CH719508B1 - Constant force mechanism. - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif de force constante servant à stocker temporairement de l'énergie entre le barillet et l'échappement pour délivrer une énergie constante au système régulateur. Le dispositif de force constante stocke l'énergie provenant du barillet et arrivant sur un pignon d'armage (1) sur un ressort en spirale (6). Le couple du ressort en spirale entraine un mobile entraineur (3A, 4, 5) qui entraine une cage de tourbillon ou un balancier. Un mobile de fouet (8, 9, 10) permet de lier la roue d'armage au mobile entraineur (3A, 4, 5). Le mobile de fouet (8, 9, 10) comporte deux fouets superposés et orienté avec un décalage angulaire entre eux, chaque fouet (9, 10) coopérant avec une différente partie de l'étoile d'arrêt (4, 5), qui est doublé en hauteur pour que le fouet puisse être libéré à chaque alternance.The present invention relates to a constant force device for temporarily storing energy between the barrel and the escapement to deliver constant energy to the regulating system. The constant force device stores energy from the barrel and arriving on a winding pinion (1) on a spiral spring (6). The torque of the spiral spring drives a drive wheel set (3A, 4, 5) which drives a tourbillon cage or a balance wheel. A whip wheel set (8, 9, 10) is used to connect the winding wheel to the drive wheel set (3A, 4, 5). The whip wheel set (8, 9, 10) comprises two superimposed whips oriented with an angular offset between them, each whip (9, 10) cooperating with a different part of the stop star (4, 5), which is doubled in height so that the whip can be released at each alternation.
Description
[0001] La présente invention se rapporte à un mouvement horloger comprenant un mécanisme de force constante. [0001] The present invention relates to a clock movement comprising a constant force mechanism.
[0002] La présente invention se rapporte à une pièce d'horlogerie mécanique comprenant un oscillateur dont le mouvement oscillant est entretenu par un ressort moteur, dans lequel un dispositif de stockage périodique d'énergie est disposé entre ce ressort moteur et un échappement associé audit oscillateur. [0002] The present invention relates to a mechanical timepiece comprising an oscillator whose oscillating movement is maintained by a mainspring, in which a periodic energy storage device is arranged between this mainspring and an escapement associated with said oscillator.
[0003] La source d'énergie des pièces d'horlogerie mécaniques est constituée par un ressort moteur constitué par une lame ressort enroulée dans un barillet, son extrémité extérieure étant solidaire du tambour de barillet, tandis que son extrémité intérieure est solidaire de l'arbre de ce barillet. En se détendant, le ressort moteur entraîne le tambour de barillet. Celui-ci présente une denture externe en prise avec le rouage de la pièce d'horlogerie qui aboutit à l'échappement destiné à transmettre la force du ressort moteur au régulateur. A chaque alternance du balancier-spiral, celui-ci laisse échapper une dent de la roue d'échappement qui, sous la pression exercée sur le rouage par le ressort de barillet, lui transmet une impulsion servant à entretenir l'oscillation du balancier-spiral. [0003] The energy source of mechanical timepieces is constituted by a mainspring consisting of a spring blade wound in a barrel, its outer end being integral with the barrel drum, while its inner end is integral with the arbor of this barrel. When relaxing, the mainspring drives the barrel drum. The latter has external teeth meshing with the gear train of the timepiece which leads to the escapement intended to transmit the force of the mainspring to the regulator. With each alternation of the sprung balance, the latter releases a tooth of the escapement wheel which, under the pressure exerted on the gear train by the barrel spring, transmits to it an impulse serving to maintain the oscillation of the sprung balance.
[0004] La force exercée par ce ressort moteur sur le rouage n'est évidemment pas la même lorsque ce ressort est complètement armé ou en fin d'armage. Par conséquent, la force transmise par l'échappement au balancier-spiral n'est pas constante et l'amplitude du balancier varie, affectant son isochronisme. [0004] The force exerted by this mainspring on the gear train is obviously not the same when this spring is fully wound or at the end of winding. Consequently, the force transmitted by the escapement to the sprung balance is not constant and the amplitude of the balance varies, affecting its isochronism.
[0005] On a certes déjà proposé de stocker temporairement de l'énergie entre le barillet et l'échappement pour délivrer une énergie constante au système régulateur. [0005] It has certainly already been proposed to temporarily store energy between the barrel and the escapement to deliver constant energy to the regulating system.
