EP1772783A1 - Mouvement de montre comportant un dispositif à force constante - Google Patents
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- EP1772783A1 EP1772783A1 EP05022045A EP05022045A EP1772783A1 EP 1772783 A1 EP1772783 A1 EP 1772783A1 EP 05022045 A EP05022045 A EP 05022045A EP 05022045 A EP05022045 A EP 05022045A EP 1772783 A1 EP1772783 A1 EP 1772783A1
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Definitions
- the present invention relates to a mechanical movement watch whose escapement is driven through a constant force device.
- the term "constant force device” has been used for more than a century to designate a member interposed in the gear train connecting the mainspring to the exhaust and comprising a permanently loaded intermediate spring, in order to to transmit a relatively constant torque to the escapement, corresponding to the tension of the intermediate spring.
- This tension oscillates somewhat, but in a small margin and its average value remains constant over the hours.
- the variations in the state of armature of the mainspring do not vary the forces applied to the mechanical oscillator, whose amplitude and frequency are then more stable.
- the constant force device temporarily blocks the part of the wheel train upstream, then a periodic release that retension the intermediate spring.
- the rate of deblocking is once per second and this makes it possible to blow at this rate a second indicator hand, commonly called "second dead".
- Constant force devices are thus almost always combined with the seconds wheel, with a second dead display.
- Various examples of such combinations and their operation are described in patent publications CH 47 297 , CH 98 828 , CH 120 028 , EP 1 319 997 and EP 1,528,443 .
- the last cited publication further provides that the regulator member driven by the constant force device may be a vortex, which is integral with the output wheel of the constant force device.
- the mechanism for stopping and releasing the dead-second device periodically must be controlled from the wheel that follows the seconds wheel, and therefore the escape wheel.
- the first organ undergoing blockage is usually called a "whip", because at the moment it is released, it performs a very fast rotation over a complete revolution or a fraction of a turn, until it is again blocked.
- the element that blocks the whip is usually an N-shaped star, making a turn in N seconds to release the whip once a second.
- this star is integral with the escape wheel, because it runs at a speed (one turn in six seconds) which corresponds to an acceptable number of branches of the star.
- Instant rotation and consecutive sudden stop are accompanied by all the gear located upstream and by the display members associated therewith.
- the inertia of these elements means that the stop mechanism transmits significant shocks to the exhaust via the star. In this way, a substantial part of the advantages due to a constant driving force of the escapement are lost.
- the present invention aims at avoiding the above-mentioned drawbacks of the prior art by providing a watch movement with a constant-force device whose instantaneous movements disturb as little as possible the operating conditions of the escapement and the mechanical oscillator. .
- An additional object is to be able to drive a vortex in good conditions with such a constant-force device.
- the invention relates to a watch whose movement comprises a constant force device interposed in a work train connecting a spring barrel to an exhaust, the wheel having an average wheel which turns in several minutes and causes a one-second spinning gear per minute, the constant-force device comprising an input member, an output member coaxial with the input member and mechanically connected to a multi-limbed star, a spiral spring resiliently interconnecting rotating the input member to the output member, and a stop gear meshing with the input member and provided with a stop wheel having at least one finger arranged to abut against a branch of said star, the watch being characterized in that the input element of the constant-force device is the moving average, the output element of said device being a second average wheel connected by meshing with the pinion of seconds.
- the exhaust thus receives a motor torque as constant as possible.
- the watch comprises a display said dead minute, by a minute hand driven by the finishing train, the number of branches of the star being equal to the number of minutes during which the The star makes a turn, so that the rotation of the star releases the cogwheel, the moving average and the minute hand once a minute.
- the fact that the minute hand jumps from one division to the next on the minute scale of the watch dial provides an unprecedented visual effect and makes it easier to read the time.
- the arrangement of the invention of the device on the minute makes it easy to arrange it outside the vortex mechanism
- a spring-loaded barrel 2 rotates the pinion 3 of an intermediate wheel 4, called the eight-wheel, which meshes with the center pinion 5.
- a center wheel 6 making one turn per hour.
