EP1544692A1 - Pièce d'horlogerie électroméchanique comprenant un indicateur de réserve de marche - Google Patents

Pièce d'horlogerie électroméchanique comprenant un indicateur de réserve de marche Download PDF

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EP1544692A1
EP1544692A1 EP03104738A EP03104738A EP1544692A1 EP 1544692 A1 EP1544692 A1 EP 1544692A1 EP 03104738 A EP03104738 A EP 03104738A EP 03104738 A EP03104738 A EP 03104738A EP 1544692 A1 EP1544692 A1 EP 1544692A1
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EP
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generator
power reserve
timepiece
display
display means
Prior art date
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François Gueissaz
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Asulab AG
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Asulab AG
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces
    • G04C10/04—Arrangements of electric power supplies in time pieces with means for indicating the condition of the power supply
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C10/00—Arrangements of electric power supplies in time pieces

Definitions

  • the present invention relates, in general, to a timepiece with micro-generator with indicator of the power reserve.
  • the invention relates more particularly the means for providing this reserve indication of walk. It also relates to the method used to indicate the reserve Steps.
  • a timepiece represented in FIG. comprising a source of mechanical energy formed by a cylinder 1 in which is housed a spring 1a, manual or automatic winding, the winding device not being represented here.
  • the barrel 1 is mechanically coupled to the magnetized rotor 2a of a generator 2.
  • the generator 2 comprises at least one coil 2b of which is generated an alternating voltage Ug, when the rotor 2a magnet is rotated, generating a magnetic field symbolized at by means of an arrow and with which is coupled said at least one coil 2b.
  • the terminals of the coil 2b are connected to a rectifier 4 outputting a rectified voltage Ua for supplying the circuit regulator 6, which will be discussed below.
  • the speed of rotation of the needles 5 is maintained at a constant average value thanks to the regulator circuit 6, which is to slave the frequency of the generator to a reference frequency, so that the speed of the hands corresponds to the speed required to obtain a correct indication of the time.
  • This regulator circuit 6 comprises an oscillator 6a stabilized by a quartz crystal watchmaker type and a frequency divider 6b reducing the frequency of this oscillator 6a at a frequency usable by a logic circuit which controls 6c, by means of a control signal, a switching element 7, for example a transistor, for braking generator 2 in order to regulate its frequency at a frequency preferably corresponding to a correct indication of the time by the display devices of the time indication 5.
  • the timepiece also comprises a device power reserve indicator 9.
  • This device includes a counter 9a counting the successive braking signals 8 during a period of time determined by means of an additional frequency divider 9b.
  • a memory 9c is connected at the output of the counter 9b so as to store the recorded data during the specified period of time, at the exit of which is connected a decoder 9d transforming the stored data into a control signal of display means 9e of the power reserve comprising successive lines which illuminate or appear to the point corresponding to the value of the quantity measured or calculated, by means of either a colored band or a liquid crystal cell.
  • a timepiece to generator whose autonomy is higher.
  • Such a timepiece represented in Figure 2, furthermore includes common elements, bearing the same references digital and already described in connection with Figure 1, a storage device 10 intended to store and restore electrical energy constituted by a part of the electrical energy of the generator 2.
  • This storage device 10 connected to the terminals of the rectifier 4, comprises a conventional accumulator 10a.
  • the voltage Ug is obviously zero. If in addition, the accumulator 10a of the storage device 10 is discharged, the voltage Ua is also void, or in any case insufficient for the timepiece to work. If the barrel spring 1 a is then reassembled, there comes a time when the rotor 2a begins to turn, and where the Ug and Ua voltages start to increase.
  • the accumulator 10a is completely, or at least almost completely, unloaded when the timepiece is stopped.
  • this accumulator 10a begins to charge by absorbing some of the electrical energy provided by the generator 2.
  • This additional electricity is of course provided by the mainspring of barrel 1 a and comes from the conversion by the generator 2 of at least a part of the mechanical energy of the spring.
  • the accumulator 10a is then at least partially charged, so that the storage device 10 maintains the voltage Ua to a value such that the components of the regulator circuit 6 operate correctly.
  • the electrical energy necessary for this operation is then provided, at least partially, by the accumulator 10a.
  • this timepiece which includes a device for storage 10 capable of storing, in the form of electrical energy, a portion of the mechanical energy contained in its mainspring is increased by means of means that make it possible to use this electrical energy to operate the room after the barrel spring is no longer sufficiently armed.
  • the idea according to the invention is to provide a reliable indication of the power reserve at the request of the user, without disrupt the normal operation of the timepiece, i.e. while ensuring a correct indication of the time.
  • the electromagnetic braking device the generator allows, full reserve of march, that is to say with the spring of the fully armed barrel, to clear a relatively high average power.
  • the idea is to modify the device for recovering and electrically storing the dissipated energy during the braking periods, within a reasonable amount of time in order to be able to momentarily display additional information, such as power reserve.
  • means for storing electrical energy for storing the energy dissipated during generator braking periods as well as actuating means for activating, on request, means for indicating the power reserve of the timepiece thanks to the stored electrical energy previously.
  • the subject of the present invention is a timepiece in generator whose characteristics are set forth in claim 1.
  • the subject of the present invention is also the method of indicating the power reserve for such a timepiece.
  • the invention proceeds, as already mentioned, from the general idea of accumulate the electrical energy dissipated during braking periods of the generator in order to have sufficient energy to indicate, on request, the reserve of a timepiece.
