CH718048A9 - Chronograph mechanism for a timepiece. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un mécanisme de chronographe (1) pour mouvement d'horlogerie, comprenant un premier compteur (5) d'une première unité de temps agencé pour être en liaison cinématique débrayable avec un mouvement de base , un deuxième compteur (7) d'une deuxième unité de temps en liaison cinématique avec ledit premier compteur (5) par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur (9) Selon l'invention, ledit engrenage réducteur (9) comprend un réducteur cycloidal disposé collatéralement à chacun dudit premier compteur (5) et dudit deuxième compteur (7)The invention relates to a chronograph mechanism (1) for a watch movement, comprising a first counter (5) of a first time unit arranged to be in disengageable kinematic connection with a base movement, a second counter (7) of a second time unit in kinematic connection with said first counter (5) via a reduction gear (9) According to the invention, said reduction gear (9) comprises a cycloidal reducer arranged collaterally to each of said first counter (5) and said second counter (7)
Description
Domaine techniqueTechnical area
[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un mécanisme de chronographe mécanique pour pièce d'horlogerie. The present invention relates to the field of watchmaking. It relates, more particularly, to a mechanical chronograph mechanism for a timepiece.
Etat de la techniqueState of the art
[0002] En règle générale, un mécanisme de chronographe pour pièce d'horlogerie comporte un compteur des secondes, qui, sur demande, peut être entraîné depuis un mouvement de base par l'intermédiaire d'un embrayage, ce compteur entraînant à son tour un compteur des minutes par le biais d'un rouage réducteur. Ce dernier comporte typiquement une série de mobiles présentant chacun une paire de roues coaxiales et solidaires entre elles, l'une étant de plus grand diamètre que l'autre, de telle sorte à obtenir la réduction de vitesse angulaire souhaitée. En règle générale, chaque compteur est solidaire en rotation d'une aiguille (ou similaire) respective, le compteur des secondes étant agencé pour effectuer un tour par minute tandis que celui des minutes est agencé pour effectuer un tour par heure. La réduction est ainsi à raison d'un rapport de 60:1, mais d'autres vitesses de rotation pour les deux compteurs sont également connues mais certes moins communes, le rapport de réduction étant choisi de manière appropriée. [0002]As a general rule, a chronograph mechanism for a timepiece includes a seconds counter which, on request, can be driven from a base movement via a clutch, this counter in turn driving a minute counter via a gear train. The latter typically comprises a series of mobiles each having a pair of wheels which are coaxial and integral with each other, one being of larger diameter than the other, so as to obtain the desired reduction in angular speed. As a general rule, each counter is integral in rotation with a respective hand (or similar), the seconds counter being arranged to perform one revolution per minute while the minutes counter is arranged to perform one revolution per hour. The reduction is thus at a ratio of 60:1, but other speeds of rotation for the two counters are also known but certainly less common, the reduction ratio being chosen appropriately.
[0003] L'utilisation d'un tel engrenage réducteur classique nécessite la prévision d'une pluralité d'axes de rotation, est relativement encombrant dans le plan du mécanisme, et est relativement énergivore à cause des frottements engendrés par les multiples dentures qui s'engrènent entre elles. La différence en besoin de couple que le mouvement de base doit fournir peut ainsi varier significativement en fonction de l'état du mécanisme de chronographe. Par conséquent, lorsque le chronographe est débrayé, le couple d'entrainement du système réglant (typiquement un oscillateur balancier-spiral entretenu par un échappement) est significativement plus élevé que lorsque le chronographe est en marche, ce qui a un effet néfaste sur la marche de l'oscillateur tendant à la retarder pendant le chronométrage. [0003] The use of such a conventional reduction gear requires the provision of a plurality of axes of rotation, is relatively bulky in the plane of the mechanism, and is relatively energy-intensive because of the friction generated by the multiple teeth which are mesh with each other. The difference in torque requirement that the basic movement must provide can thus vary significantly depending on the state of the chronograph mechanism. Consequently, when the chronograph is disengaged, the drive torque of the regulating system (typically a balance-spring oscillator maintained by an escapement) is significantly higher than when the chronograph is running, which has a detrimental effect on rate of the oscillator tending to delay it during timing.
[0004] Le but de l'invention est par conséquent de proposer un mécanisme de chronographe dans laquelle les défauts susmentionnés sont au moins partiellement surmontés. The object of the invention is therefore to provide a chronograph mechanism in which the aforementioned defects are at least partially overcome.
