième zone isolée électriquement de la zone conductrice. La deuxième zone peut être constituée d'un matériau isolant. Dans un autre mode de réalisation la deuxième zone est aussi conductrice et elle est isolée de la première zone par un isolant électrique. Dans tous les modes de réalisation un
interrupteur est réalisé pour créer un circuit ayant un premier état ou un deuxième état, un des deux états étant associé à la position angulaire de référence. L'interrupteur a besoin d'un engrenage comportant deux roues pour faire en sorte que le circuit électronique soit dans au moins un des deux états. L'interrupteur a deux surfaces de contact se trouvant
respectivement sur l'une et l'autre des deux roues.
[0016] La première zone de la première roue est une zone conductrice alors que la deuxième zone de cette roue est une zone neutre. La zone conductrice permet un flux de courant, soit quand la roue est dans la position angulaire de référence soit quand elle est dans une autre position. Une partie de la zone conductrice est une première des deux surfaces de contact de l'interrupteur et une partie de la zone conductrice de la deuxième roue est la deuxième surface de contact de l'interrupteur.
[0017] Ainsi, selon l'invention, un interrupteur électromécanique agencé sur deux roues d'un train d'engrenages permet de détecter au moins une position angulaire de référence d'au moins une des roues en exerçant un couple minimal de frottement. Le contact entre les surfaces de contact de l'interrupteur se fait par roulement des zones d'engrenages des deux roues l'une sur l'autre.
[0018] Selon un mode de réalisation, une zone conductrice sur une des roues permet de détecter jusqu'à deux positions angulaires de référence, une au début de la zone et une à la fin. Selon un autre mode de réalisation, une roue peut avoir plusieurs zones conductrices pour permettre la détection de plusieurs positions angulaires de référence. Dans un mode de réalisation, les différentes positions angulaires de référence ne sont pas équidistantes les unes des autres, ou les zones conductrices ne sont pas de la même taille ainsi il est possible de distinguer les différentes positions angulaires de référence.
Brève description des figures [0019] La présente invention et ses avantages seront mieux compris grâce à la description détaillée qui suit en référence aux figures annexées, dans lesquelles : la figure 1 illustre une vue de dessus de deux roues d'un engrenage selon un mode de réalisation; la figure 2 illustre une vue de dessus de deux roues d'un engrenage selon un autre mode de réalisation; les figures 3a et 3b illustrent respectivement une vue en coupe d'un dispositif de détection d'une position angulaire de référence et une vue de dessus d'un engrenage du dispositif selon un mode de réalisation ; les figures 4a et 4b illustrent respectivement une vue en coupe d'un dispositif de détection d'une position angulaire de référence et une vue de dessus d'un engrenage du dispositif selon un autre mode de réalisation; la figure 5 illustre une vue en coupe d'une connexion électrique réalisée par une lame ressort entre une platine ou un pont d’une
pièce d'horlogerie et un axe d'une roue selon un mode de réalisation; la figure 6 illustre une vue en coupe d'une connexion électrique à un axe d'une roue, réalisée par une sonde à ressort selon un mode de réalisation ; la figure 7 illustre une connexion électrique entre un axe et un palier conducteur selon un mode de réalisation ; la figure 8 illustre une connexion électrique entre une zone conductrice d'une roue et une rondelle ressort selon un mode de réalisation; la figure 9 illustre une vue de dessus de deux roues d'un
engrenage selon un autre mode de réalisation; la figure 10 illustre une vue de dessus de deux roues d'un engrenage selon un autre mode de réalisation; la figure 1 1 illustre une vue éclatée d'une roue bi-matériaux selon un autre mode de réalisation; la figure 12 montre une vue en coupe d'un dispositif de détection d'une position angulaire de référence comprenant la roue de la figure 1 1 selon un mode de réalisation; la figure 13 illustre une vue de dessus d'un dispositif de détection d'une position angulaire de référence adapté pour détecter une position angulaire de référence de trois roues selon un mode de réalisation de l'invention; et la figure 14 illustre une vue de dessus d'un dispositif de détection d'une position angulaire de référence adapté pour détecter une
position angulaire de référence de trois roues selon un autre mode de réalisation.
