Dispositif d'entraînement intermittent d'une pièce en rotation

La présente invention a pour objet un dispositif d'entraînement intermittent d'une pièce en rotation.

De façon plus précise mais non limitative, l'invention concerne un mécanisme d'entraînement d'indicateur de quantième pour montres à affichage analogique et, de préférence, pour montres électroniques.

Il est bien connu que dans les montres analogiques, l'affichage du quantième se fait classiquement par un disque ou une couronne qui porte sur une de ses faces les nombres de 1 à 31, ces nombres défilant successivement devant un guichet ménagé dans le cadran de la montre. Cet indicateur est entraîné en rotation par le train d'engrenages, de telle manière qu'il progresse d'un pas toutes les 24 heures. Le verrouillage dans chacune des positions d'affichage de l'indicateur de quantième est réalisé habituellement par un organe élastique de verrouillage s'engageant successivement entre les différentes dents d'une denture ménagée sur le disque ou la couronne au fur et à mesure de l'avance de l'indicateur. Lors de l'actionnement quotidien de cet indicateur, la force motrice qui doit lui être appliquée est ainsi nettement supérieure à la force motrice seulement nécessaire pour entraîner les aiguilles de la montre, du fait qu'il faut fournir en plus l'énergie pour effacer l'organe élastique de verrouillage.

Cet excès d'énergie nécessaire qui n'est que très temporaire puisqu'il ne se produit qu'une fois par 24 heures, est particulièrement préjudiciable dans le cas des montres électroniques. En effet, le moteur doit être alimenté pour pouvoir fournir effectivement le couple nécessaire pour l'entraînement de l'indicateur. Pour éviter d'avoir à fournir en permanence au moteur la quantité d'énergie nécessaire pour fournir ce couple, il est possible de prévoir un circuit d'asservissement du moteur qui adapte l'énergie fournie au moteur à la charge et donc en particulier au couple qui doit être appliqué à l'indicateur de quantième. Cependant, un tel circuit complique le circuit de commande de la montre.

Une autre solution consiste bien sûr à tenter de diminuer le couple qu'il est nécessaire d'appliquer à l'indicateur de quantième pour le faire progresser d'un pas.

Le brevet suisse 538.136 décrit un tel mécanisme qui permet de réduire le couple à appliquer pour entraîner l'indicateur de quantième. Selon ce mécanisme, on supprime effectivement le dispositif de verrouillage élastique de l'indicateur de quantième dans ses différentes positions, ce qui diminue le couple à appliquer. Mais ce mécanisme présente d'autres inconvénients. Un tel dispositif comprend un disque d'entraînement, un plateau intermédiaire muni de goupilles qui coopèrent avec le disque et un disque d'affichage de quantième qui est muni sur sa périphérie interne d'encoches profondes. Le plateau intermédiaire est muni de deux goupilles qui peuvent pénétrer dans les encoches du disque de quantième et qui peuvent coopérer également avec une saillie et deux encoches ménagées sur la périphérie du disque d'entraînement. Le disque entraîne ainsi le disque de quantième d'un pas à chacune de ses rotations par l'intermédiaire du plateau muni de ses deux goupilles. Le verrouillage du disque est assuré par la présence de deux ergots supplémentaires montés sur le disque. En dehors des phases d'entraînement, un des ergots et une des goupilles sont en appui sur la face latérale du disque assurant ainsi l'immobilisation du disque tout en permettant une libre rotation du disque d'entraînement. Cette solution présente de graves inconvénients en raison de la coopération entre les goupilles et les fentes ménagées dans le disque de quantième et entre ces mêmes goupilles et la saillie ménagée sur le disque d'entraînement. Il est en effet nécessaire de prévoir des jeux importants pour que le dispositif puisse fonctionner et l'immobilisation du disque est donc médiocre. De plus, ces jeux entraînent des chocs supplémentaires qui consomment de l'énergie et provoquent des frottements. En outre, selon ce même document, pour assurer un verrouillage effectif de la couronne de quantième, il est prévu un aimant permanent qui maintient effectivement la couronne et le plateau portant les ergots.