Divulguation de l'inventionDisclosure of Invention
[0005] De façon plus précise, l'invention concerne un mécanisme de chronographe pour mouvement d'horlogerie, comme défini par la revendication 1. Ce mécanisme comporte : un premier compteur d'une première unité de temps (typiquement les secondes, mais qui pourrait également être les minutes ou autre) agencé pour être en liaison cinématique débrayable avec un mouvement de base, par exemple par le biais d'un embrayage quelconque ; un deuxième compteur d'une deuxième unité de temps (typiquement les minutes, mais qui pourrait également être les heures ou autre) en liaison cinématique avec ledit premier compteur par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur, qui assure par conséquent un rapport d'engrenages correct afin que la bonne vitesse de rotation soit obtenue pour chacun desdits compteurs.More specifically, the invention relates to a chronograph mechanism for a watch movement, as defined by claim 1. This mechanism comprises: a first counter of a first unit of time (typically seconds, but which could also be minutes or other) arranged to be in disengageable kinematic connection with a basic movement, for example by means of any clutch; a second counter of a second unit of time (typically minutes, but which could also be hours or other) in kinematic connection with said first counter via a reduction gear, which consequently ensures a ratio of correct gears so that the correct rotational speed is obtained for each of said counters.
[0006] Selon l'invention, ledit engrenage réducteur comprend un réducteur cycloïdal disposé collatéralement à chacun dudit premier compteur et dudit deuxième compteur. According to the invention, said reduction gear comprises a cycloidal reduction gear disposed collaterally to each of said first counter and said second counter.
[0007] Cet agencement peut être significativement plus compact dans le plan du mécanisme qu'un mécanisme de chronographe muni d'un engrenage réducteur classique, le nombre d'axes de pivotement distincts à prévoir pour l'engrenage réducteur est réduit à un seul, son inertie est faible par rapport à un réducteur 60:1 (ou similaire) classique et son rendement énergétique est exceptionnel grâce à la réduction en inertie ainsi qu'en frottements. Par rapport à ce dernier point, l'influence du mécanisme de chronographe sur la marche du mouvement de base peut ainsi être minimisée, et ce pour des raisons qui seront expliquées dans la description détaillée. [0007] This arrangement can be significantly more compact in terms of the mechanism than a chronograph mechanism equipped with a conventional reduction gear, the number of separate pivot axes to be provided for the reduction gear is reduced to a single one, its inertia is low compared to a conventional 60:1 (or similar) gearbox and its energy efficiency is exceptional thanks to the reduction in inertia as well as in friction. With respect to this last point, the influence of the chronograph mechanism on the rate of the basic movement can thus be minimized, and this for reasons which will be explained in the detailed description.
[0008] Avantageusement, ledit réducteur cycloïdal comprend : une roue d'entrée montée solidaire en rotation d'un axe ; une came cycloïdale montée libre en rotation autour d'un tronçon excentrique dudit axe (et donc excentriquement par rapport à l'axe de rotation dudit axe) et comportant des ondulations agencées pour coopérer avec des ondulations complémentaires prévues sur une couronne fixe agencée coaxialement audit axe ; une roue de sortie agencée coaxialement à ladite roue d'entrée et montée libre en pivotement autour dudit axe. La roue de sortie comporte en outre une pluralité de plots s'étendant parallèle audit axe et prenant chacun place dans une ouverture circulaire respective dont est munie ladite came cycloïdale, qui servent à l'entrainement de ladite roue de sortie lors des déplacements de la came cycloïdale.[0008] Advantageously, said cycloidal reducer comprises: an input wheel mounted integral in rotation with an axle; a cycloidal cam mounted free in rotation around an eccentric section of said axis (and therefore eccentrically with respect to the axis of rotation of said axis) and comprising undulations arranged to cooperate with complementary undulations provided on a fixed crown arranged coaxially with said axis ; an output wheel arranged coaxially with said input wheel and mounted free to pivot around said axis. The output wheel further comprises a plurality of studs extending parallel to said axis and each taking place in a respective circular opening with which said cycloidal cam is provided, which serve to drive said output wheel when the cam moves. cycloidal.
[0009] Avantageusement, ladite roue de sortie se trouve sur le même côté de ladite came cycloïdale que ladite roue d'entrée, ladite roue de sortie étant notamment interposée entre ladite roue d'entrée et ladite came cycloïdale. [0009] Advantageously, said output wheel is located on the same side of said cycloidal cam as said input wheel, said output wheel being in particular interposed between said input wheel and said cycloidal cam.
[0010] Ce mécanisme peut être intégré dans un mouvement d'horlogerie, ce dernier pouvant être intégré à son tour dans une pièce d'horlogerie. [0010] This mechanism can be integrated into a clock movement, the latter being able to be integrated in turn into a timepiece.