Description détaillée de l'invention
[0020] L'invention porte sur un dispositif permettant de détecter une position angulaire de référence d’un objet mobile d'affichage d'une information horlogère. Le dispositif peut donc être incorporé dans une montre électromécanique dans laquelle un ou plusieurs organes indicateurs, tel qu'une aiguille d'affichage ou un disque de quantièmes, sont entraînés par un ou plusieurs moteurs. Le dispositif permet de savoir, plus particulièrement, quand une roue est dans une position angulaire de référence. Ainsi, il est possible d'ajuster une position de la roue jusqu'à la position angulaire de référence. Le dispositif permet par conséquent de connaître la position angulaire d'un organe indicateur porté ou entraîné par la roue ou d'amener l'organe indicateur dans une position angulaire déterminée. Le dispositif peut par exemple être intégré dans une montre connectée ayant un affichage analogique.
[0021] Selon la figure 1 , deux organes rotatifs 20, 40 d'un engrenage sont agencés de sorte à ce qu'une zone périphérique 26, 46 de chaque organe rotatif 20, 40 soient en contact l'une avec l'autre. Un organe rotatif peut être une roue, un pignon ou un disque d'un mouvement horloger. Le premier organe rotatif 20 est monté sur un premier axe 30 alors que le deuxième organe 40 est monté sur un deuxième axe 50. Les zones périphériques 20, 40 comportent, préférablement, des dents d'engrenage pour faciliter l'entrainement en rotation des deux organes rotatifs de l’engrenage. Selon un mode de réalisation, les deux organes rotatifs peuvent être par exemple deux roues, deux disques, deux pignons ou une roue avec un pignon ou encore un pignon avec un disque d'une pièce d'horlogerie.
[0022] Le premier organe rotatif 20 comporte deux zones distinctes : une première zone, appelée zone conductrice 22, laquelle est
électriquement conductrice et une deuxième zone, appelée zone neutre 24, qui est électriquement isolée de la zone conductrice 22. Selon un mode de réalisation la zone conductrice 22 est métallique et la zone neutre 24 est un polymère non-conducteur électrique. Dans un mode de réalisation, un tel premier organe peut être une roue bi-matériaux comportant une combinaison particulière entre une matière conductrice d'électricité et une matière qui est un isolant électrique.
[0023] Selon la figure 1 , les premier et second organes rotatifs sont sous la forme d'une première et seconde roue 20, 40. La première roue 20 comporte une zone conductrice 22 ayant la forme d'un segment et une zone neutre 24 occupant le reste de la roue. Les deux zones 22, 24 peuvent cependant prendre diverses formes, par exemple la forme d'un rayon, d'un segment ou même une forme fantaisiste. La caractéristique importante est qu'au moins une partie de la zone conductrice 22 et de la zone neutre 24 se trouve dans la zone périphérique de la première roue 20 pour pouvoir entrer en contact à tour de rôle avec la deuxième roue 40 au cours de l'engrenage des deux roues.
[0024] Le deuxième organe rotatif est conducteur électrique, au moins sur une partie de la zone périphérique. Dans un mode de réalisation, le deuxième organe est une roue, un pignon ou un disque métallique. Ces deux organes rotatifs sont configurés pour faire partie d'un circuit électronique ayant deux états distincts et détectables : un premier état lorsque la zone conductrice 22 du premier organe rotatif 20 est en contact avec le deuxième organe rotatif 40 et un second état lorsque la zone neutre 24 du premier organe rotatif 20 est en contact avec le deuxième organe rotatif 40. Ainsi, si la zone conductrice 22 occupe une région précise de la périphérie du premier organe rotatif 20, correspondant à une position angulaire de référence précise, une position angulaire de référence précise du premier organe rotatif 20 peut être détectée.
[0025] Dans un autre mode de réalisation, la zone conductrice peut occuper plusieurs positions dans la zone périphérique 26 du premier organe rotatif, permettant ainsi la détection d'une pluralité de positions a n g u l a i res de référence. Autrement dit, la zone
conductrice 22 pourrait être agencée sur le premier organe rotatif 20 de sorte à indiquer deux positions angulaires de référence ou plus. Le premier organe rotatif peut, par exemple, avoir deux positions angulaires de référence qui sont séparées de 100 degrés. Selon un autre mode de réalisation, la zone conductrice peut occuper une surface continue plus ou moins large pour donner la possibilité de détecter deux positions angulaires de référence, i.e.: une première position angulaire de référence dès que la zone conductrice du premier organe rotatif est électriquement connectée au deuxième organe rotatif et une deuxième position angulaire de référence dès que la zone conductrice du premier organe rotatif n'est plus électriquement connectée au deuxième organe rotatif. Par exemple, un flan montant et un flan descendant peuvent être détectés pour le même bras de la zone conductrice qui roule sur le deuxième organe. La roue 20 illustrée en haut de la figure 2, ayant une zone conductrice 22 assez large puisqu'elle s'étend le long d'une portion annulaire sur la zone périphérique 26, pourrait donc servir pour indiquer deux positions angulaires de référence comme décrit ci-dessus.
