CH694025A5 - Dispositif d'accouplement pour transformer un mouvement de rotation dans les deux sens en un mouvement dans un sens. - Google Patents

Description

  



   La présente invention se rapporte à un dispositif d'accouplement  pour transformer un movement dans les deux sens en un mouvement dans  un sens seulement. Elle se rapporte, plus particulièrement, à un  dispositif comportant: - un support, - un mobile d'entrée -  un roulement à billes assurant la liaison entre le mobile d'entrée  et le support, - des première et deuxième roues, toutes deux de  forme annulaire avec une tranche externe, munie d'une denture, et  une tranche interne, - des premier et second organes d'accouplement,  du type à coincement de patins au moyen de pièces rondes, pour relier  cinématiquement le mobile d'entrée avec respectivement la première  et la deuxième roue, agencés de manière à ce que soit l'une, soit  l'autre desdites roues est entraînée, selon que le mobile d'entrée  tourne dans un sens ou dans l'autre. 



   Dans ce dispositif, le mobile d'entrée, le roulement à billes, les  organes d'accouplement et les roues sont disposés coaxialement sur  le support. 



   Une montre automatique munie d'un dispositif de ce type est décrite  dans le document DE 1 141 953. Elle comporte un support, un arbre  monté mobile en rotation sur le support, par l'intermédiaire d'un  roulement à billes, un rotor solidaire de l'arbre en rotation et  des premier et second organes d'accouplements, du type à coincement  de patins au moyen de pièces rondes. 



   Chacun des organes d'accouplements comporte un noyau, une bague et  intercalés entre eux, des billes et des freins rendant ou non solidaires  la bague et le noyau, selon que l'arbre tourne dans l'un ou l'autre  sens, l'un pour le premier organe, l'autre pour le second. Les bagues  sont, chacune, munies d'une denture à leur périphérie et forment  ainsi des roues dentées. Les deux organes    d'accouplement sont  chassés sur l'arbre par leur noyau et séparés par une portée. 



   Les dentures engrènent avec un rouage aboutissant, de manière classique,  à une roue de rochet assurant le remontage d'un ressort-moteur. Ce  rouage est agencé de manière à ce que la roue de rochet tourne toujours  dans le même sens, quel que soit le sens de rotation du rotor. En  d'autres termes, le ressort est remonté par les mouvements du rotor,  qu'il tourne dans un sens ou dans l'autre. 



   Dans cette montre, l'ensemble ainsi formé nécessite peu de place  radialement, mais, par contre, une épaisseur importante, au centre  du mouvement. Or, un mouvement de montre est d'autant moins apprécié  par les designers qu'il est épais, car cela affecte l'élégance de  la montre. 



   Cet inconvénient a conduit l'homme du métier à disposer les organes  d'accouplement ailleurs que sur l'axe du rotor. L'épaisseur du mouvement  est, alors, sensiblement réduite, mais au dépens d'une augmentation  du volume occupé. 



   Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients.  Ce but est atteint grâce au fait que le mobile d'entrée comporte  une bague munie d'une paroi interne et d'une paroi externe et formant  des première et deuxième surfaces de roulement qui coopèrent respectivement  avec les billes du roulement à billes et les pièces rondes de l'un  au moins des organes d'accouplement. 



   De manière plus précise, les première et deuxième surfaces de roulement  sont respectivement des portions des parois interne et externe de  la bague. 



     Les pièces rondes utilisées dans les organes d'accouplement tels  que définis ci-dessus sont avantageusement des billes plutôt que  des galets, car ainsi, le volume occupé est minimum et les frottements  sensiblement réduits. 



   Pour assurer de bonnes conditions de travail des billes tant du roulement  que des organes d'accouplement, ces derniers comportent des surfaces  de roulement de type coniques, avec deux surfaces extérieures et  deux surfaces intérieures formées par des portions de cônes définissant  des gorges à section trapézoïdale isocèle. 