[0006] Les dispositifs à force constante connus, interposés dans le rouage reliant le ressort moteur à l'échappement, stockent temporairement l'énergie nécessaire pour transmettre à l'échappement dans un ressort intermédiaire. 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. Le mécanisme d'arrêt et déblocage périodique du dispositif à seconde morte peut être commandé à partir du mobile d'échappement. L'organe subissant le blocage est le fouet, ainsi nommé parce qu'à l'instant où il est libéré il effectue une rotation très rapide sur un tour complet ou sur un demi-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. La rotation instantanée et l'arrêt brusque consécutif sont accompagnés par tout le rouage situé en amont et par les organes d'affichage liés à celui-ci. L'inertie de ces éléments fait que le mécanisme d'arrêt transmet des chocs non négligeables à l'échappement via l'étoile. [0006] Known constant force devices, interposed in the gear train connecting the mainspring to the escapement, temporarily store the energy necessary to transmit to the escapement in an intermediate spring. The constant force device temporarily blocks the part of the gear train located upstream, then periodically releases it which allows the intermediate spring to be re-tensioned. The mechanism for stopping and periodically releasing the deadbeat second device can be controlled from the escapement wheel set. The member undergoing the blocking is the whip, so named because at the moment it is released it performs a very rapid rotation over a complete or half-turn, until it is blocked again. The element which blocks the whip is generally an N-pointed star, making one turn in N seconds in order to release the whip once per second. The instantaneous rotation and the subsequent sudden stop are accompanied by the entire gear train located upstream and by the display members linked to it. The inertia of these elements means that the stopping mechanism transmits significant shocks to the escapement via the star.
[0007] Le but de la présente invention est d'apporter une solution au problème de la transmission de la force du ressort de barillet à l'échappement d'une pièce d'horlogerie qui permette de remédier, au moins en partie, aux inconvénients susmentionnés. [0007] The aim of the present invention is to provide a solution to the problem of transmitting the force from the barrel spring to the escapement of a timepiece which makes it possible to remedy, at least in part, the aforementioned drawbacks.
[0008] Selon un mode de réalisation de la présente invention, un mouvement horloger est proposé, comprenant un oscillateur dont le mouvement oscillant est entretenu par un ressort moteur, dans lequel un dispositif de stockage périodique d'énergie est disposé entre ce ressort moteur et un échappement associé audit oscillateur, le mouvement comprenant : un mobile d'armage comprenant un pignon d'armage solidaire à une roue d'armage montée rotative autour d'un premier axe, le pignon d'armage étant relié cinématiquement à une source d'énergie du mouvement horloger ; un mobile entraineur comprenant un organe denté entraineur monté solidaire à une étoile d'arrêt, le mobile entraineur étant monté rotatif autour du premier axe ; un ressort en spirale attaché d'un côté à un piton sur la roue d'armage et d'un autre côté au mobile entraineur pour permettre à un couple reçu de la source d'énergie par le pignon d'armage d'entrainer le mobile entraineur ; et un mobile de fouet comportant : un pignon de fouet monté pivotant autour d'un axe de fouet et agencé pour s'engrener avec une denture extérieure de la roue d'armage ; et un premier fouet solidaire au mobile de fouet, le premier fouet ayant deux bras s'étendant depuis le centre de rotation du mobile de fouet, ledit fouet étant agencé pour être libéré par la rotation dudit mobile entraineur , via l'étoile d'arrêt, et pour libérer la roue d'armage (2) et le rouage; caractérisé en ce que : le mobile de fouet comporte en outre un deuxième fouet solidaire au mobile de fouet, le deuxième fouet ayant deux bras s'étendant depuis le centre de rotation dudit mobile de fouet et dimensionnés et agencés pour être libéré par la rotation du mobile entraineur ; le premier fouet et le deuxième fouet étant superposés l'un sur l'autre avec leurs bras décalés angulairement autour de l'axe de fouet ; l'étoile d'arrêt étant dimensionnée et formée pour permettre à chacun des deux fouets d'être libéré par la rotation du mobile entraineur .[0008] According to an embodiment of the present invention, a timepiece movement is provided, comprising an oscillator whose oscillating movement is maintained by a mainspring, in which a periodic energy storage device is arranged between this mainspring and an escapement associated with said oscillator, the movement comprising: a winding wheel set comprising a winding pinion secured to a winding wheel rotatably mounted about a first axis, the winding pinion being kinematically connected to an energy source of the timepiece movement; a drive wheel set comprising a toothed drive member mounted integrally to a stop star, the drive wheel set being rotatably mounted about the first axis; a spiral spring attached on one side to a stud on the winding wheel and on the other side to the drive wheel set to allow a torque received from the energy source by the winding pinion to drive the drive wheel set; and a whip wheel comprising: a whip pinion pivotally mounted about a whip axis and arranged to mesh with an external toothing of the winding wheel; and a first whip secured to the whip wheel, the first whip having two arms extending from the center of rotation of the whip wheel, said whip being arranged to be released by the rotation of said drive wheel, via the stop star, and to release the winding wheel (2) and the gear train; characterized in that: the whip wheel further comprises a second whip secured to the whip wheel, the second whip having two arms extending from the center of rotation of said whip wheel and sized and arranged to be released by the rotation of the drive wheel; the first whip and the second whip being superimposed on each other with their arms angularly offset about the whip axis; the stop star being sized and shaped to allow each of the two whips to be released by the rotation of the drive mobile.