[0026] Dans un autre mode de réalisation illustré à la figure 9, la position angulaire de référence peut être indiquée sur le premier organe rotatif 20 par un morceau d'isolant, ou par la zone neutre 24 Les surfaces du premier organe rotatif 20 occupées par les zones conductrice 22 et neutre 24 sont inversées par rapport à la figure 1. Dans ce cas, le détecteur est configuré pour désigner comme position angulaire de référence la portion de la zone périphérique 26 du premier organe rotatif réalisée en matière isolante ou par la zone neutre 24 en général, puisqu'il y a des modes de réalisation de l'invention, décrits plus loin, dans lesquels la zone neutre est conductrice.
[0027] La figure 3a montre une vue en coupe d'un dispositif de détection d'une position angulaire de référence comprenant un engrenage comportant deux roues 20, 40 selon la figure 3b. Selon la figure 3a, chaque roue 20, 40 est solidaire d'un axe 30, 50 dont les extrémités sont agencées dans des paliers 80 montés respectivement dans une platine 70 et dans un pont 60, d'une pièce d'horlogerie. L’une des roues porte une aiguille 100. Les figures 3a et 3b montrent la première roue 20 à gauche, avec une zone conductrice 22 et la deuxième roue 40 à droite, qui est dans ce cas entièrement métallique. Dans ce cas la platine 70 et le pont 60 sont isolés électriquement des paliers 80. Les paliers sont conducteurs, ainsi que les axes 30, 50 sur lesquels sont montées les roues 20, 40. Ainsi, l'axe 30 de la première roue 20 est électriquement connecté à la zone conductrice 22 et l'intégralité de la deuxième roue 40 est connectée électriquement à son axe 50. Selon les figures 3a et 3b, la zone neutre 24 de la première roue 20 est en contact avec la deuxième roue 40. Les deux bornes électriques 12, 14, sont connectées électriquement aux deux axes respectifs 30, 50 à travers les paliers respectifs 80 qui ne sont pas connectés électriquement entre eux. Ainsi, un circuit électrique comprenant les deux bornes 12, 14, les deux paliers 80, les deux axes 30, 50 et les deux roues 20, 40 a un premier état qui peut être décrit comme un circuit ouvert. Une impédance haute peut être mesurée entre les deux bornes.
[0028] Selon les figures 3a, 3b, 4a et 4b, la platine et le pont sont isolants ou isolés et les paliers sont conducteurs. Le contact électrique entre les bornes et les roues se fait par le palier et l’axe. La figure 5 illustre une autre façon de faire le contact entre une borne et une roue. Le palier est remplacé par une pierre 85. Dans le domaine de
l'horlogerie, la pierre est généralement un rubis et peut être un rubis naturel ou synthétique. La pierre est un isolant. Un ressort à lame 90 est utilisé pour faire le contact avec l'axe dans ce cas. L'axe supportant la première roue est électriquement connecté à la zone conductrice de la première roue alors que l'axe supportant la deuxième roue est
électriquement connecté au moins à la zone périphérique de la deuxième roue. En faisant le contact avec les roues de cette manière, le couple additionnel est au minimum.
[0029] Au lieu d'un ressort à lame, le même but peut être atteint en utilisant une sonde ressort 95, comme illustré à la figure 6. La figure 7 montre une vue agrandie du contact par le palier décrit plus haut.
[0030] Dans une montre à quartz, il est courant d'utiliser des rondelles ressort pour rattraper un jeu axial qui est souvent observé dans un train d'engrenage. La figure 8 montre une rondelle ressort 1 10 placée sur l'axe 30, entre le pont 70 et la première roue 20, pour rattraper le jeu axial. La rondelle ressort 1 10 pourrait aussi être agencée entre la platine et la roue. La première roue 20 selon la figure 8 est une roue bi-matériaux maintenue par la rondelle ressort 1 10. La rondelle ressort est réalisée dans un matériau conducteur et est en contact avec la zone conductrice de la première roue 20 et le pont ou platine. Le pont ou la platine peut par exemple être métallique afin que le pont ou la platine puisse être utilisé comme borne électrique. Le contact avec la zone conductrice 22 de la première roue 20 est ainsi assuré sans ajouter d’autre éléments.