   Avantageusement, les deux surfaces extérieures du roulement à billes  sont des portions de la paroi interne de ladite bague, alors que  les deux surfaces extérieures de roulement de chacun des deux organes  d'accouplement sont formées par des portions de cônes définissant,  ensemble, une gorge annulaire à section trapézoïdale isocèle pratiquée  dans la tranche interne de sa roue. 



   Il est possible d'obtenir de bonnes conditions de travail des organes  d'accouplement et un assemblage aisé du dispositif grâce au fait  que ce dernier comporte, en outre, deux viroles, munies chacune d'une  tranche interne et d'une tranche externe, fixées rigidement par leurs  tranches internes sur la paroi extérieure de la bague.

   De plus, les  surfaces de roulement intérieures du premier organe d'accouplement  sont formées l'une par une portion de cône de la paroi externe de  la bague, l'autre par une portion de cône pratiquée dans la tranche  externe de la première virole, ces portions de cône définissant ensemble  une gorge annulaire de section trapézoïdale isocèle, tandis que les  surfaces de roulement intérieures du second organe d'accouplement  sont formées l'une par une portion de cône pratiquée dans la tranche  externe de la première virole et l'autre par une portion de cône  pratiquée dans la tranche externe de la seconde virole, ces portions  de cône définissant ensemble une gorge annulaire de section trapézoïdale  isocèle. 



     Pour que les organes d'accouplement occupent un volume aussi réduit  que possible, la bague et la première virole d'une part, la première  et la deuxième virole d'autre part sont agencées de manière à former  des première et seconde gorges annulaires de section rectangulaire,  attenantes chacune à l'une des gorges à section trapézoïdale isocèle,  tenant lieu de logement aux patins de l'un des organes. 



   Pour que le dispositif selon l'invention puisse garantir des conditions  de rotation satisfaisantes du mobile d'entrée, il est nécessaire  que le roulement à billes puisse supporter des chocs d'une certaine  importance sans risque d'écrasement des billes. En outre, il est  nécessaire que les organes d'accouplement assurent leur fonction  dans les meilleures conditions possibles. L'expérience à montré que,  de manière avantageuse, le roulement à billes d'une part, les organes  d'accouplement d'autre part, occupent sensiblement la moitié de la  hauteur de la bague. 



   Comme cela a été expliqué plus haut, un tel dispositif est particulièrement  bien adapté pour équiper une montre automatique. Dans cette application,  et dans toutes celles dans lesquelles le dispositif selon l'invention  est utilisé pour transformer des mouvements aléatoires en énergie  cinétique ou potentiel, le mobile d'entrée porte une masse oscillante  et forment, ensemble, un rotor. 



   Dans le but de permettre une fixation solide et aisée du dispositif  selon l'invention, tout en garantissant de bonnes conditions de travail  du roulement à billes, il est intéressant que le support soit formé  d'un noyau annulaire comportant: - une ouverture centrale destinée  à recevoir une vis de serrage pour permettre la fixation du dispositif  sur une plaque de base, - une surface cylindrique extérieure, et                                                             



     - une portée s'étendant radialement vers l'extérieur et munie  d'une surface formée d'une portion de cône, 



   et d'une bride fixée rigidement sur la surface cylindrique du noyau  et comportant une portée s'étendant vers l'extérieur et munie d'une  surface formée d'une portion de cône, dans lequel les deux portions  de cône forment les surfaces de roulement internes du roulement à  billes. 



   D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront  de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé,  dans lequel:      les fig. 1 et 2 montrent le dispositif selon  l'invention, vu respectivement en plan et de manière schématique,  et en coupe, et     les fig. 3, 4 et 5 représentent la structure  de ce dispositif, coupé selon les lignes III-III IV-IV et V-V de  la fig. 2.  