- the presence of the intermediate wheel 4 in this example is not directly related to the invention; it is due to the fact that the movement 1 comprises several unrepresented complications to be driven by the barrel 2, which is provided with a longer spring and rotates faster than ordinary barrels.
- the winding of the mainspring can be manual or automatic.
- a roadway carrying a minute hand 7 is frictionally mounted on the shaft 8 of the center wheel 6 and rotatably supports a hour wheel carrying a 9 hour hand.
- the hands of this time display device are shown in the drawings, and this very schematically.
- the center wheel 6 meshes with the pinion 11 of a mobile of average 12 comprising a first average wheel 13.
- the mobile 12 is associated with the constant-force device 14 shown in detail in FIGS. 3 and 4.
- the mobile 12 having an axis of rotation 15, further comprises a plate 16 having a short tubular shaft (not visible in the drawings) which is mounted by a bearing 17 in a bridge 18 and driven into the central hole of the wheel 13.
- the mobile 12, being driven by the couple motor provided by the barrel 2 forms the input element of the constant-force device 14.
- a second average wheel 20, forming the output element of the constant-force device 14, is coaxial with the first average wheel 13, this wheel 20 being fixed on a shaft 21 rotatably mounted at the center of the mobile 12.
- a spiral spring 22 is placed between the plate 16 and the wheel 20, which connects one to the other in rotation in an elastic manner, the inner end of the spring being fixed in a hole 24 of a branch of the wheel 20, while the outer end of the spring is fixed to the plate 16.
- An eight-pointed star 26 is attached to the upper end of the shaft 21, which further comprises a pivot 27 supported by a bearing in a bridge 28.
- the star 26 serves as a locking member for a gear train. stopping 30 driven by the first medium wheel 13. Indeed, it meshes with a pinion 31 of a shaft 32 rotatably mounted in the bridges 18 and 28 and provided with a wheel 33 above the
- the stop gear 30 terminates with a stop wheel 35 driven by the wheel 33 through a deflection wheel 34 to rotate in the opposite direction to the star.
- the wheels 34 and 35 are supported by the bridge 28.
- the wheel 35 is provided with an off-center finger 36 which abuts successively against each branch of the star 26 during the rotation thereof, as the whip of the devices of the prior art. As long as the star thus prevents the rotation of the wheel 35 and thus the stop gear 30, the rotation of the first medium wheel 13 and all the previous wheel is stopped.
- the second average wheel 20 meshes with a second gear 38 which is one revolution per minute and which, in the present example, is attached to the cage 41 of a vortex 40 which conventionally contains the escapement and the oscillator mechanical balancer-balance, which we see the balance 42 centered on the axis of rotation 44 of the cage 41.
- This can carry a second hand 45, as shown schematically in Figure 1.
- the teeth of the pinion seconds 38 and the second average wheel 20 are dimensioned so that the wheel 20 and the star 26 take a turn in eight minutes.
- the relative positions of the plate 16 and the wheel 20 are fixed by means of the stop gear 30 so that the spiral spring 22 is preloaded with the desired torque to operate from optimally the watch movement regulating member, in this case the tourbillon 40.
- the spring 22 preferably has several turns, so that the torque that it transmits from the mobile 12 to the wheel 20 does not vary substantially while this wheel performs one eighth of a turn while the plate 16 is stopped.
- the rotations of the elements of the movement 1 are effected in the directions indicated by arrows in FIG. 1.
- the rate of rotation is that of the escape wheel contained in the vortex, for example six steps per second if the oscillation frequency of the balance 42 is 3 Hz.
- Upstream of the constant-force device intermittent rotations occur at one step per minute for the following reasons.
- the average wheel 12 remains locked and immobilizes all the wheelwork upstream, including the display by the hands. 7 and 9.
- the exhaust loaded by the spring 22 maintains the oscillation of the balance 42 and allows the second average wheel 20 and its star 26 to rotate at the speed of one eighth of a revolution per minute.