[0031] Dans le calibre d'une pièce d'horlogerie standard, une ou plusieurs rondelles ressorts sont présentes pour rattraper le jeu axial du train d’engrenage. Cette rondelle ressort peut par exemple être utilisée aussi pour créer le contact électrique entre la zone conductrice du premier organe (roue bi-matériaux) et la borne électrique du circuit. L’avantage est que la rondelle ressort est déjà présente dans le calibre et donc cette solution ne rajoute pas plus de frottement qu'il n'y en aurait eu sans la fonction de détecteur de position de la roue. Pour le deuxième organe rotatif la même solution pourrait être envisagée, mais dans un mode préférable de réalisation, le contact entre les bornes et la zone conductrice de la deuxième roue 40 se fait par l'axe 50 de la deuxième roue pour avoir un minimum de frottement. Dans ce mode de réalisation, il n'est pas nécessaire que la zone conductrice du premier organe rotatif 40 touche l'axe et l'axe peut être conducteur ou non. Le contact électrique entre la borne et la zone conductrice du premier organe rotatif peut passer par la rondelle. Il est possible de mélanger les différentes façons de faire le contact entre les bornes et la ou les zones conductrices.
[0032] Selon la figure 10, la première roue 20 de l'engrenage est une roue bi-matériaux selon un autre mode de réalisation. La première roue 20 a une zone conductrice 22 reliée à l’axe 30, et une zone neutre 24 qui est aussi conductrice. La zone conductrice 22 est isolée électriquement de la zone neutre 24 par une matière isolante 120. Une forme
spécifique est donnée aux deux zones conductrice 22 et neutre 24 pour indiquer une position de référence.
[0033] La figure 1 1 montre une roue bi-matériaux 20 selon un autre mode de réalisation. Dans ce cas, les matériaux sont arrangés pour que les zones conductrices 22a, 22b soient interrompues à un endroit dans la zone périphérique, par exemple sur les dents d'engrenage. Le circuit électrique se fait entre une portion supérieure et une portion inférieure de la roue 20. La roue 20 peut être réalisée en trois couches, i.e. : une couche supérieure qui est conductrice ou comporte au moins une partie conductrice, une couche intermédiaire qui est un isolant, et une couche inférieure qui est conductrice ou comporte une partie conductrice. La roue bi-matériaux 20 selon ce mode de réalisation peut être combinée avec la lame ressort 90 de la figure 5 ou la sonde 95 de la figure 6 pour connecter l'axe à l'une des bornes électriques. La connexion électrique de la zone conductrice de la roue bi-matériaux 20 à l'axe 50 (figure 12) peut également se faire au moyen de la rondelle ressort conductrice. Dans le mode de réalisation illustré par la figure 12, lorsque l'axe 50 fait partie du circuit, l'axe est fait en deux sections conductrices isolées l'une de l'autre pour que le circuit passe par une première section de l'axe, une partie conductrice 22a de la première couche de la première roue 20, la zone périphérique de la deuxième roue 40, une partie conductrice 22b de la couche inférieure de la première roue 20 et la deuxième section de l'axe. Lorsque l'axe ne fait pas partie du circuit, le circuit comprend la rondelle ressort, la première couche de la première roue (première partie de la zone conductrice de la première roue), la zone périphérique de la deuxième roue (la zone conductrice de la deuxième roue) et la deuxième couche de la première roue (deuxième partie de la zone conductrice de la première roue). La couche inférieure de la première roue 20 pourrait être maintenue en contact électrique par une
deuxième rondelle ressort ou pas, auquel cas au moins la section du bas de l'axe sera conductrice et connectée à la zone conductrice de la couche inférieure de la première roue 20.