   Le dispositif représenté au dessin est une partie d'un mécanisme  de remontage automatique pour montres. Il comporte une plaque de  base 10, généralement appelée pont de remontage automatique et destiné  à être fixé sur le mouvement de la montre. Un rotor 12 est fixé sur  la plaque 10 et disposé de manière à pouvoir tourner librement, aussi  bien dans un sens que dans l'autre, autour d'un axe A-A généralement  disposé au centre du mouvement. 



   Plus précisément, le rotor 12 comporte un noyau annulaire 14 tenant  lieu de support et muni d'une ouverture centrale 14a et d'une noyure  14b, destinés à permettre sa fixation sur la plaque 10, au moyen  d'une vis 15, engagée dans l'ouverture 14a, en appui contre la noyure  14b et serrée dans un trou taraudé 10a de la plaque 10. Il comprend,  en outre, une bague 16, un roulement à billes 18, des premier et  second organes d'accouplement 20 et 22, des première et deuxièmes  roue 24 et 26 et une masse oscillante 28. 



     Le noyau 14 présente, en outre, une paroi extérieure, formée d'une  surface cylindrique 14c, et une portée s'étendant radialement vers  l'extérieur et formée d'une portion de cône 14d et d'une portion  plane 14e reliant les portions 14c et 14d. Une bride 30 est rivée  sur la portion cylindriquel4c. Elle comprend, dans sa partie supérieure,  une portée 30a s'étendant radialement vers l'extérieur et muni d'une  surface formée d'une portion de cône 30b disposée en regard de la  portion de cône 14d et formant ensemble une gorge annulaire 32 de  section trapézoïdale isocèle. 



   La bague 16 présente un trou central 16a formant la paroi interne  de la bague. Cette paroi comporte, dans sa partie supérieure, deux  portions de cônes 16b et 16c séparées par une gorge annulaire 16d  à section rectangulaire. Les deux portions 16b et 16c forment, ensemble,  une gorge 34, de section trapézoïdale isocèle, attenante à la gorge  16d. 



   La bague 16 comprend une paroi externe formée, dans sa partie inférieure,  de première 16e et deuxième 16f portions cylindriques reliées par  une première portion plane 16g. La partie médiane de la paroi extérieure  comprend une portion de cône 16h reliée à la portion cylindrique  16f par une deuxième portion plane 16i. 



   La partie supérieure comprend des moyens destinés à fixer la masse  28, qui ne seront pas décrits de manière détaillée, car ne faisant  pas partie de l'invention. 



   Le roulement à billes 18 comporte cinq billes 36 et une cage 38,  disposées entre le noyau 14, la bague 16 et la bride 30. Plus précisément,  les gorges 32 et 34, qui se trouvent au même niveau, définissent,  ensemble, un logement dans lequel les billes 36 sont disposées. Les  portions de cônes 14d du noyau et 30b de la bride 30 forment, pour  les billes 36, deux surfaces de roulement    intérieures, alors que  les portions de cônes 16b et 16c de la bague forment deux surfaces  de roulement extérieures. 



   Afin d'assurer un positionnement correct des billes, il est nécessaire  que ces portions coniques s'inscrivent sur les côtés d'un carré dont  la longueur est légèrement supérieure au diamètre des billes. 



   La cage 38 est formée d'une bague de forme extérieure pentagonale,  fendue au milieu d'un des côtés et munie, aux sommets du pentagone,  d'alvéoles 38a destinées à recevoir les billes 36 pour les positionner  régulièrement à l'intérieur du logement. Cette cage est disposée  à l'intérieur de la creusure 16d. 



   La bague 16 porte, en outre deux viroles 40 et 42, chassées l'une  par-dessus l'autre sur la portion cylindrique 16e et qui assurent  la fixation des organes d'accouplement 20 et 22 et des roues 24 et  26, comme cela sera expliqué plus loin. 



   La virole 40 comporte un trou 40a, formant sa tranche intérieure,  dans lequel est engagée la portion cylindrique 16e, et deux faces  planes et parallèles 40b et 40c, la face 40b étant en appui contre  la portion 16g. Sa tranche extérieure est munie de deux portions  coniques 40d et 40e. 