- the finger 36 pressed against the branch 25 of the star ends up being released, which allows the stop wheel 35, driven from the barrel 2, to turn quickly until the finger 36 it is stopped by the next branch of the star 26.
- this rotation allows the mobile of average 12 to turn quickly one eighth of a turn and catch up and the second average wheel 20 by resetting the spring 22.
- the almost instantaneous rotation of the average mobile 12 allows a rotation of one-sixtieth of a turn of the center wheel 6, so also of the floor and the minute hand 7 All these elements are then immobilized for one minute by the star 26.
- the number of branches of the star 26 could be different from eight if the transmission ratio between the second average wheel 20 and the second gear 38 is different.
- the star is not necessarily secured to the wheel 20, to which it could be connected by meshing to be placed next to and cooperate with a finger placed on the wheel 33, for example.
- Another variant could include more than one finger 36 on the stop wheel 35, which would be only a fraction of a turn every minute.
- the invention is applicable without difficulty to a movement of the type where the roadway is not carried by the center wheel 6, but by a wheel driven by the average gear, as is the usual practice. with a tree of the second central.
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Abstract
Description
- La présente invention concerne une montre à mouvement mécanique dont l'échappement est entraîné à travers un dispositif à force constante.
- Dans l'horlogerie mécanique, l'expression « dispositif à force constante » est utilisée depuis plus d'un siècle pour désigner un organe interposé dans le rouage reliant le ressort moteur à l'échappement et comportant un ressort intermédiaire chargé en permanence, afin de transmettre à l'échappement un couple relativement constant, correspondant à la tension du ressort intermédiaire. Cette tension oscille quelque peu, mais dans une faible marge et sa valeur moyenne reste constante au fil des heures. Ainsi, les variations de l'état d'armage du ressort moteur ne font pas varier les forces appliquées à l'oscillateur mécanique, dont l'amplitude et la fréquence sont alors plus stables.
- Le dispositif à force constante effectue un blocage temporaire de la partie du rouage située en amont, puis un déblocage périodique qui permet de retendre le ressort intermédiaire. En général, la cadence de déblocage est d'une fois par seconde et cela permet de faire sauter à ce rythme une aiguille indicatrice des secondes, appelée couramment « seconde morte ». Les dispositifs à force constante sont donc presque toujours combinés à la roue des secondes, avec un affichage à seconde morte. Différents exemples de telles combinaisons et leur fonctionnement sont décrits dans les publications de brevets
CH 47 297 CH 98 828 CH 120 028 EP 1 319 997 etEP 1 528 443 . La dernière publication citée prévoit en outre que l'organe régulateur entraîné par le dispositif à force constante peut être un tourbillon, lequel est solidaire de la roue de sortie du dispositif à force constante. - Le mécanisme d'arrêt et déblocage périodique du dispositif à seconde morte doit être commandé à partir de la roue qui suit la roue des secondes, donc la roue d'échappement. Le premier organe subissant le blocage est généralement appelé « fouet », parce qu'à l'instant où il est libéré, il effectue une rotation très rapide sur un tour complet ou une fraction de tour, jusqu'à ce qu'il soit à nouveau bloqué. L'élément qui bloque le fouet est généralement une étoile à N branches, faisant un tour en N secondes afin de libérer le fouet une fois par seconde. Typiquement, comme le montre le brevet
CH 47 297 - La présente invention vise à éviter les inconvénients susmentionnés de l'art antérieur, en dotant un mouvement de montre d'un dispositif à force constante dont les mouvements instantanés perturbent le moins possible les conditions de fonctionnement de l'échappement et de l'oscillateur mécanique. Un but additionnel est de pouvoir entraîner un tourbillon dans de bonnes conditions avec un tel dispositif à force constante.