Brève description des dessinsBrief description of the drawings
[0011] D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels : Figure 1 est une vue isométrique d'un mécanisme de chronographe selon l'invention ; Figure 2 est une vue isométrique de l'engrenage réducteur du mécanisme de la figure 1 ; et Figure 3 est une vue isométrique de l'engrenage réducteur de la figure 2, coupée le long d'un diamètre de ce dernier.Other details of the invention will appear more clearly on reading the description which follows, given with reference to the appended drawings in which: Figure 1 is an isometric view of a chronograph mechanism according to the invention; Figure 2 is an isometric view of the reduction gear of the mechanism of Figure 1; and Figure 3 is an isometric view of the reduction gear of Figure 2, cut along a diameter of the latter.
Mode de réalisation de l'inventionEmbodiment of the invention
[0012] La figure 1 illustre un mode de réalisation non limitatif d'un mécanisme de chronographe 1 selon l'invention, qui est destiné à prendre place dans un mouvement (non illustré) d'une pièce d'horlogerie. Figure 1 illustrates a non-limiting embodiment of a chronograph mechanism 1 according to the invention, which is intended to take place in a movement (not shown) of a timepiece.
[0013] Ce mécanisme 1 comporte une roue de prise de force 3, agencée pour être en liaison cinématique débrayable avec un mouvement de base (non illustré) par le biais d'un embrayage (non illustré) de n'importe quelle forme connue (horizontale, verticale ou autre). This mechanism 1 comprises a power take-off wheel 3, arranged to be in disengageable kinematic connection with a basic movement (not shown) by means of a clutch (not shown) of any known form ( horizontal, vertical or other).
[0014] La roue de prise de force 3 est en liaison cinématique avec un premier compteur 5 d'une première unité de temps (notamment les secondes dans la réalisation illustrée), qui comporte une roue de la première unité de temps comptée 5a solidaire en rotation d'un organe indicateur de la première unité de temps compté 5b, ces deux éléments formant ensemble un mobile. [0014] The power take-off wheel 3 is in kinematic connection with a first counter 5 of a first unit of time (in particular the seconds in the illustrated embodiment), which comprises a wheel of the first counted time unit 5a fixed in rotation of an indicator member of the first unit of counted time 5b, these two elements together forming a mobile.
[0015] Dans la construction illustrée, la roue de la première unité de temps compté 5a engrène directement avec la roue d'entrée 3, mais l'interposition d'un ou plusieurs renvois dans la chaine cinématique est également possible. In the illustrated construction, the wheel of the first counted time unit 5a meshes directly with the input wheel 3, but the interposition of one or more references in the kinematic chain is also possible.
[0016] Le mécanisme 1 comporte également un deuxième compteur 7 d'une deuxième unité de temps (notamment les minutes dans la réalisation illustrée), qui comporte une roue de la deuxième unité de temps comptée 7a solidaire en rotation d'un organe d'indication de la deuxième unité de temps comptée 7b, qui est entraîné depuis le premier compteur 5 par le biais d'un engrenage réducteur 9. La première unité de temps est typiquement les secondes et le deuxième est typiquement les minutes, comme c'est le cas dans la réalisation illustrée, mais d'autres unités de temps (par exemple les fractions de secondes, heures, fractions d'heures, jours, semaines etc.) peuvent également être utilisés, le rapport de réduction étant choisi de manière appropriée pour les deux unités de temps choisies. [0016] The mechanism 1 also comprises a second counter 7 of a second unit of time (in particular the minutes in the illustrated embodiment), which comprises a wheel of the second unit of time counted 7a fixed in rotation to a member of indication of the second counted unit of time 7b, which is driven from the first counter 5 through a reduction gear 9. The first unit of time is typically seconds and the second is typically minutes, as is the case in the illustrated embodiment, but other units of time (for example fractions of seconds, hours, fractions of hours, days, weeks etc.) can also be used, the reduction ratio being chosen appropriately for the two chosen time units.