La présente invention a précisément pour objet un dispositif d'entraînement intermittent d'une pièce, et plus particulièrement d'un disque de quantième qui ait un faible couple mais qui ne présente pas les inconvénients de l'art antérieur décrit, c'est-à-dire qui assure effectivement un bon verrouillage du disque de quantième dans chaque position et qui évite lès chocs et les frottements lors du déplacement du disque.

Ce but est atteint grâce au fait que le mécanisme, selon l'invention, comprend :

• un mobile menant monté pivotant autour d'un axe et comportant sur une portion de sa périphérie au moins un moyen d'entraînement consistant en au moins un secteur denté et des premiers moyens d'immobilisation; et un ensemble de transmission monté pivotant autour d'un axe. Cet ensemble de transmission comprend un mobile de transmission comportant sur toute sa périphérie une denture pour engrener, d'une part, avec les moyens d'entraînement du mobile menant et, d'autre part, avec une denture portée par la pièce à entraîner et des deuxièmes moyens d'immobilisation coopérant avec les premiers moyens d'immobilisation pour laisser tourner le mobile de transmission seulement lorsque les moyens d'entraînement du mobile menant sont en prise avec la denture du mobile de tranmission et pour laisser tourner librement le mobile menant quelle que soit la position des moyens d'entraînement.

On voit qu'ainsi les éléments de verrouillage assurent l'immobilisation de l'ensemble de transmission et donc l'immobilisation de l'indicateur de quantième mais que de plus, en dehors des périodes de commande de l'indicateur de quantième, la transmission du mouvement entre le mobile menant et l'indicateur de quantième se fait uniquement par l'intermédiaire de dents d'engrenage. D'une part, cela simplifie l'usinage des pièces et évite les à-coups ou les frottements lors de l'entraînement de l'indicateur de quantième. Il en résulte une nouvelle diminution du couple nécessaire pour déplacer la couronne de quantième. D'autre part, il en résulte un meilleur positionnement et un meilleur verrouillage de l'indicateur de quantième puisque le mobile de transmission engrène en permanence avec l'indicateur de quantième.

De préférence, les moyens d'entraînement du mobile menant comportent deux dents d'engrenage qui engrènent avec la denture du mobile de transmission. En outre, les deuxièmes moyens d'immobilisation comprennent n ergots (de préférence 4) solidaires en rotation du mobile de transmission. Ces ergots sont disposés sur un même cercle centré sur l'axe de rotation du mobile de renvoi et ils sont angulairement décalés de . En outre, les premiers moyens d'immobilisation comprennent un rebord circulaire qui est solidaire en rotation du mobile menant et disposé au même niveau que les ergots. Ce rebord est muni de deux encoches disposées de telle manière que, lors de la phase d'entraînement de l'indicateur de quantième, un des ergots puisse franchir le rebord et que, au contraire, en dehors des phases d'entraînement de l'indicateur de quantième, deux ou les deux ergots soient en butée sur le rebord pour assurer ainsi le verrouillage du mobile de transmission et en conséquence le verrouillage de l'indicateur de quantième par l'intermédiaire de l'engrènement du mobile de transmission avec la denture du disque de quantième.

Il faut observer que, selon l'invention, les ergots ne jouent aucun rôle d'entraînement lors de la rotation du mobile de transmission. En conséquence, les dimensions des encoches sur le rebord ne sont pas critiques et il est possible de leur donner une largeur suffisante pour qu'il n'y ait aucun problème d'introduction des ergots dans ces encoches.

De toute façon l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère au dessin annexé sur lequel :

• - la figure 1 est une vue de dessus de l'ensemble du mécanisme d'entraînement;
• - la figure 2 est une vue en coupe et en élévation du mécanisme selon la ligne II-II de la figure 1;
• - les figures 3 et 4 représentent une partie du mécanisme d'entraînement au début et à la fin d'une phase d'entraînement de l'indicateur de quantième.