- Dans ce but, l'invention concerne une montre dont le mouvement comporte un dispositif à force constante interposé dans un rouage de finissage reliant un barillet à ressort à un échappement, ce rouage comportant un mobile de moyenne qui fait un tour en plusieurs minutes et entraîne un pignon de secondes faisant un tour par minute, le dispositif à force constante comprenant un élément d'entrée, un élément de sortie coaxial à l'élément d'entrée et relié mécaniquement à une étoile à plusieurs branches, un ressort spiral reliant élastiquement en rotation l'élément d'entrée à l'élément de sortie, et un rouage d'arrêt engrené avec l'élément d'entrée et pourvu d'une roue d'arrêt ayant au moins un doigt agencé pour buter contre une branche de ladite étoile, la montre étant caractérisée en ce que l'élément d'entrée du dispositif à force constante est le mobile de moyenne, l'élément de sortie dudit dispositif étant une seconde roue moyenne reliée par engrènement au pignon des secondes.
- Ainsi, les chocs causés par le fouet constitué par le doigt du rouage d'arrêt, lorsqu'il bute contre l'étoile, ne se répercutent pratiquement pas dans l'échappement, car il existe un engrenage à fort rapport de multiplication entre l'élément de sortie du dispositif à force constante et la roue d'échappement, avec un mobile intermédiaire qui est le mobile des secondes. L'échappement reçoit donc un couple moteur aussi constant que possible.
- Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la montre comporte un affichage dit à minute morte, par une aiguille des minutes entraînée par le rouage de finissage, le nombre de branches de l'étoile étant égal au nombre de minutes durant lesquelles l'étoile fait un tour, de sorte que la rotation de l'étoile libère le rouage d'arrêt, le mobile de moyenne et l'aiguille des minutes une fois par minute. Le fait que l'aiguille des minutes saute ainsi d'une division à la suivante sur l'échelle des minutes du cadran de la montre procure un effet visuel inédit et facilite la lecture de l'heure.
- On notera également que dans le cas où la montre comprend un mécanisme de tourbillon, l'arrangement de l'invention du dispositif sur la minute permet de le disposer aisément à l'extérieur du mécanisme de tourbillon,
- D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante, qui présente un mode de réalisation avantageux à titre d'exemple non limitatif en se référant aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente les principaux éléments d'un mouvement de montre pourvu d'un tourbillon et d'un dispositif à force constante selon l'invention, en vue de dessus, avec une représentation schématique des aiguilles affichant le temps,
- la figure 2 est une vue de dessous du mouvement représenté en figure 1,
- la figure 3 est une vue éclatée du dispositif à force constante, et
- la figure 4 est une vue en perspective du dispositif à force constante, sans les ponts qui le supportent.
- Dans le mouvement de montre 1 représenté de manière simplifiée dans les figures 1 et 2, un barillet 2 à ressort entraîne en rotation le pignon 3 d'une roue intermédiaire 4, dite roue de huitaine, qui s'engrène avec le pignon de centre 5 d'une roue de centre 6 faisant un tour par heure. La présence de la roue intermédiaire 4 dans cet exemple n'est pas liée directement à l'invention ; elle est due au fait que le mouvement 1 comporte plusieurs complications non représentées devant être entraînées par le barillet 2, lequel est pourvu d'un ressort plus long et tourne plus vite que les barillets ordinaires. Le remontage du ressort de barillet peut être manuel ou automatique. Comme dans un mouvement classique, une chaussée portant une aiguille des minutes 7 est montée à friction sur l'arbre 8 de la roue de centre 6 et supporte de manière rotative une roue des heures portant une aiguille des heures 9. Pour des raisons de clarté, seules les aiguilles de ce dispositif d'affichage de l'heure sont représentées dans les dessins, et ceci de façon très schématique.
- La roue de centre 6 s'engrène sur le pignon 11 d'un mobile de moyenne 12 comprenant une première roue moyenne 13. Le mobile 12 est associé au dispositif à force constante 14 représenté en détail dans les figures 3 et 4. Le mobile 12, ayant un axe de rotation 15, comprend en outre un plateau 16 ayant un court arbre tubulaire (non visible dans les dessins) qui est monté par un palier 17 dans un pont 18 et chassé dans le trou central de la roue 13. Le mobile 12, étant entraîné par le couple moteur fourni par le barillet 2, forme l'élément d'entrée du dispositif à force constante 14. Une seconde roue moyenne 20, formant l'élément de sortie du dispositif à force constante 14, est coaxiale à la première roue moyenne 13, cette roue 20 étant fixée sur un arbre 21 monté de manière rotative au centre du mobile 12. Un ressort spiral 22 est placé entre le plateau 16 et la roue 20, qu'il relie l'un à l'autre en rotation de manière élastique, l'extrémité intérieure du ressort étant fixée dans un trou 24 d'une branche de la roue 20, tandis que l'extrémité extérieure du ressort est fixée au plateau 16.