[0017] Même si les deux organes d'indication 5b, 7b sont illustrés sous la forme d'aiguilles solidaires en rotation avec la roue 5b, 7b du compteur 5, 7 respectif, d'autres formes d'organes d'indication sont possibles (disques, anneaux, tambours etc.), et il n'est pas obligatoire qu'ils soient solidaires en rotation de la roue 5a, 7a respective. Alternativement, les organes d'indication 5b, 7b peuvent être pivotés autour d'axes qui ne sont pas coaxiaux avec ceux des roues 5b, 7b, et être simplement entraînés par la roue 5a, 7a respective. Pour le surplus, un tour complet d'un organe d'indication 5b, 7b peut correspondre ou non à un cycle typique de l'unité de temps comptée, et les organes d'indication peuvent également être de type rétrograde, le cas échéant. [0017] Even if the two indicator members 5b, 7b are illustrated in the form of hands integral in rotation with the wheel 5b, 7b of the respective counter 5, 7, other forms of indicator members are possible. (discs, rings, drums etc.), and it is not mandatory that they are integral in rotation with the respective wheel 5a, 7a. Alternatively, the indication members 5b, 7b can be pivoted around axes which are not coaxial with those of the wheels 5b, 7b, and simply be driven by the respective wheel 5a, 7a. Furthermore, a complete revolution of an indicator member 5b, 7b may or may not correspond to a typical cycle of the counted time unit, and the indicator members may also be of the retrograde type, where appropriate.
[0018] L'engrenage réducteur 9 est disposé collatéralement au premier compteur 5 et au deuxième compteur 7, et comprend un réducteur cycloïdal, dont une roue d'entrée 9a engrène avec un renvoi 11 qui engrène à son tour avec la roue de la première unité de temps comptée 5a. Cependant, la présence de ce renvoi 11 n'est pas obligatoire, et il est également possible de prévoir plusieurs renvois selon le choix du constructeur. The reduction gear 9 is arranged collaterally to the first counter 5 and to the second counter 7, and comprises a cycloidal reduction gear, of which an input wheel 9a meshes with a transmission 11 which in turn meshes with the wheel of the first unit of time counted 5a. However, the presence of this reference 11 is not compulsory, and it is also possible to provide several references according to the manufacturer's choice.
[0019] L'engrenage réducteur 9 comporte également une roue de sortie 9b, qui engrène directement avec la roue de la deuxième unité de temps comptée 7a, mais l'interposition d'un ou plusieurs renvois est également possible. Il est en outre possible de prévoir un troisième compteur d'une troisième unité de temps, entraîné par le deuxième compteur 7 par l'intermédiaire d'un engrenage réducteur de type quelconque (classique, cycloïdal, épicycloïdal ou similaire) The reduction gear 9 also includes an output wheel 9b, which meshes directly with the wheel of the second counted time unit 7a, but the interposition of one or more references is also possible. It is also possible to provide a third counter of a third time unit, driven by the second counter 7 via a reduction gear of any type (conventional, cycloidal, epicyclic or similar)
[0020] Bien que le fonctionnement du genre de réducteur cycloïde illustré sur les figures 1 à 3 soit connu à l'homme du métier, sa construction particulière sera maintenant décrite. Although the operation of the type of cycloid reducer illustrated in Figures 1 to 3 is known to those skilled in the art, its particular construction will now be described.
[0021] La roue d'entrée 9a est solidaire en rotation d'un axe 9c monté entre des paliers conventionnels. Cet axe 9c comporte un tronçon excentrique 9d sur lequel est montée, par le biais d'un premier roulement à billes 9h, une came cycloïdale 9f qui coopère avec une couronne fixe 9g agencée pour être fixée à un élément de bâti (non illustré). Chacun de ces éléments 9f, 9g comporte des ondulations régulières qui ressemblent à des dents en forme d'arc de cercle, et qui seront appelées „dents“ et „denture“ par la suite afin de simplifier la lecture, même si leur interaction est plutôt came-came au lieu d'un engrenage entre dentures classiques. En effet, il y a un „roulement“ de l'une surface sur l'autre et très peu de glissement, ce qui contribue à réduire les frottements et ainsi les pertes d'énergie y associés en comparaison avec un engrenage classique entre deux dentures. Bien entendu, d'autres formes de came cycloïdale 9f et de roue fixe 9g sont également connues par l'homme du métier (l'un ou l'autre de ces éléments comportant par exemple une pluralité de goupilles) et peuvent être utilisées dans un mécanisme 1 selon l'invention, mais la construction illustrée est particulièrement compacte dans l'épaisseur et comporte relativement peu de composants individuels qui doivent être assemblés pour former l'engrenage réducteur 9. The input wheel 9a is integral in rotation with an axis 9c mounted between conventional bearings. This axis 9c comprises an eccentric section 9d on which is mounted, by means of a first ball bearing 9h, a cycloidal cam 9f which cooperates with a fixed crown 9g arranged to be fixed to a frame element (not illustrated). Each of these elements 9f, 9g comprises regular undulations which resemble teeth in the shape of an arc of a circle, and which will be called “teeth” and “toothing” subsequently in order to simplify reading, even if their interaction is rather cam-to-cam instead of a gear between conventional teeth. Indeed, there is a "rolling" of one surface on the other and very little slipping, which contributes to reducing friction and thus the energy losses associated with it in comparison with a conventional gear between two teeth. . Of course, other forms of cycloidal cam 9f and fixed wheel 9g are also known to those skilled in the art (one or the other of these elements comprising for example a plurality of pins) and can be used in a mechanism 1 according to the invention, but the illustrated construction is particularly compact in thickness and comprises relatively few individual components which must be assembled to form the reduction gear 9.