  • the energy dissipated during the braking periods of the generator represents a average instantaneous power of about one microwatt (a microamp of average current under about one volt), insufficient to continuously supply an indicator power reserve.
  • the idea is to be able to accumulate, within a period of time reasonable, for example a few minutes, sufficient energy to display momentarily the power reserve.
  • a quantity of energy between 40 and 80 microjoules proves to be ample. This energy must also be able to be released in a short time, i.e. we must be able to have a power much higher instantaneous (up to a thousand times more) than average power brake dissipation, depending on the type of power reserve indicator used.
  • FIG. 3 represents a simplified diagram a timepiece according to a preferred embodiment of the invention.
  • FIG. 3 represents a simplified diagram a timepiece according to a preferred embodiment of the invention.
  • a timepiece provided with a source of energy mechanical formed by a barrel 1 in which is housed a barrel spring 1a.
  • the barrel is mechanically coupled, on the one hand, to the generator 2 whose voltage Ug alternative output generated is rectified through an active rectifier 4 and, on the other hand, means for displaying a time indication 5, conventionally needles, through the cogs 3 of the watch movement.
  • the speed of rotation of the hands is maintained at a constant average value through the circuit 6, or regulator circuit, for controlling the frequency of the generator 2 at a reference frequency, so that the speed of the hands corresponds to the speed required to obtain a correct indication of the time.
  • the timepiece further comprises means for accumulating energy 11 arranged so as to accumulate the dissipated electrical energy during braking periods of generator 2, - i.e. during applied short circuits to the generator via the switching means 7.
  • the means of switching 7 are activated by the regulator circuit 6 when the frequency of the generator is greater than the reference frequency, i.e. when the speed of rotation of the rotor 2a is greater than the needle speed corresponding to a correct indication of the time.
  • the switching means 7 can occupy two positions, one first position 7a, in which the generator 2 is connected to the means 11 for optimum impedance matching with the generator in order to get the maximum power instantly from the latter, which has the effect of braking it and a second position 7b, in which the generator 2 is connected to the regulator circuit 6 to control the frequency of the generator with respect to a reference frequency corresponding to an indication correct time.
  • the accumulation means 11 are preferably formed by an elevator of voltage 11a and an accumulation element 11b.
  • the voltage booster 11a can be for example, a Dickson type charge pump consisting of a plurality of stages arranged in cascade. Each stage of the pump includes a device active, for example a diode or a transistor connected diode, which conducts the current in one direction and storage capacity. It will of course be noted that other types of charge pumps may be used.
  • the accumulation element 11b can to be a simple storage capacitor whose load increases a little more to each braking.
  • the storage element 11b preferably a storage capacitor having a capacity of about 10 microfarads at 3 or 4 volts, can accumulate after a few minutes of braking, an energy of the order of 40 to 80 microjoules.
  • the timepiece comprises an indicator, not shown here, arranged on the dial to indicate when the element 11b is sufficiently charged to supply an indication device of the power reserve 12.
  • This device for indicating the power reserve 12 comprises means for displaying the power reserve 12a and a system for control 12b of these display means.
  • the control system 12b has been here represented independently of the control circuit 6, however, it will be noted that it could be integrated in the control circuit 6 as well.
  • the control system of the power reserve display is operated (signal P) by actuating means 13 of the timepiece accessible externally, such as a push button called "request".
  • This The role of the control system is to provide an accurate indication of the reserve of run (signal R) based on a measurement (signal C) of the power reserve transmitted by the control circuit 6.
  • the energy required to display the reserve of run is provided by the accumulation means (signal A).
  • One method is to provide the control system 12b with means for counting the successive brakings over successive periods of time predetermined duration and to develop a display signal of the reserve of starts from the number of braking occurred during these periods of time successive.
  • a second method is to provide the control system 12b with means to count the number of times the generator is braked, means to measure the time between each braking and to develop a signal display of the power reserve according to the result of the measurement of duration.
  • a third method is to provide the control system 12b with means for transmitting by electrical coupling between the generator 2 and means electromechanical actuation, a measurement of the average current dissipated during braking periods providing an indication of the power reserve to the means display.
  • FIG. 4a-4c Various examples of devices for indicating the power reserve are shown in Figures 4a-4c.
  • the system of command 12b has been integrated in the control circuit 6.
  • FIG. 4a represents a first example using display means digital power reserve.
  • Said display means are constituted by a display 15a of LCD type (Liquid Crystal Display) arranged on the dial of the timepiece.
  • the indication of the power reserve is displayed preferably in percentage in relation to the maximum power reserve, corresponding to the spring fully armed, or in the remaining power reserve hours.
  • These means display can be used with one of the first two methods exposed above.
  • FIG. 4b represents a second example using display means optical power reserve.
  • Said display means are constituted by a light-emitting diode 15b with high efficiency visible through an opening practiced on the dial of the timepiece.
  • the control circuit 14 preferably delivers current pulses Ir, each of these pulses representing a percentage of the total power reserve, for example 20%. So, 5 pulses represent a 100% power reserve, a reserve of maximum walk.
  • These display means can be used with one of the two first methods described above.
  • FIG. 4c represents a third example using display means electromechanical power reserve.
  • Said display means are constituted by an analogue display element, for example a needle 15c, moving relative to representative graduations of the power reserve, disposed in a window arranged on the dial of the timepiece.