- Une étoile 26 à huit branches 25 est fixée à l'extrémité supérieure de l'arbre 21, qui comporte en outre un pivot 27 supporté par un palier dans un pont 28. L'étoile 26 sert d'organe de blocage pour un rouage d'arrêt 30 entraîné par la première roue moyenne 13. En effet, celle-ci s'engrène sur un pignon 31 d'un arbre 32 monté de manière rotative dans les ponts 18 et 28 et muni d'une roue 33 au-dessus du niveau de la roue 20. Le rouage d'arrêt 30 se termine par une roue d'arrêt 35 entraînée par la roue 33 par l'entremise d'une roue de renvoi 34 afin de tourner dans le sens opposé à l'étoile. Les roues 34 et 35 sont supportées par le pont 28. La roue 35 est munie d'un doigt décentré 36 qui bute successivement contre chaque branche de l'étoile 26 pendant la rotation de celle-ci, comme le fouet des dispositifs de l'art antérieur. Tant que l'étoile empêche ainsi la rotation de la roue 35 et donc du rouage d'arrêt 30, la rotation de la première roue moyenne 13 et de tout le rouage précédent est arrêtée.
- La seconde roue moyenne 20 s'engrène sur un pignon de secondes 38 qui fait un tour par minute et qui, dans le présent exemple, est fixé à la cage 41 d'un tourbillon 40 contenant de manière classique l'échappement et l'oscillateur mécanique à balancier-spiral, dont on voit le balancier 42 centré sur l'axe de rotation 44 de la cage 41. Celle-ci peut porter une aiguille des secondes 45, comme le montre schématiquement la figure 1. Les dentures du pignon de secondes 38 et de la seconde roue moyenne 20 sont dimensionnées de façon que la roue 20 et l'étoile 26 fassent un tour en huit minutes.
- Lors de l'assemblage du dispositif à force constante 14, les positions relatives du plateau 16 et de la roue 20 sont fixées au moyen du rouage d'arrêt 30 de façon que le ressort spiral 22 soit préchargé avec le couple souhaité pour faire fonctionner de manière optimale l'organe régulateur du mouvement de montre, en l'occurrence le tourbillon 40. Le ressort 22 a de préférence plusieurs spires, afin que le couple qu'il transmet du mobile 12 à la roue 20 ne varie pas sensiblement pendant que cette roue effectue un huitième de tour alors que le plateau 16 est arrêté.
- En fonctionnement, les rotations des éléments du mouvement 1 s'effectuent dans les directions indiquées par des flèches dans la figure 1. Du côté aval du dispositif à force constante 14, la cadence des rotations est celle de la roue d'échappement contenue dans le tourbillon, par exemple six pas par seconde si la fréquence d'oscillation du balancier 42 est de 3 Hz. En amont du dispositif à force constante, les rotations intermittentes s'effectuent à raison d'un pas par minute, pour les raisons suivantes.