La description qui suit concerne le cas où le mécanisme sert à entraîner la couronne de quantième dans une montre électronique. Il va cependant de soi que ce mécanisme pourrait être utilisé pour l'entraînement intermittent d'autres pièces mobiles en rotation, dès lors que ces pièces comportent un denture et qu'il est nécessaire d'assurer un verrouillage de la position de la pièce entraînée entre les phases d'entraînement et que cet entraînement intermittent doit être fait avec un couple aussi faible que possible.

La montre comporte de façon classique une chaussée 2 et une roue à canon 4 qui sont montées sur un axe 6 solidaire du bâti 8 de la montre. Une roue de minuterie 10 est entraînée par la chaussée 2 et elle entraîne la roue à canon 4. La chaussée 2 est entraînée de façon classique par un train d'engrenages entraîné par le moteur et qui agit sur la roue des minutes 2a solidaire de la chaussée 2. Ce train d'engrenages et le moteur n'ont pas été représentés, car ils sont de type classique et ils ne concernent pas l'invention. Le pignon 10a de la roue de minuterie 10 engrène avec une roue 12a d'un renvoi de quantième 12. Un pignon 12b faisant partie du renvoi 12 engrène avec un mobile menant portant la référence générale 14 et dont la structure sera décrite ultérieurement. Ce mobile menant 14 coopère avec un ensemble de transmission portant la référence générale 16. Cet ensemble sera également décrit ultérieurement. Enfin, l'ensemble de transmission coopère avec un indicateur de quantième 18 ou couronne de quantième.

Le mobile 14 est monté pivotant sur un tenon 20 faisant partie intégrante du bâti 8. Ce mobile est maintenu sur cet axe par la tête d'une vis 22 engagée dans l'alésage taraudé 20a du tenon 20. Le mobile 14 comprend tout d'abord un pignon denté 24 dont le moyeu 24a se prolonge au-delà de la denture. Le mobile 14 comporte une deuxième partie constituée par une portion massive 26. La portion 26 forme d'une part un disque 26a à proximité du bâti 8, ce disque comportant un secteur denté constitué par exemple par deux dents respectivement référencées 26'a et 26"a. La pièce 26 définit, d'autre part, une portion cylindrique 26b dont le diamètre est inférieur à celui du disque 26a. La portion 26b comporte donc une paroi latérale 26'b et une paroi plane 26"b parallèle au disque 26a. La portion cylindrique 26b comporte une rainure 30 ayant sensiblement la forme d'une portion de couronne circulaire qui débouche d'une part dans la face plane 26"b et d'autre part dans la face latérale 26'b par deux encoches 30' et 30". Il faut observer que la portion restant 32 de la pièce cylindrique 26b délimitée par la rainure 30 préser:tt.- une épaisseur inférieure à l'épaisseur du reste de cette pièce. L'axe de symétrie de la rainure 30 coincide avec l'axe de symétrie des dents 26'a et 26"a. La pièce 26 comporte de plus un alésage central 26c dans lequel est chassé le moyeu 24a du pignon 24. On réalise ainsi une solidarisation entre ces deux pièces qui tournent ensemble autour de l'axe défini par le tenon 20.