[0022] Le nombre de dents de la came cycloïdale 9f est inférieur à celui de la couronne 9g à denture intérieure (typiquement à raison d'une dent), et une rotation de l'axe 9c engendre une translation du centre géométrique de la came cycloïdale 9f de telle sorte que les dents de la came cycloïdale 9f roulent sur les dents de la couronne fixe 9g, et le centre géométrique de ladite came 9f suit ainsi une trajectoire cycloïdale. [0022] The number of teeth of the cycloidal cam 9f is lower than that of the ring gear 9g with internal teeth (typically at the rate of one tooth), and a rotation of the axis 9c generates a translation of the geometric center of the cam 9f cycloidal so that the teeth of the 9f cycloidal cam roll on the teeth of the fixed crown 9g, and the geometric center of said cam 9f thus follows a cycloidal trajectory.
[0023] L'entraînement de la roue de sortie 9b s'effectue par le biais d'une pluralité de plots 9j fixés à ladite roue 9b et qui prennent place dans des ouvertures circulaires correspondantes 9k prévues dans la came cycloïdale 9f. Les déplacements, composés en translation et en rotation, de la came cycloïdale 9f entraînent par conséquent les plots 9j, et donc une rotation continue de la roue de sortie 9b autour de l'axe 9c, sur lequel elle est pivotée par l'intermédiaire d'un deuxième roulement à billes 9m, est engendrée. The output wheel 9b is driven by means of a plurality of studs 9j fixed to said wheel 9b and which take place in corresponding circular openings 9k provided in the cycloidal cam 9f. The displacements, composed in translation and in rotation, of the cycloidal cam 9f consequently cause the studs 9j, and therefore a continuous rotation of the output wheel 9b around the axis 9c, on which it is pivoted by means of 'a second ball bearing 9m, is spawned.
[0024] Afin de minimiser l'encombrement en hauteur du mécanisme de chronographe 1, la roue de sortie 9b est adjacente à la roue d'entrée 9a, chacune de ces deux roues se trouvant sur le même côté de la came cycloïdale 9f. [0024] In order to minimize the overall height of the chronograph mechanism 1, the output wheel 9b is adjacent to the input wheel 9a, each of these two wheels being on the same side of the cycloidal cam 9f.
[0025] Les avantages de l'utilisation d'un tel engrenage sont multiples. Sa compacité dans le plan du mouvement est exceptionnel, le nombre d'axes de pivotement distincts à prévoir est réduit à un seul, son inertie est faible par rapport à un réducteur 60:1 (ou similaire) classique et son rendement énergétique est exceptionnel grâce à la réduction en inertie ainsi qu'en frottements. Concernant ce dernier point, et comme expliqué en préambule, un mécanisme de chronographe est typiquement très énergivore et peut influencer la marche de l'organe réglant (typiquement un oscillateur balancier-spiral associé à un mécanisme d'échappement) du mouvement de base (non illustré) puisque le couple d'entraînement, dont est soumis la roue d'échappement, peut varier significativement selon si le mécanisme de chronographe est en marche ou est à l'arrêt. [0025] The advantages of using such a gear are multiple. Its compactness in the plane of movement is exceptional, the number of separate pivot axes required is reduced to just one, its inertia is low compared to a conventional 60:1 (or similar) gearbox and its energy efficiency is exceptional thanks to reduction in inertia as well as in friction. Concerning this last point, and as explained in the preamble, a chronograph mechanism is typically very energy-intensive and can influence the rate of the regulating organ (typically a balance-spring oscillator associated with an escapement mechanism) of the base movement (not illustrated) since the driving torque to which the escape wheel is subjected can vary significantly depending on whether the chronograph mechanism is running or stopped.
[0026] Bien que l'invention ait été précédemment décrite en lien avec des modes de réalisations spécifiques, d'autres variantes supplémentaires sont également envisageables sans sortir de la portée de l'invention, comme définie par les revendications. [0026] Although the invention has been previously described in connection with specific embodiments, other additional variants are also possible without departing from the scope of the invention, as defined by the claims.
Claims (6)
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