  • This body analog display 15c is driven a stepping motor 16, for example of the type Bi-directional lavet, the latter being controlled by electrical coupling with the generator during periods of braking, according to the third method described above.
  • a first variant embodiment of this third example consists in provide an indication of the reserve by means of a bidirectional Lavet motor (16) which allows to automatically adjust the position of the analog display unit (15c) when necessary (signal C) by means of a pulse (signal R), that is to say a step in one direction or another depending on the power reserve decreases or increases, using the accumulated energy (signal A) by the means accumulation. It is important to note that according to this first variant of realization, no intervention of the user of the watch is necessary for obtain an indication of the power reserve whenever the reserve of market varies by a predetermined amount, corresponding, for example, to a step of engine.
  • a second variant embodiment of this third example consists in provide a reset of the analog display member 15c during the actuation of the request push button.
  • the signal P received by the circuit of control 14 command at first, the resetting of the organ display then, in a second step, the indication of the power reserve.
  • the display member then remains fixed in the indication position of the reserve of walk to the next request by the user.
  • a third variant of this third example consists of simply adjust the position of the display member with each request made by the user without prior reset.
  • An intermediate step 1a (between steps 1 and 2) can be provided. This step 1a is to indicate when the accumulated energy level is sufficient to provide an indication of the power reserve.
  • actuating means it is possible to use alternatively, a shock detector at the ice of the timepiece, or still a stem-crown.

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Abstract

L'invention concerne une pièce d'horlogerie comprenant une source d'énergie mécanique (1) couplée, d'une part, à des premiers moyens d'affichage (5) d'une information horaire et, d'autre part, à une génératrice (2), un circuit régulateur (6) destiné à asservir la fréquence de la génératrice à une fréquence de référence, ledit circuit régulateur comprenant des moyens de commutation (7) agencés pour freiner électriquement la génératrice lorsque la fréquence de la génératrice est supérieure à la fréquence de référence, et des seconds moyens d'affichage (12a) de la réserve de marche commandés par des moyens de mesure de la réserve de marche (12b), ladite pièce d'horlogerie étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'accumulation (11) d'énergie électrique dissipée lors des périodes de freinage de la génératrice et des moyens d'actionnement (13) desdits seconds moyens d'affichage pour afficher la réserve de marche au moyen de l'énergie électrique accumulée. <IMAGE>

Description

DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne, de manière générale, une pièce d'horlogerie à micro-génératrice avec indicateur de la réserve de marche. L'invention concerne plus particulièrement les moyens permettant de fournir cette indication de réserve de marche. Elle concerne également le procédé mis en oeuvre pour indiquer la réserve de marche.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
Il est connu de l'art antérieur, notamment du document EP 0 762 243 au nom de la présente Demanderesse, une pièce d'horlogerie, représentée à la Figure 1, comprenant une source d'énergie mécanique formée par un barillet 1 dans lequel est logé un ressort 1a, à remontage manuel ou automatique, le dispositif de remontage n'étant pas représenté ici.
Le barillet 1 est couplé mécaniquement au rotor aimanté 2a d'une génératrice électrique 2 par l'intermédiaire de rouages 3. La génératrice 2 comprend au moins une bobine 2b de laquelle est engendrée une tension alternative Ug, lorsque le rotor aimanté 2a est entraíné en rotation, engendrant un champ magnétique symbolisé au moyen d'une flèche et avec lequel est couplée ladite au moins une bobine 2b.
Les bornes de la bobine 2b (ou des bobines) sont connectées à un redresseur 4 fournissant en sortie une tension redressée Ua, destinée à alimenter le circuit régulateur 6, dont il sera question ci-après.
Des organes analogiques d'affichage d'une indication horaire 5, typiquement un jeu d'aiguilles ou tout autre moyen classique d'affichage mécanique de l'heure, sont couplés mécaniquement au barillet au travers des rouages 3 du mouvement et sont solidaires en rotation du rotor 2a. La vitesse de rotation des aiguilles 5 est maintenue à une valeur moyenne constante grâce au circuit régulateur 6, qui est destiné à asservir la fréquence de la génératrice à une fréquence de référence, de sorte que la vitesse des aiguilles corresponde à la vitesse requise pour obtenir une indication correcte de l'heure.
Ce circuit régulateur 6, ne sera pas décrit en détail ici, l'homme du métier pouvant construire un tel dispositif d'asservissement en se référant à la description de la demande de brevet suisse N°686 332 au nom de la présente Demanderesse. Toutefois, pour rendre plus facile sa compréhension, on rappellera ici les éléments essentiels de ce circuit et son fonctionnement.
Ce circuit régulateur 6 comprend un oscillateur 6a stabilisé par un quartz de type horloger et un diviseur de fréquence 6b ramenant la fréquence de cet oscillateur 6a à une fréquence utilisable par un circuit logique qui commande 6c, au moyen d'un signal de commande, un organe de commutation 7, par exemple un transistor, pour freiner la génératrice 2 dans le but de réguler sa fréquence au niveau d'une fréquence de référence correspondant avantageusement à une indication correcte de l'heure par les organes d'affichage de l'indication horaire 5.