[0034] C'est donc la deuxième roue 40 qui relie électriquement les deux parties conductrices 22a, 22b des couches supérieure et inférieure de la première roue 20 et les bornes sont connectées seulement à ces deux parties conductrices de la première roue 20. Dans ce cas il n'y a pas de connexion d'une borne à la deuxième roue. La deuxième roue sert de pont entre les deux parties de la zone conductrice de la première roue. [0035] Pour détecter une position angulaire de référence d'une aiguille de montre, il suffit de détecter la position angulaire de référence de la roue sur laquelle l'aiguille est disposée. Quand la roue sur laquelle l'aiguille est disposée est une roue selon un des modes de réalisation de l'invention on peut alors détecter la position angulaire de référence de l'aiguille. Si l'aiguille est montée sur la deuxième roue dans un engrenage selon l'invention, la deuxième roue ayant le même nombre de dents que la première, alors en détectant la position angulaire de référence de la première roue, on en déduit la position angulaire de référence de la deuxième roue et donc son organe indicateur.
[0036] Pour détecter la position de la première roue selon
l’invention, ou d'une aiguille montée sur la première roue, la deuxième roue peut avoir une taille qui est la même que la première, plus petite que la première ou plus grande que la première. Dans l'engrenage ceci suppose que le rapport entre le nombre de dents de la première roue et le nombre de dents de la deuxième roue ne soit pas important pour détecter la position angulaire de référence de la première roue ou pour détecter la position angulaire de référence d'une aiguille de montre montée sur la première roue ou d'un disque de quantième ou d'un autre organe indicateur.
[0037] Dans le cas où le nombre de dents de la roue bi-matériaux (la première roue) est un multiple du nombre de dents de la deuxième roue, la position angulaire de référence de la deuxième roue, et par déduction d'une aiguille ou tout autre organe monté sur la deuxième roue, peut être calculée en détectant la position angulaire de référence de la roue bi-matériaux.
[0038] Un dispositif de détection d'une position angulaire de référence d'une aiguille, ou d'un autre organe indicateur entraîné, selon un mode de réalisation peut être incorporé dans un mouvement horloger comportant un train d'engrenages ayant une pluralité de roues. La figure 13 illustre comment trois détecteurs d'une position angulaire de référence d'organe indicateur peuvent être incorporés dans un mouvement horloger. Trois roues bi-matériaux sont ajoutées au train ou aux trains d'engrenages. Une première des roues bi-matériaux est configurée pour engrener avec la roue des secondes, ces deux roues ayant le même nombre de dents. Ainsi, en détectant la position de cette première roue bi-matériaux on en déduit la position angulaire de référence de l’aiguille des secondes. Similairement, une deuxième et une troisième roue bi-matériaux sont configurées pour engrener avec la roue des minutes et la roue des heures respectivement. Ainsi le mouvement horloger est modifié pour réaliser un détecteur de position angulaire de référence de trois organes indicateurs.
[0039] Alternativement, il est possible de modifier un mouvement horloger pour détecter des positions angulaires de référence des aiguilles sans ajouter de composant mais plutôt pour en modifier quelques-uns. La figure 14 montre ainsi que le mouvement horloger est modifié en changeant les roues des secondes, minutes et heures par des roues bi-matériaux. Dans ce mode de réalisation, puisque les aiguilles sont portées par des roues bi-matériaux il n'est pas nécessaire de porter attention sur les tailles relatives des roues.
[0040] Pour détecter une position angulaire de référence d'une aiguille d'un mouvement horloger, le mouvement peut être adapté pour inclure un détecteur selon un mode de réalisation. Ainsi un train d'engrenage dans le mouvement comporte une première roue, une roue bi-matériaux, qui engrène avec une deuxième roue ayant au moins une partie de sa périphérie qui est électriquement conductrice La zone neutre et la zone conductrice de la roue bi-matériaux sont disposées sur la première roue de façon à indiquer la position angulaire de référence de la roue. Un module pour détecter les deux états du circuit est aussi inclus dans la pièce d'horlogerie. Ce module effectue une ou plusieurs mesures aux bornes électriques du détecteur, par exemple en injectant un courant dans l'une des deux bornes ou en appliquant une tension entre les deux bornes, pour déterminer dans lequel des deux états le circuit se trouve pendant que les roues de l'engrenage tournent. L'état dans lequel se trouve le circuit peut être déterminé en détectant une variation de tension à une des bornes ou en détectant une variation de courant dans une des bornes. Le module peut être par exemple un microcontrôleur, programmé pour détecter une variation de courant, de tension, ou d'impédance du circuit. En détectant la position angulaire de la roue bi- matériaux, on détecte également la position angulaire de référence de l'aiguille ou autre organe indicateur qui est monté dessus ou entraîné par l'engrenage. Alternativement, si l'aguille ou autre organe