   La virole 42 comporte un trou 42a formant sa tranche intérieure,  dans lequel est aussi engagée la portion cylindrique 16e, et deux  faces planes et parallèles 42b et 42c. La face 42b est en appui contre  la face 40c de la virole 40. Elle comporte, à sa périphérie, une  creusure formée d'une portion cylindrique 42d et d'une portion plane  42e. Sa tranche extérieure comprend une surface 42f formée d'une  portion de cône. 



   Les deux roues 24 et 26 sont réalisées chacune au moyen d'une planche  annulaire munie sur sa tranche extérieure d'une denture identifiée  par la lettre    a, alors que la tranche intérieure forme une gorge  b de section trapézoïdale isocèle. 



   Les organes d'accouplement 20 et 22 sont montés sur la bague 16.  Ils sont respectivement représentés aux figures 4 et 5. Ils comprennent  chacun une bague centrale 44 et une bague extérieure 46, coaxiales  et formant entre elles un logement 48. A l'intérieur de ce dernier  sont disposés trois patins 50 et trois pièces rondes, en l'occurrence  des billes 52. Il serait également possible d'utiliser des galets  cylindriques. 



   Les patins 50 ont une forme de segment d'anneau embrassant un angle  légèrement inférieur à 120 DEG . Leur rayon intérieur est égal à  celui de la bague centrale 44, de manière à ce que la surface de  contact entre patins 50 et bague centrale 44 soit la plus grande  possible. La largeur de l'anneau, dans lequel les patins sont formés,  est choisie de manière à ce que ces derniers soient parfaitement  libres dans le logement 48, la différence entre le rayon extérieur  du patin et le rayon intérieur de la bague 46 étant sensiblement  plus faible que le diamètre des billes 52. 



   Chacun des patins 50 comporte, dans la partie médiane de la face  extérieure de l'anneau, une encoche 50a formée d'un plan incliné  50b, faisant un angle d'environ 15 DEG  avec une tangente au cercle  extérieur de l'anneau, et un arrondi 50c tangent au plan incliné  et de diamètre sensiblement égal au diamètre des billes 52. La profondeur  des encoches 50a est choisie de manière à ce que la distance d'avec  la surface interne de la bague 46 soit supérieure au diamètre des  billes 52. 



   Dans l'organe d'accouplement 20, la bague centrale 44 est formée  par la bague 16 et par la virole 40. Les portions coniques 16h et  40d constituent des surfaces de roulement intérieures pour les billes  52. Les surfaces 16i, 16f et    40b forment les parois du logement  48, dans lequel sont engagés les patins 50. Enfin les parois de la  creusure 24b formant les côtés du trapèze constituent les surfaces  de roulement extérieures. 



   Dans l'organe d'accouplement 22, la bague centrale 44 est formée  par les deux viroles 40 et 42. Les portions coniques 40e et 42f constituent  des surfaces de roulement pour les billes 52. Les surfaces 40c, 42d  et 42e forment les parois du logement 48 dans lequel les patins 50  sont engagés. Enfin les parois de la creusure 26b formant les côtés  du trapèze constituent deux autres surfaces de roulement. 



   Le dispositif tel que décrit assure le remontage d'un ressort de  barillet, non représenté au dessin, par l'intermédiaire d'un train  d'engrenages comportant une roue à rochet 54, un premier mobile intermédiaire  56 comportant un pignon 56a, qui engrène avec la roue à rochet 54,  et une roue 56b en prise avec la roue 24, et un second mobile intermédiaire  58 comportant une roue 58a engrenant d'une part avec la première  roue intermédiaire 56b, d'autre part avec la roue 26. 