La pièce d'horlogerie selon ce document, comprend également un dispositif indicateur de la réserve de marche 9. Ce dispositif comprend un compteur 9a comptabilisant les signaux de freinage 8 successifs pendant une période de temps déterminée au moyen d'un diviseur de fréquence additionnel 9b. Une mémoire 9c est connectée en sortie du compteur 9b de manière à stocker les données comptabilisées pendant la période de temps déterminée, à la sortie de laquelle est connecté un décodeur 9d transformant les données stockées en un signal de commande de moyens d'affichage 9e de la réserve de marche comportant des traits successifs qui s'illuminent ou apparaissent jusqu'au point correspondant à la valeur de la grandeur mesurée ou calculée, réalisées aux moyens soit d'une bande colorée, soit d'une cellule à cristal liquide.
La solution préconisée dans le document EP 0 762 243 présente néanmoins l'inconvénient d'utiliser directement la puissance de la génératrice pour fournir une indication de la réserve de marche, ce qui a pour effet d'augmenter la puissance totale tirée de la génératrice, i.e. la puissance nécessaire pour fournir l'indication horaire et la puissance nécessaire pour fournir l'indication de la réserve de marche. Ainsi dans la plupart des cas, la puissance totale nécessaire représente une puissance instantanée supérieure à la capacité maximale que peut fournir la génératrice, ce qui peut s'avérer préjudiciable, d'une part, pour la précision de l'indication horaire et, d'autre part, pour la fourniture même de l'indication de la réserve de marche. Et, au mieux, pour les cas où les indications fournies restent correctes, l'autonomie de la pièce d'horlogerie est fortement réduite.
Il est également connu de l'art antérieur, notamment du document EP 0 875 807 déposé au nom de la présente Demanderesse, une pièce d'horlogerie à génératrice dont l'autonomie est plus élevée. Une telle pièce d'horlogerie, représentée à la figure 2, comprend en plus des éléments communs, portant les mêmes références numériques et déjà décrits en rapport avec la figure 1, un dispositif de stockage 10 destiné à emmagasiner et à restituer de l'énergie électrique constituée par une partie de l'énergie électrique de la génératrice 2. Ce dispositif de stockage 10 connecté aux bornes du redresseur 4, comprend un accumulateur classique 10a.
Lorsque le ressort de barillet 1 a est complètement désarmé et que le rotor 2a de la génératrice 2 ne tourne pas, la tension Ug est évidemment nulle. Si en outre, l'accumulateur 10a du dispositif de stockage 10 est déchargé, la tension Ua est également nulle, ou en tout cas insuffisante pour que la pièce d'horlogerie fonctionne. Si le ressort de barillet 1 a est alors remonté, il arrive un moment où le rotor 2a commence à tourner, et où les tensions Ug et Ua commencent à augmenter.
L'accumulateur 10a est complètement, ou au moins presque complètement, déchargé lorsque la pièce d'horlogerie est arrêtée. Lorsque le rotor 2a commence à tourner et que la tension Ua atteint une valeur suffisante, cet accumulateur 10a commence à se charger en absorbant une partie de l'énergie électrique fournie par la génératrice 2. Ce surcroít d'énergie électrique est bien entendu fourni par le ressort de barillet 1 a et provient de la conversion par la génératrice 2 d'une partie au moins de l'énergie mécanique du ressort.
Si le couple moteur fourni par le ressort de barillet 1a devient inférieur au couple limite de fonctionnement de la pièce d'horlogerie, l'énergie électrique produite par la génératrice 2 devient insuffisante pour alimenter correctement les divers composants du circuit régulateur 6. Mais, l'accumulateur 10a est alors au moins partiellement chargé, de sorte que le dispositif de stockage 10 maintient la tension Ua à une valeur telle que les composants du circuit régulateur 6 fonctionnent correctement. L'énergie électrique nécessaire à ce fonctionnement est alors fournie, au moins partiellement, par l'accumulateur 10a.
Ainsi, l'autonomie de cette pièce d'horlogerie, qui comporte un dispositif de stockage 10 capable d'emmagasiner, sous forme d'énergie électrique, une partie de l'énergie mécanique contenue dans son ressort de barillet, est augmentée grâce à des moyens qui permettent d'utiliser cette énergie électrique pour faire fonctionner la pièce d'horlogerie après que le ressort de barillet ne soit plus suffisamment armé.
Néanmoins, une pièce d'horlogerie telle que décrite dans le document EP 0 875 807 ne permet de stocker que l'excédent de puissance instantanée par rapport à celle nécessaire pour faire fonctionner correctement la pièce d'horlogerie. Ainsi, l'utilisation de cet excédent de puissance instantanée pour fournir une indication supplémentaire, comme par exemple la réserve de marche, présenterait les mêmes inconvénients que ceux décrits en liaison avec le document EP 0 762 243, à savoir une utilisation directe de la puissance tirée de la génératrice, ayant pour effet de réduire fortement l'autonomie de la pièce d'horlogerie, ce qui va à l'encontre du but recherché.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Afin de pallier les inconvénients de l'art antérieur, l'idée selon l'invention est de fournir une indication fiable de la réserve de marche sur requête de l'utilisateur, sans perturber le fonctionnement normal de la pièce d'horlogerie, i.e. tout en assurant une indication correcte de l'heure.
Dans le cadre de la présente invention, il a été mis en évidence que le dispositif de freinage électromagnétique de la génératrice permet, à pleine réserve de marche, c'est-à-dire avec le ressort du barillet complètement armé, de dégager une puissance moyenne relativement importante. L'idée est donc de modifier le dispositif de freinage de manière à récupérer et stocker électriquement l'énergie dissipée pendant les périodes de freinage, dans un laps de temps raisonnable afin de pouvoir afficher momentanément une information supplémentaire, comme par exemple, la réserve de marche.