L'ensemble de transmission 16 est monté pivotant autour d'un axe défini par une douille 40 chassée sur un tenon 42 faisant partie intégrante du bâti 8. L'ensemble 16 comprend tout d'abord un pignon 44 monté pivotant autour de la douille 40. L'ensemble 16 comprend également une plaque 46 solidaire en rotation du pignon 44 et qui comprend 4 bras rayonnants 48a, 48b, 48c et 48d à l'extrémité desquels sont fixés des tenons ou ergots 50a, 50b, 50c et 50d. Ces ergots sont disposés sur un même cercle centré sur l'axe XX' de rotation de l'ensemble 16. Les ergots tournent donc en même temps que le pignon 44. La longueur L des bras est telle que deux ergots consécutifs puissent venir au contact de la face latérale 26'b du mobile menant. Leur position est également telle qu'ils puissent pénétrer librement dans la rainure 30 lors du mouvement de rotation relatif du mobile 14 et de l'ensemble de transmission 16. La rainure 30 a une largeur et une profondeur suffisantes pour permettre le libre passage des ergots lors de la rotation relative des deux mobiles. En outre les extrémités 30' et 30" de la rainure 30 sont disposées sur la paroi latérale 26'b de telle manière que, comme on l'expliquera ultérieurement, les ergots puissent effectivement pénétrer dans la rainure 30 lorsque les dents 26'a et 26"a entraînent en rotation l'ensemble de transmission 16. De plus, le pignon 44 est disposé de telle manière qu'il engrène avec les dents 26'a et 26"a du mobile menant pour certaines positions de celui-ci. Enfin, l'ensemble de transmission comprend un deuxième pignon denté 52 qui peut pivoter librement sur la douille 40. La liaison entre le pignon 44 et le pignon 52 est assurée de façon temporaire par un sautoir 54. Ce sautoir 54 est par exemple solidaire de la plaque 46. Lorsque le sautoir 54 remplit sa fonction, les pignons 52 et 44 sont donc solidaires en rotation. La couronne de quantième 18 est munie sur sa périphérie interne de dents 18a qui engrènent avec les dents du pignon 52 de l'ensemble de transmission 16.

En d'autres termes, le mobile menant 14 comprend un moyen d'entraînement constitué par les dents 26'a, 26"a; et des premiers moyens d'immobilisation constitués par la rainure 30 et le bord 26'b, et l'ensemble de transmission 16 comprend un mobile de transmission constitué par les pignons 44 et 52 et des deuxièmes moyens d'immobilisation constitués par les ergots 50 fixés au bout des bras 48. En outre, il est clair que la pièce 26b pourrait être remplacée par un simple rebord définissant la paroi latérale 26'b de la pièce 26b, ce rebord étant percé de deux encoches correspondant aux débouchés 30' et 30" de la rainure 30, ménagée dans la pièce 26b.

Il faut ajouter que les rapports d'engrenage entre la roue de minuterie, le mobile de renvoi de quantième 12 et le pignon 24 du mobile menant sont tels que le mobile menant fasse un tour par période de 24 heures. Par ailleurs, le nombre de dents sur le pignon 44 de l'ensemble de transmission est tel que ce pignon fasse un tour par période de 4 jours. En conséquence, pour chaque période de 24 heures, la couronne 18 des quantièmes progresse effectivement d'un pas comme il se doit.

Le fonctionnement du mécanisme d'entraînement de la couronne de quantième découle de la description précédente. En dehors des phases où la position de la couronne de quantième doit être modifiée, deux des ergots sont en appui sur la face latérale 26'b de la pièce 26b du mobile menant. Ainsi, l'ensemble de transmission 16 est immobilisé en rotation mais le mobile menant 14 peut tourner librement sous l'effet de l'entraînement du renvoi de quantième. Tant qu'aucun couple extérieur important n'est appliqué à la couronne de quantième 18, le sautoir 52 remplit sa fonction et solidarise le plateau 46 avec le pignon 52. Par cet exemple l'extrémité élastique 54 du sautoir coopère avec le pignon 52. Le pignon 52 est donc également immobilisé en rotation et la couronne 18 l'est également du fait de la coopération des dents du pignon 52 avec les dents 18a de la couronne de quantième. Il est important d'observer que le pignon 52 est en permanence en prise avec la denture 18a de la couronne. Il s'ensuit que, grâce aux techniques classiques de taillage de pignon denté, il est possible d'avoir un jeu très réduit entre le pignon 52 et la couronne 18, ce qui assure un excellent positionnement de celle-ci. Bien sûr si un couple extérieur est appliqué à la couronne 18, par exemple par un dispositif de correction d'affichage du quantième, la pièce 46 reste verrouillée mais le pignon 52 peut être entraîné en rotation par la couronne grâce à la liaison élastique assurée par le sautoir 54.