   L'assemblage du dispositif tel que décrit ci-dessus peut se faire  au moyen d'un posage sur lequel sont, tout d'abord, placés le noyau  14 et la bague 16, dans des positions correspondant sensiblement  à celles qu'elles occuperont dans le dispositif assemblé. Après quoi,  la cage 38 est introduite dans la creusure 16d, les billes 36 sont  disposées dans les alvéoles 38a, puis le verrou 30 est chassé sur  le noyau 14. De la sorte, le roulement à billes 18 est assemblé,  les billes et la cage étant confinés par les parois du noyau 14,  de la bague 16 et du verrou 30. 



   La pièce ainsi assemblée est retournée et placée sur un deuxième  posage. La première roue 24 est ensuite mise en place, dans une position  correspondant    sensiblement à celle qu'elle occupera dans le dispositif  assemblé. Les patins 50 puis les billes 52 sont introduits dans le  logement 48. L'assemblage du premier organe d'accouplement 20 se  termine par le chassage de la virole 40 sur la bagué 16. 



   Il reste alors à assembler l'organe d'accouplement 22. A cet effet,  la roue 26 est placée par-dessus la roue 24 et les patins 50, puis  les billes 52 sont introduits dans le logement 48. Finalement, la  virole 42 est chassée sur la bague 16, pardessus la virole 40. 



   L'ensemble ainsi réalisé peut alors être équipé de la masse oscillante  28, fixée sur la bague 16. 



   Le fonctionnement du dispositif dans la montre est le suivant. Sous  l'effet d'une accélération quelconque, la masse 28 est animée d'un  mouvement oscillant et entraîne la bague 16 sur laquelle elle est  fixée. La bague 16 pivote librement sur le noyau 14, grâce à la présence  du roulement à billes 18. 



   Dans son mouvement, la bague 16 entraîne également les billes 52.  Lorsque le mouvement se fait dans le sens horaire, les bagues 44  entraînent les patins 50 des deux organes 20 et 22. Ceux-ci co-opèrent  avec les billes 52. Dans le cas de l'organe 20, les billes tendent  à rester dans le fond des encoches 50a, en appui contre l'arrondi  50c. Le couple ainsi exercé sur la roue 24 est pratiquement nul. 



   La situation est différente pour l'organe 22. Dans ce cas, la bague  44 entraîne également les patins 50. Comme on peut le voir sur la  figure 5, les billes 52 tendent à rouler sur les plans inclinés 50b,  de telle sorte qu'elles sont repoussées vers l'extérieur, en direction  de la bague 46, jusqu'à être coincées entre bague 46 et patins 50.  Ainsi, les bagues intérieure 44 et extérieure 46 sont solidaires  en rotation, de sorte que la roue 24 tourne dans le même sens et  à la même vitesse que la masse 28. 



     Comme expliqué ci-dessus, la roue 24 engrène avec la roue 56b  qui tourne dans le sens antihoraire, elle-même entraînant le pignon  56a qui arme le ressort de barillet en faisant tourner la roue à  rochet dans le sens horaire. 



   Lorsque la masse 28 tourne dans le sens anti-horaire, c'est l'organe  d'accouplement 22 qui est bloqué, alors que l'organe 20 est libre.  De la sorte, la roue 26 entraîne la roue 58a dans le sens horaire,  laquelle fait tourner la roue 56b dans le sens anti-horaire et avec  elle le pignon 56a. Ce dernier arme le ressort de barillet en faisant  tourner la roue de rochet 54 dans le sens horaire. 



   En d'autres termes, le ressort de barillet est armé par le mouvement  de la masse 28 quel que soit le sens de rotation de cette dernière.                                                            



   Le dispositif, tel que décrit, peut comporter de nombreuses variantes,  sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Comme expliqué plus  haut, les pièces rondes peuvent aussi bien être des billes que des  cylindres. Il serait également possible d'entraîner une génératrice  plutôt que d'armer un ressort. 



   Le dispositif selon l'invention peut, en fait, être utilisé dans  n'importe quel appareil mécanique néces-sitant une transformation  d'un mouvement de rotations dans les deux sens en un mouvement dans  un sens seulement.