Dans ce but, il est prévu des moyens d'accumulation d'énergie électrique pour stocker l'énergie dissipée lors des périodes de freinage de la génératrice ainsi que des moyens d'actionnement pour activer, sur requête, des moyens d'indication de la réserve de marche de la pièce d'horlogerie grâce à l'énergie électrique stockée précédemment. De cette manière, on ne réduit pas l'autonomie de la pièce d'horlogerie et, de plus, les moyens d'accumulation nécessaires sont simples, fiables et de taille réduite, comme par exemple un condensateur d'une valeur de l'ordre de 10 microfarads.
A cet effet, la présente invention a pour objet une pièce d'horlogerie à génératrice dont les caractéristiques sont énoncées dans la revendication 1.
Des modes de réalisation avantageux de la présente invention font l'objet des revendications dépendantes.
La présente invention a également pour objet le procédé d'indication de la réserve de marche pour une telle pièce d'horlogerie.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et illustrés par les dessins annexés où :
  • la figure 1, déjà décrite, représente une pièce d'horlogerie à génératrice avec indicateur de la réserve de marche selon un art antérieur ;
  • la figure 2, déjà décrite, représente une pièce d'horlogerie à génératrice avec une autonomie prolongée selon un autre art antérieur ;
  • la figure 3 représente une pièce d'horlogerie à génératrice avec indicateur de la réserve de marche selon un mode de réalisation préféré de l'invention ;
  • les figures 4a-4c représentent des variantes de réalisation des moyens indicateurs de la réserve de marche ;
  • la figure 5 représente un exemple d'un procédé mis en oeuvre pour l'indication de la réserve de marche.
DESCRIPTION DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS
L'invention procède, comme déjà mentionné, de l'idée générale qui consiste à accumuler l'énergie électrique dissipée lors des périodes de freinage de la génératrice en vue de disposer de suffisamment d'énergie pour indiquer, sur requête, la réserve de marche d'une pièce d'horlogerie.
En effet, il a été mis en évidence dans le cadre de la présente invention que l'énergie dissipée pendant les périodes de freinage de la génératrice représente une puissance moyenne instantanée d'environ un microwatt (soit un microampère de courant moyen sous environ un volt), insuffisante alimenter en continu un indicateur de réserve de marche. L'idée est de pouvoir accumuler, dans un laps de temps raisonnable, par exemple quelques minutes, une énergie suffisante pour afficher momentanément la réserve de marche. Une quantité d'énergie située entre 40 et 80 microjoules s'avère amplement suffisante. Cette énergie doit pouvoir également être libérée dans un cours laps de temps, i.e. on doit pouvoir disposer d'une puissance instantanée nettement plus élevée (jusqu'à mille fois plus) que la puissance moyenne de freinage dissipée, selon le type d'indicateur de la réserve de marche utilisé.
On va maintenant se référer à la figure 3, qui représente un schéma simplifié d'une pièce d'horlogerie selon un mode de réalisation préféré de l'invention. On retrouve un certain nombre d'éléments communs avec ceux présentés dans le cadre de l'art antérieur aux figures 1 et 2, éléments qui ne seront pas repris en détail ici et dont les références numériques restent inchangées.
Ainsi, on retrouve une pièce d'horlogerie munie d'une source d'énergie mécanique formée par un barillet 1 dans lequel est logé un ressort de barillet 1a. Le barillet est couplé mécaniquement, d'une part, à la génératrice 2 dont la tension alternative Ug engendrée en sortie est redressée au travers d'un redresseur actif 4 et, d'autre part, à des moyens d'affichage d'une indication horaire 5, classiquement des aiguilles, par l'intermédiaire des rouages 3 du mouvement horloger. La vitesse de rotation des aiguilles est maintenue à une valeur moyenne constante grâce au circuit de contrôle 6, ou circuit régulateur, destiné à asservir la fréquence de la génératrice 2 à une fréquence de référence, de sorte que la vitesse des aiguilles corresponde à la vitesse requise pour obtenir une indication correcte de l'heure.
La pièce d'horlogerie comprend en outre des moyens d'accumulation d'énergie électrique 11 agencés de manière à pouvoir accumuler l'énergie électrique dissipée lors des périodes de freinage de la génératrice 2, - i.e. lors des court-circuits appliqués à la génératrice par l'intermédiaire des moyens de commutation 7. Les moyens de commutation 7 sont activés par le circuit régulateur 6 lorsque la fréquence de la génératrice est supérieure à la fréquence de référence, i.e. lorsque la vitesse de rotation du rotor 2a est supérieure à la vitesse des aiguilles correspondante à une indication correcte de l'heure.
Ainsi, les moyens de commutation 7 peuvent occuper deux positions, une première position 7a, dans laquelle la génératrice 2 est connectée aux moyens d'accumulation 11 assurant une adaptation optimale d'impédance avec la génératrice de manière à tirer un maximum de puissance instantanément de cette dernière, ce qui a pour effet de la freiner et une deuxième position 7b, dans laquelle la génératrice 2 est connectée au circuit régulateur 6 permettant de contrôler la fréquence de la génératrice par rapport à une fréquence de référence correspondant à une indication correcte de l'heure.