- Tant que la branche 25 (voir figure 4) de l'étoile 26 retient le doigt 36 du rouage d'arrêt 30, le mobile de moyenne 12 reste bloqué et immobilise tout le rouage situé en amont, y compris l'affichage par les aiguilles 7 et 9. Pendant cette phase, l^échappement chargé par le ressort 22 entretient l'oscillation du balancier 42 et laisse tourner la seconde roue moyenne 20 et son étoile 26 à la vitesse d'un huitième de tour par minute. Par cette rotation, le doigt 36 appuyé contre la branche 25 de l'étoile finit par être libéré, ce qui permet à la roue d'arrêt 35, entraînée à partir du barillet 2, de tourner rapidement jusqu'à ce que le doigt 36 soit arrêté par la branche suivante de l'étoile 26. A travers le rouage d'arrêt 30 ayant un rapport de démultiplication de 1 :8, cette rotation permet au mobile de moyenne 12 de tourner rapidement d'un huitième de tour et de rattraper ainsi la seconde roue moyenne 20 en réarmant le ressort 22. La rotation quasi instantanée du mobile de moyenne 12 permet une rotation d'un soixantième de tour de la roue de centre 6, donc aussi de la chaussée et de l'aiguille des minutes 7. Tous ces éléments sont ensuite immobilisés durant une minute par l'étoile 26.
- La construction décrite ci-dessus et représentée dans les dessins n'est qu'un exemple parmi d'autres modes de réalisation possibles de l'invention. En particulier, le nombre de branches de l'étoile 26 pourrait différent de huit si le rapport de transmission entre la seconde roue moyenne 20 et le pignon des secondes 38 est différent. En outre, l'étoile n'est pas obligatoirement solidaire de la roue 20, à laquelle elle pourrait être reliée par engrènement pour être placée à côté et coopérer avec un doigt placé sur la roue 33, par exemple. Une autre variante pourrait comporter plus d'un doigt 36 sur la roue d'arrêt 35, laquelle ne ferait qu'une fraction de tour chaque minute. Il faut aussi mentionner que l'invention est applicable sans difficultés à un mouvement du type où la chaussée n'est pas portée par la roue de centre 6, mais par une roue entraînée par le pignon de moyenne, comme c'est l'usage avec un arbre des seconde centrale.
Claims (6)
- Montre dont le mouvement comporte un dispositif à force constante (14) interposé dans un rouage de finissage reliant un barillet à ressort (2) à un échappement et comportant un mobile de moyenne (12) qui fait un tour en plusieurs minutes et entraîne un pignon de secondes (38) faisant un tour par minute, le dispositif à force constante (14) comprenant un élément d'entrée (12), un élément de sortie (20) coaxial à l'élément d'entrée et relié mécaniquement à une étoile (26) à plusieurs branches, un ressort spiral (22) reliant élastiquement en rotation l'élément d'entrée (12) à l'élément de sortie (20), et un rouage d'arrêt (30) engrené avec l'élément d'entrée et pourvu d'une roue d'arrêt (35) ayant au moins un doigt (36) agencé pour buter contre une branche de ladite étoile (36),
caractérisée en ce que l'élément d'entrée du dispositif à force constante (14) est le mobile de moyenne (12), l'élément de sortie dudit dispositif (14) étant une seconde roue moyenne (20) reliée par engrènement au pignon de secondes (38). - Montre selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte un affichage à minute morte par une aiguille des minutes (7) entraînée par le rouage de finissage, le nombre des branches (25) de l'étoile (26) étant égal au nombre de minutes durant lesquelles l'étoile fait un tour, de sorte que la rotation de l'étoile libère le rouage d'arrêt (30) et le mobile de moyenne (12) une fois par minute.
- Montre selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'étoile (26) est solidaire de la seconde roue moyenne (20).
- Montre selon la revendication 3, caractérisée en ce que le rouage d'arrêt (30) comporte un arbre (32) parallèle à l'axe de rotation (15) du mobile de moyenne (12) et ayant un pignon (31) engrené sur une première roue moyenne (13) dudit mobile (12), ledit arbre étant muni d'une roue (33) reliée par engrènement à la roue d'arrêt (35) via une roue de renvoi (34).
- Montre selon la revendication 4, caractérisée en ce que le mobile de moyenne (12) comprend un plateau (16), auquel est fixée une extrémité dudit ressort spiral (22), et est supporté au moyen d'un pont (18) situé entre ledit plateau (16) et la première roue moyenne (13).
- Montre selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le pignon de secondes (38) est solidaire de la cage (41) d'un tourbillon (40) dans lequel se trouve l'échappement.
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