indicateur est monté sur ou entraîné par la deuxième roue, on peut en déduire sa position angulaire de référence. [0041] Dans le mode de réalisation, dans lequel la largeur de la zone conductrice sur les dents d'engrenage de la première roue est
suffisamment large, une première position angulaire de référence peut être détectée quand la zone conductrice entre en contact avec la deuxième roue et une deuxième position angulaire de référence peut être détectée quand une dernière portion de la zone conductrice quitte le contact avec la deuxième roue. Une variation de courant, de tension, ou d'impédance est donc détectée lorsque la zone conductrice entre en contact avec la deuxième roue, cette variation pouvant être attribuée à la première position angulaire de référence. Similairement, une nouvelle
variation de courant, de tension, ou d'impédance est détectée lorsque la dernière portion de la zone conductrice quitte le contact avec la deuxième roue, cette nouvelle variation pouvant être attribuée à la deuxième position angulaire de référence [0042] Il est à noter que les termes « conductrice » et « neutre » sont relatifs. Pour réaliser l'invention il suffit que le circuit électronique ait deux états détectables et différentiables entre eux. De ce fait, il n'est pas nécessaire que la zone neutre dans un mode de réalisation soit faite en une matière polymère. Si la zone conductrice est en métal, alors la zone neutre pourrait être une matière semi-conductrice. Similairement, dans le mode de réalisation dans lequel la zone neutre est métallique et isolée de la zone conductrice, l'isolant ne doit pas être un isolant parfait. Il suffit de pouvoir distinguer une variation de tension, de courant, ou d'impédance dans le circuit électronique pour déterminer dans quel état se trouve le circuit électronique comportant les deux organes rotatifs.
Claims
Revendications
1. Dispositif (10) de détection d'une position angulaire de référence d’au moins un premier organe rotatif (20) d'un train d'engrenages comprenant une pluralité d'organes rotatifs, le dispositif comportant : un circuit électronique comprenant deux bornes électriques (12, 14) connectable à une source d'énergie, le circuit électronique ayant un premier état dans lequel une première impédance électrique existe entre les deux bornes (12, 14), et un second état dans lequel une deuxième impédance électrique, différente de la première impédance électrique, existe entre les deux bornes, le circuit électronique
comportant en outre ledit premier organe rotatif (20); et
un interrupteur électromécanique ayant une première position dans laquelle le circuit électronique est dans le premier état et une deuxième position dans laquelle le circuit électronique est dans le second état ;
le premier organe rotatif (20) comportant une première zone (22), dite zone conductrice, électriquement conductrice et une seconde zone, dite zone neutre (24), isolée électriquement de la zone conductrice, la zone conductrice (22) et/ou la zone neutre (24) étant disposées sur le premier organe rotatif (20) de façon à indiquer la position angulaire de référence ;
caractérisé en ce que :
le dispositif (10) comporte en outre un deuxième organe rotatif (40) du train d'engrenages, le deuxième organe rotatif (40) étant agencé pour engrener avec le premier organe rotatif (20), une zone périphérique (26) du premier organe rotatif (20) entrant en contact avec une zone périphérique (46) du deuxième organe rotatif (40) ;
au moins une portion de la zone périphérique (46) du deuxième organe rotatif (40), dite portion conductrice, est électriquement conductrice; et
l'interrupteur électromécanique est configuré, d'une part, pour être dans la première position lorsque la zone conductrice (22) du premier organe rotatif (20) est en contact électrique avec ladite portion conductrice du deuxième organe rotatif (40) et, d'autre part, pour être
dans la deuxième position lorsque la zone neutre (24) du premier organe rotatif (20) est en contact avec le deuxième organe rotatif (40).
2. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel la zone conductrice (22) du premier organe rotatif (20) est destinée à indiquer la position angulaire de référence , la zone neutre (24) du premier organe rotatif (20) comportant un isolant électrique, l'une des deux bornes électriques (12, 14) étant électriquement connectée à la zone conductrice (22) du premier organe rotatif (20), l'autre des deux bornes électriques étant électriquement connectée à ladite portion conductrice du deuxième organe rotatif (40).