Les moyens d'accumulation 11 sont formés préférablement par un élévateur de tension 11a et un élément d'accumulation 11b. L'élévateur de tension 11a peut être par exemple, une pompe de charges du type Dickson, constituée d'une pluralité d'étages disposés en cascade. Chaque étage de la pompe comprend un dispositif actif, par exemple une diode ou un transistor connecté en diode, qui conduit le courant dans un seul sens et une capacité de stockage. On notera bien entendu que d'autres types de pompe de charges pourront être utilisées. L'élément d'accumulation 11b peut être un simple condensateur de stockage dont la charge augmente un peu plus à chaque freinage. Compte tenu du rendement d'une telle pompe de charges 11a, l'élément d'accumulation 11 b, préférablement un condensateur de stockage ayant une capacité de l'ordre de 10 microfarads à 3 ou 4 volts, permet d'accumuler au bout de quelques minutes de freinage, une énergie de l'ordre de 40 à 80 microjoules.
On notera à cet effet qu'une fois l'élément d'accumulation 11b chargé, les moyens d'accumulation 11 continuent d'assurer une adaptation optimale de l'impédance, et par conséquent le freinage de la génératrice.
Selon une variante de réalisation, la pièce d'horlogerie comprend un indicateur, non représenté ici, disposé sur le cadran pour indiquer lorsque l'élément d'accumulation 11 b est suffisamment chargé pour alimenter un dispositif d'indication de la réserve de marche 12. Ce dispositif d'indication de la réserve de marche 12 comprend des moyens d'affichage de la réserve de marche 12a et un système de commande 12b de ces moyens d'affichage. Le système de commande 12b a été représenté ici de manière indépendante du circuit de contrôle 6, on notera cependant qu'il pourrait être tout aussi bien intégré dans le circuit de contrôle 6.
Le système de commande de l'affichage de la réserve de marche est actionné (signal P) par des moyens d'actionnement 13 de la pièce d'horlogerie accessibles extérieurement, comme par exemple un bouton poussoir dit « de requête ». Ce système de commande a pour rôle de fournir une indication précise de la réserve de marche (signal R) sur la base d'une mesure (signal C) de la réserve de marche transmise par le circuit de contrôle 6. L'énergie nécessaire pour afficher la réserve de marche est fournie par les moyens d'accumulation (signal A).
Diverses méthodes peuvent être mises en oeuvre pour mesurer la réserve de marche. Une première méthode consiste à pourvoir le système de commande 12b de moyens pour compter les freinages successifs sur des périodes de temps successives d'une durée prédéterminée et pour élaborer un signal d'affichage de la réserve de marche à partir du nombre de freinages survenus au cours de ces périodes de temps successives.
Une deuxième méthode consiste à pourvoir le système de commande 12b de moyens pour compter le nombre de fois que la génératrice est freinée, de moyens pour mesurer la durée de temps entre chaque freinage et pour élaborer un signal d'affichage de la réserve de marche en fonction du résultat de la mesure de durée.
Une troisième méthode consiste à pourvoir le système de commande 12b de moyens pour transmettre par couplage électrique entre la génératrice 2 et des moyens d'actionnement électromécanique, une mesure du courant moyen dissipé lors des périodes de freinage fournissant une indication de la réserve de marche aux moyens d'affichage.
Plusieurs moyens d'affichage de la réserve de marche peuvent être utilisés suivant la méthode choisie. Différents exemples de dispositifs d'indication de la réserve de marche sont représentés aux figures 4a-4c. Sur ces figures, le système de commande 12b a été intégré au circuit de contrôle 6. On retrouve donc un circuit de contrôle 14 recevant les différents signaux A, C et P fournissant respectivement l'énergie électrique nécessaire à l'affichage de la réserve de marche, l'indication de réserve de marche et la requête d'une telle indication de réserve de marche.
La figure 4a représente un premier exemple utilisant des moyens d'affichage numériques de la réserve de marche. Lesdits moyens d'affichage sont constitués par un afficheur 15a de type LCD (Liquid Crystal Display) agencés sur le cadran de la pièce d'horlogerie. L'indication de la réserve de marche est affichée de préférence en pourcentage par rapport à la réserve de marche maximale, correspondant au ressort complètement armé, ou en heures de réserve de marche restantes. Ces moyens d'affichage peuvent être utilisés avec l'une des deux premières méthodes exposées ci-avant.
Il est prévu de préférence de laisser actif l'afficheur LCD pendant une période de temps déterminée suffisante pour laisser à l'utilisateur le temps de lire l'indication de réserve de marche après que celui-ci a actionné le bouton poussoir de requête.
La figure 4b représente un deuxième exemple utilisant des moyens d'affichage optiques de la réserve de marche. Lesdits moyens d'affichage sont constitués par une diode électroluminescente 15b à haut rendement visible au travers d'une ouverture pratiquée sur le cadran de la pièce d'horlogerie. Dans ce cas, le circuit de contrôle 14 délivre de préférence des impulsions de courant Ir, chacune de ces impulsions représentant un pourcentage de la réserve de marche totale, par exemple 20%. Ainsi, 5 impulsions représentent une réserve de marche de 100%, soit une réserve de marche maximale. Ces moyens d'affichage peuvent être utilisés avec l'une des deux premières méthodes exposées ci-avant.