Claims (11)

1. Dispositif d'accouplement pour transformer un mouvement de rotation dans le deux sens en un mouvement dans un sens, comportant: - un support (14), - un mobile d'entrée (16), - un roulement à billes (18) assurant la liaison entre le mobile d'entrée et le support, - des première et deuxième roues (24, 26), toutes deux de forme annulaire avec une tranche externe, munie d'une denture, et une tranche interne, - des premier et second organes d'accouplement (20, 22), du type à coincement de patins (50) au moyen de pièces rondes (52), pour relier cinématiquement ledit mobile avec respectivement la première et la deuxième roue, agencés de manière à ce que soit l'une, soit l'autre desdites roues est entraînée, selon que le mobile d'entrée tourne dans un sens ou dans l'autre, dans lequel ledit mobile, le roulement à billes,

les organes d'accouplement et les roues sont disposés coaxialement sur le support, caractérisé en ce que ledit mobile d'entrée comporte une bague (16) munie d'une paroi interne et d'une paroi externe et formant des première et deuxième surfaces de roulement qui coopèrent respectivement avec les billes dudit roulement et les pièces rondes de l'un au moins des organes d'accouplement.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites première et deuxième surfaces sont respectivement des portions des parois interne et externe de ladite bague.

3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites pièces rondes sont des billes (52).

4.

Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit roulement à billes (18) et lesdits organes (20, 22) sont de type à surfaces de roulement coniques, avec deux surfaces extérieures et deux surfaces intérieures formées par des portions de cônes définissant des gorges à section trapézoïdale isocèle.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux surfaces extérieures du roulement à billes (18) sont des portions de la paroi interne de ladite bague (16).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux surfaces extérieures de roulement de chacun des deux organes d'accouplement (20, 22) sont formées par des portions de cônes définissant, ensemble, une gorge annulaire à section trapézoïdale isocèle pratiquée dans la tranche interne de sa roue.

7.

Dispositif selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, deux viroles (40, 42), munies chacune d'une tranche interne et d'une tranche externe, fixées rigidement par leurs tranches internes sur la paroi extérieure de ladite bague, et en ce que: - les surfaces de roulement intérieures du premier organe d'accouplement (20) sont formées l'une par une portion de cône de la paroi externe de la bague, l'autre par une portion de cône pratiquée dans la tranche externe de la première virole, ces portions de cône définissant ensemble une gorge annulaire de section trapézoïdale isocèle, et - les surfaces de roulement intérieures du second organe d'accouplement (22)

sont formées l'une par une portion de cône pratiquée dans la tranche externe de la première virole et l'autre par une portion de cône pratiquée dans la tranche externe de la seconde virole, ces portions de cône définissant ensemble une gorge annulaire de section trapézoïdale isocèle.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la bague (16) et la première virole (40) d'une part, la première et la deuxième virole (42) d'autre part sont agencées de manière à former des première et seconde gorges annulaires de section rectangulaire, attenantes chacune à l'une des gorges à section trapézoïdale isocèle, tenant lieu de logement aux patins de l'un des organes.

9.

Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le roulement à billes (18) d'une part, les organes d'accouplement (20, 22) d'autre part occupent sensiblement la moitié de la hauteur de ladite bague (16).

10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le mobile d'entrée porte une masse oscillante (28).

11.

Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit support est formé d'un noyau annulaire (14) comportant: - une ouverture centrale destinée à recevoir une vis de serrage pour permettre la fixation du dispositif sur une plaque de base, - une surface cylindrique extérieure, et - une portée s'étendant radialement vers l'extérieur et munie d'une surface formée d'une portion de -cône, - et d'une bride (30) fixée rigidement sur la surface cylindrique du noyau et comportant une portée s'étendant vers l'extérieur et munie d'une surface formée d'une portion de cône, dans lequel les deux portions de cône forment les surfaces de roulement internes du roulement à billes.