Lorsqu'un déplacement de la couronne de quantième doit intervenir, une des dents 26'a du mobile 14 arrive au contact de la denture du pignon 44. Dans cette situation, un des ergots, par exemple celui qui est référencé 50d et qui était primitivement au contact de la face latérale de la pièce 26b, se trouve devant l'entrée 30' de la rainure 30. C'est ce qui est représenté sur la figure 3. La rotation du mobile 14 dans le sens indiqué par la flèche f provoque la rotation de l'ensemble de transmission 16, c'est-à-dire du pignon 44 qui entraîne la rotation du plateau 46 et du deuxième pignon 52. En conséquence, le pignon 52 commence à provoquer la rotation de la couronne de quantième 18 et les ergots 50 commencent également à pivoter. En particulier, l'ergot 50d pénètre librement dans la rainure 30. Lorsque les dents 26'a et 26"a cessent d'être en prise avec le pignon 44, l'ergot 50d est sorti de la rainure 30 par l'échancrure 30". Par ailleurs, l'ergot 50a est venu au contact de la paroi latérale de la pièce 26b. L'ensemble de transmission 16 a effectué une rotation de 90° amenant ainsi la couronne de quantième 18 dans la nouvelle position qu'elle doit occuper. Il n'y a plus, bien sûr, entraînement du mobile de l'ensemble de transmission. De plus celui-ci est verrouillé par l'action des ergots 50a et 50d sur la périphérie de la pièce 26b ou sur la périphérie de la portion 32 de celle-ci. Ce verrouillage par les ergots 50a et 50d est maintenu jusqu'à ce que le mobile menant 14 ait fait un tour pour amener son secteur denté à nouveau en prise avec le pignon 44.

Il faut simplement observer que, stricto sensu, le verrouillage n'existe pas lorsqu'un des ergots se trouve vis-à-vis d'une des encoches 30' et 30". Cela ne présente pas d'inconvénient majeur du fait que la largeur de cette encoche est sensiblement de l'ordre de grandeur du diamètre des ergots. En conséquence, la fraction de la périphérie 26'b correspondant à cette situation est extrêmement faible et n'entraîne donc aucun effet dommageable pour le bon fonctionnement du mécanisme.

Dans l'exemple particulier précédemment décrit, le mobile menant 14 fait un tour par 24 heures. Il serait bien sûr possible d'envisager un mécanisme d'entraînement dans lequel le mobile menant ferait par exemple un tour pour p x 24 heures. Dans ce cas, bien entendu, le mobile devrait comporter p secteurs dentés correspondant à la denture 26'a, 26"a et p rainures correspondant à la rainure 30. Par ailleurs, l'ensemble de transmission resterait identique avec ses quatre ergots.

Il serait également possible d'envisager un nombre d'ergots différent pour l'ensemble de transmission c'est-à-dire de définir un nombre de positions de verrouillage différent et donc un nombre de jours différents associé à une rotation d'un tour complet de l'ensemble de transmission.

Dans le cas où il n'est pas nécessaire d'avoir une possibilité de déconnexion entre le mécanisme d'entraînement et la pièce entraînée, c'est-à-dire la couronne de quantième, cette déconnexion étant réalisée dans l'exemple décrit par le sautoir 54, il est possible de n'utiliser qu'un seul pignon à la place des pignons 44 et 52. Ce pignon unique engrène en permanence avec la denture de la pièce à entraîner et, temporairement, avec le secteur denté du mobile menant.

Il découle de la description précédente que l'invention permet effectivement d'obtenir un dispositif d'entraînement d'une pièce ou plus précisément d'une couronne de quantième à faible couple. En effet, d'une part il n'existe plus aucun organe de positionnement élastique agissant directement sur la couronne de quantième, d'autre part, les transmissions de mouvement entre les différents mobiles se font effectivement par des engrenages ce qui diminue les jeux et les chocs et ce qui permet d'améliorer le positionnement de l'indicateur de quantième lors du verrouillage ce qui supprime ainsi la nécessité d'organes extérieurs.