La figure 4c représente un troisième exemple utilisant des moyens d'affichage électromécaniques de la réserve de marche. Lesdits moyens d'affichage sont constitués par un organe d'affichage analogique, par exemple une aiguille 15c, se déplaçant en regard de graduations représentatives de la réserve de marche, disposées dans un guichet agencé sur le cadran de la pièce d'horlogerie. Cet organe d'affichage analogique 15c est entraíné un moteur pas à pas 16, par exemple de type Lavet bi-directionnel, ce dernier étant commandé par couplage électrique avec la génératrice lors des périodes de freinage, selon la troisième méthode exposée ci-avant.
Une première variante de réalisation de ce troisième exemple consiste à prévoir une indication de la réserve au moyen d'un moteur (16) Lavet bidirectionnel qui permet d'adapter automatiquement la position de l'organe d'affichage analogique (15c) quand cela s'avère nécessaire (signal C) au moyen d'une impulsion (signal R), c'est-à-dire un pas dans un sens ou dans l'autre suivant que la réserve de marche diminue ou augmente, utilisant l'énergie accumulée (signal A) par les moyens d'accumulation. Il est important de noter que selon cette première variante de réalisation, aucune intervention de l'utilisateur de la montre n'est nécessaire pour obtenir une indication de la réserve de marche à chaque fois que la réserve de marche varie d'une quantité prédéterminée, correspondant par exemple à un pas du moteur. Avantageusement, il est prévu de pouvoir ajuster manuellement (signal P) la position de l'indicateur de la réserve de marche, par l'intermédiaire d'un poussoir, afin de corriger un éventuel décalage entre la position du moteur et celle de l'indicateur. En effet, un tel décalage peut apparaítre en cas de choc intervenant précisément pendant que le moteur effectue une adaptation de la position de l'organe d'affichage analogique.
Une deuxième variante de réalisation de ce troisième exemple consiste à prévoir une remise à zéro de l'organe d'affichage analogique 15c lors de l'actionnement du bouton poussoir de requête. Ainsi, le signal P reçu par le circuit de contrôle 14 commande, dans un premier temps, la remise à zéro de l'organe d'affichage puis, dans un deuxième temps, l'indication de la réserve de marche. L'organe d'affichage reste alors fixe dans la position d'indication de la réserve de marche jusqu'à la prochaine requête par l'utilisateur.
Une troisième variante de réalisation de ce troisième exemple consiste simplement à ajuster la position de l'organe d'affichage à chaque requête effectuée par l'utilisateur sans remise à zéro préalable.
La présente invention concerne également le procédé d'indication de la réserve de marche pour une telle pièce d'horlogerie. Le procédé comprend une étape préliminaire consistant à armer suffisamment le ressort de barillet de sorte que la pièce d'horlogerie puisse fonctionner correctement. Mise à part, la première variante de réalisation du troisième exemple présenté à la figure 4c, le procédé comporte ensuite les étapes suivantes consistant à :
  • 1.- accumuler de l'énergie électrique en chargeant les moyens d'accumulation avec la puissance dissipée lors des freinages successifs de la génératrice ;
  • 2.- requérir une indication de la réserve de marche en actionnant les moyens d'actionnement destinés à cet effet ;
  • 3.- mesurer selon l'une quelconque des méthodes sus-présentées l'indication de la réserve de marche ;
  • 4.- afficher l'indication mesurée avec les moyens d'affichage correspondants de la réserve de marche.
    • Une étape intermédiaire 1 bis (entre les étapes 1 et 2) peut être prévue. Cette étape 1 bis consiste à indiquer lorsque le niveau d'énergie accumulée est suffisant pour fournir une indication de la réserve de marche.
    Le procédé d'indication de la réserve de marche pour la mise en oeuvre de la première variante de réalisation du troisième exemple représenté à la figure 4c, l'étape 2 concernant la requête effectuée par l'intermédiaire des moyens d'actionnement est remplacée par une étape consistant à :
  • 2.- requérir automatiquement une indication de la réserve de marche.
    • On comprendra que diverses modifications et / ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différentes modes de réalisation de l'invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. En particulier, la présente invention n'est pas limitée uniquement aux méthodes de mesure de la réserve de marche exposées ci-avant ainsi qu'aux différents exemples de moyens d'affichage de la réserve de marche mentionnés.
    On notera également que d'autres moyens d'accumulation pourront être utilisés pour stocker l'énergie électrique dissipée lors des périodes de freinage de la génératrice. Concernant les moyens d'actionnement, il est possible d'utiliser à titre d'alternative, un détecteur de chocs au niveau de la glace de la pièce d'horlogerie, ou encore une tige-couronne.
    On notera encore qu'il est possible d'augmenter l'autonomie de la pièce d'horlogerie selon l'invention en prévoyant un dispositif de stockage supplémentaire comme celui décrit dans le document EP 0 875 807, ce dispositif supplémentaire étant chargé au moyen du surcroít d'énergie électrique par rapport à l'énergie nécessaire pour un fonctionnement correct, lorsque la génératrice n'est pas freinée.