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la zone conductrice (22) du premier organe rotatif (20) est destinée à indiquer la position angulaire de référence, la zone neutre (24) comportant un conducteur électrique, la zone conductrice (22) et la zone neutre (24) étant disposées au moins sur une face du premier organe rotatif (40), l'une des deux bornes électriques (12, 14) étant électriquement connectée à la première zone (22) du premier organe rotatif (20), l'autre des deux bornes électriques étant électriquement connectée à ladite portion conductrice du deuxième organe rotatif (40). 4. Dispositif selon la revendication 1 , dans lequel la zone conductrice du premier organe rotatif (20) est divisée en une première et une seconde parties (22a, 22b) non-connectées électriquement, la première partie (22a) de la zone conductrice étant disposée sur au moins une partie d'une couche supérieure du premier organe rotatif (20), la seconde partie (22b) de la zone conductrice étant disposée sur au moins une partie d'une couche inférieure du premier organe rotatif (20), au moins une portion (22aa) de la première partie (22a) de la zone conductrice étant sensiblement alignée avec au moins une portion (22bb) de la deuxième partie (22b) de la zone conductrice dans la zone périphérique (26) du premier organe rotatif (20), la zone neutre (24) étant formée au moins d'une couche intermédiaire isolante située entre
les couches supérieure et inférieure du premier organe rotatif (20), l'une et l'autre des deux bornes électriques (12, 14) étant
électriquement connectées respectivement à la première et à la seconde partie (22a, 22b) de la zone conductrice du premier organe rotatif (20). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins un des premier et deuxième organes rotatifs (20, 40) est monté sur un axe (30, 50) au moyen d'une rondelle ressort conductrice (1 10) agencée dans la zone conductrice dudit au moins un des premier et deuxième organes rotatifs (20, 40), la rondelle ressort agissant contre un pont (60) ou une platine (70) conducteur, l'une des deux bornes électriques étant le pont ou la platine.
6. Dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel au moins un des premier et deuxième organes rotatifs (20, 40) est monté sur un axe ayant au moins une pièce conductrice électrique (50, 50a, 50b), la pièce conductrice de l'axe étant connectée électriquement à la zone conductrice dudit au moins un des premier et deuxième organes rotatifs (20, 40), l'une des deux bornes électriques étant connectée électriquement à la pièce conductrice de l'axe, ou dans lequel l'axe est monté sur un palier (80) conducteur électrique, l’une des bornes étant le palier.
7. Train d'engrenages comprenant au moins un premier et un deuxième organes rotatifs (20, 40) , le deuxième organe rotatif (40) comportant au moins une zone périphérique conductrice, les premier et deuxième organes rotatifs (20, 40) étant agencés pour engrener l'un avec l'autre, le premier organe rotatif (20) comportant une zone électriquement conductrice (22), dite zone conductrice, et une zone électriquement isolée de la zone conductrice (22), dite zone neutre
(24) ;
caractérisé en ce que :
la zone conductrice (22) est disposée sur le premier organe rotatif (20) de sorte à être en contact électrique avec la zone périphérique
conductrice du deuxième organe rotatif (40) lorsque le premier organe rotatif (20), en engrenant avec le deuxième organe rotatif (40), se trouve dans au moins une position angulaire de référence ou lorsque le premier organe rotatif (20) se trouve dans n'importe quelle position angulaire qui est différente de la position angulaire de référence.
8. Une méthode pour détecter au moins une position angulaire de référence d’un organe rotatif du dispositif selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, la méthode comprenant :
- application d’un courant sur l'une des deux bornes électriques (12, 14) ou d'une tension entre les deux bornes électriques ou d'une tension sur l’une des deux bornes électriques du circuit électronique;
- détection d’une variation de tension, de courant, ou d’impédance dans le circuit électronique pendant que le premier organe rotatif (20) engrène avec le deuxième organe rotatif (40) ; et
- attribution d’une position angulaire de référence au premier organe rotatif (20) lorsqu’une variation de courant, de tension, ou d’impédance est détectée.
9. La méthode selon la revendication 8, comprenant en outre une attribution d’une deuxième position angulaire de référence au premier organe rotatif (20) lorsqu’une nouvelle variation de courant, de tension, ou d’impédance est détectée.
10. La méthode selon la revendication 8 ou 9, dans laquelle un microcontrôleur est agencé pour détecter la variation de tension, de courant, ou d’impédance et ainsi détecter la position angulaire de référence.
1 1. Mouvement horloger comportant le dispositif selon l'une
quelconque des revendications 1 à 6 ou le train d'engrenages selon la revendication 7.
12. Pièce d'horlogerie comportant le mouvement horloger selon la revendication 1 1.
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2020
- 2020-02-19 WO PCT/IB2020/051387 patent/WO2020170161A1/fr active Application Filing
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