    Claims (14)

    1. Pièce d'horlogerie comprenant une source d'énergie mécanique (1 ) couplée, d'une part, à des premiers moyens d'affichage (5) d'une information horaire et, d'autre part, à une génératrice (2), un circuit régulateur (6 ; 14) destiné à asservir la fréquence de la génératrice à une fréquence de référence, ledit circuit régulateur comprenant des moyens de commutation (7) agencés pour freiner électriquement la génératrice lorsque la fréquence de la génératrice est supérieure à la fréquence de référence, et des seconds moyens d'affichage (12a ; 15a, 15b) de la réserve de marche commandés par des moyens de mesure de la réserve de marche (12b ; 14), ladite pièce d'horlogerie étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'accumulation (11) de l'énergie électrique dissipée lors des périodes de freinage de la génératrice et des moyens d'actionnement (13) desdits seconds moyens d'affichage pour afficher la réserve de marche au moyen de l'énergie électrique accumulée par lesdits moyens d'accumulation (11).
    2. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'accumulation (11 ) d'énergie électrique sont formés par un circuit élévateur de tension (11 a) connecté électriquement à la génératrice (2) lors des périodes de freinage et contrôlé par le circuit régulateur (6) de manière à accumuler l'énergie dissipée lors de ces périodes dans un condensateur de stockage (11b).
    3. Pièce d'horlogerie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les moyens d'actionnement (13) sont un organe de commande accessible depuis l'extérieur de la pièce d'horlogerie.
    4. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de mesure de la réserve de marche (12b ; 14) comprennent des moyens pour fixer des périodes de temps successives de durée prédéterminée, des moyens pour, pendant chacune desdites périodes fixées, compter le nombre de fois que la génératrice est freinée par les moyens de commutation et des moyens commandés par les moyens d'actionnement, pour fournir, en fonction du résultat du comptage, une information de la réserve de marche aux seconds moyens d'affichage (1 5a ; 15b).
    5. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les moyens de mesure de la réserve de marche (12b ; 14) comprennent des moyens pour compter le nombre de fois que la génératrice est freinée par les moyens de commutation, des moyens pour mesurer la durée de temps entre chaque freinage et des moyens commandés par les moyens d'actionnement, pour fournir, en fonction du résultat de la mesure de durée, une information de la réserve de marche aux seconds moyens d'affichage (15a ; 15b).
    6. Pièce d'horlogerie selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les seconds moyens d'affichage sont des moyens optiques constitués par une diode électroluminescente à haut rendement (15b) fournissant une indication visuelle de la réserve de marche au moyen d'impulsions lumineuses.
    7. Pièce d'horlogerie selon la revendication 4 ou 5, caractérisée en ce que les seconds moyens d'affichage sont des moyens numériques constitués par un affichage à cristal liquide (15a).
    8. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle la génératrice (2) comprend au moins une bobine (2b) et caractérisée en ce que les moyens de mesure de la réserve de marche (12b) comprennent une bobine additionnelle couplée électriquement à ladite au moins une bobine de la génératrice lors des périodes de freinage par les moyens de commutation (7) et un moteur (16) à commande électrique commandé par lesdits moyens d'actionnement (13), pour fournir, en fonction d'une grandeur électrique transmise lors du couplage électrique, une information de la réserve de marche aux seconds moyens d'affichage (15c).
    9. Pièce d'horlogerie selon la revendication 8, caractérisée en ce que les seconds moyens d'affichage sont des moyens électromécaniques constitués par un organe analogique (15c) entraíné par ledit moteur (16) à commande électrique.
    10. Pièce d'horlogerie comprenant une source d'énergie mécanique (1 ) couplée, d'une part, à des premiers moyens d'affichage (5) d'une information horaire et, d'autre part, à une génératrice (2), un circuit régulateur (6 ; 14) destiné à asservir la fréquence de la génératrice à une fréquence de référence, ledit circuit régulateur comprenant des moyens de commutation (7) agencés pour freiner électriquement la génératrice lorsque la fréquence de la génératrice est supérieure à la fréquence de référence, et des seconds moyens d'affichage (12a ; 15c) de la réserve de marche commandés par des moyens de mesure de la réserve de marche (12b ; 14, 16), ladite pièce d'horlogerie étant caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'accumulation (11) de l'énergie électrique dissipée lors des périodes de freinage de la génératrice, et en ce que lesdits moyens de mesure de la réserve de marche adaptent automatiquement la position desdits seconds moyens d'affichage pour afficher la réserve de marche au moyen de l'énergie électrique accumulée par lesdits moyens d'accumulation.
    11. Pièce d'horlogerie selon la revendication 10, dans laquelle la génératrice (2) comprend au moins une bobine (2b) et caractérisée en ce que les moyens de mesure de la réserve de marche (14, 16) comprennent une bobine additionnelle couplée électriquement à ladite au moins une bobine de la génératrice lors des périodes de freinage par les moyens de commutation (7) et un moteur (16) à commande électrique commandé par ledit circuit régulateur (14), pour fournir, en fonction d'une grandeur électrique transmise lors du couplage électrique, une information de la réserve de marche aux seconds moyens d'affichage (15c).
    12. Pièce d'horlogerie selon la revendication 11, caractérisée en ce que les seconds moyens d'affichage sont des moyens électromécaniques constitués par un organe analogique (15c) entraíné par ledit moteur (16) à commande électrique.
    13. Pièce d'horlogerie selon l'une des revendications 10 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre des moyens d'ajustement pour ajuster manuellement la position desdits moyens d'affichage analogique.
    14. Pièce d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des moyens indicateurs sont prévus pour indiquer lorsque l'énergie stockée par les moyens d'accumulation est suffisante pour afficher la réserve de marche.
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