[0009] Selon un mode de réalisation, l'angle de décalage entre les deux bras est de 90 degrés. [0009] According to one embodiment, the offset angle between the two arms is 90 degrees.
[0010] Les caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description de plusieurs formes d'exécution données uniquement à titre d'exemple, nullement limitative en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles : – La figure 1 représente une vue détaillée d'un dispositif de stockage périodique d'énergie selon un mode de réalisation dont la présente invention est déployée ; – La figure 2 représente une vue en coupe du dispositif de stockage périodique d'énergie de la figure 1 ; – La figure 3 montre un tourbillon dans un mouvement d'horlogerie dans lequel un dispositif de stockage périodique d'énergie selon un mode de réalisation dont la présente invention est déployée ; – La figure 4 représente une vue détaillée d'un dispositif de stockage périodique d'énergie selon un second mode de réalisation ; et – La figure 5 représente une vue en coupe du dispositif de stockage périodique d'énergie de la figure 4.[0010] The features of the invention will appear more clearly on reading the description of several embodiments given solely by way of example, in no way limiting, with reference to the schematic figures, in which: – Figure 1 represents a detailed view of a periodic energy storage device according to an embodiment in which the present invention is deployed; – Figure 2 represents a sectional view of the periodic energy storage device of Figure 1; – Figure 3 shows a tourbillon in a clockwork movement in which a periodic energy storage device according to an embodiment in which the present invention is deployed; – Figure 4 represents a detailed view of a periodic energy storage device according to a second embodiment; and – Figure 5 represents a sectional view of the periodic energy storage device of Figure 4.
[0011] Conformément à l'invention, la figure 1 montre un ensemble d'éléments qui font partie d'un dispositif de stockage périodique d'énergie pour un mouvement horloger. Le mouvement comporte un oscillateur dont le mouvement oscillant est entretenu par un ressort moteur. Le dispositif de stockage périodique d'énergie est disposé entre le ressort moteur et l'oscillateur. [0011] According to the invention, FIG. 1 shows a set of elements which are part of a periodic energy storage device for a watch movement. The movement comprises an oscillator whose oscillating movement is maintained by a mainspring. The periodic energy storage device is arranged between the mainspring and the oscillator.
[0012] L'énergie provenant du barillet arrive sur le pignon d'armage. La roue d'armage, solidaire du pignon d'armage, va armer le ressort en spirale. A l'extérieur, le ressort en spirale est attaché au piton, par exemple par soudure. A l'intérieur, l'autre côté du ressort en spirale est attaché à la virole. Le couple de ce ressort en spirale va entrainer le mobile entraineur de cage qui va lui entrainer la cage de tourbillon. Dans une autre forme d'exécution illustrée dans les figures 4 et 5, le couple de ce ressort en spirale peut entrainer une roue d’échappement qui va entrainer un balancier. [0012] The energy coming from the barrel arrives at the winding pinion. The winding wheel, integral with the winding pinion, will wind the spiral spring. On the outside, the spiral spring is attached to the stud, for example by welding. On the inside, the other side of the spiral spring is attached to the collet. The torque of this spiral spring will drive the cage drive wheel set which will drive the tourbillon cage. In another embodiment illustrated in FIGS. 4 and 5, the torque of this spiral spring can drive an escapement wheel which will drive a balance wheel.
[0013] Le mobile entraineur de cage et le mobile d'armage sont agencés pour tourner à la même vitesse. C'est le fouet qui permet de lier ces deux mobiles. Le fouet comporte deux bras superposés, chaque bras s'étendant depuis le centre de rotation du fouet et dimensionnés et agencés pour être libéré par la rotation du mobile entraineur de cage (3A, 4, 5). Le mobile entraineur de cage (3A, 4, 5) libère le fouet via l'étoile d'arrêt permettant ainsi l'entrainement de la roue d'armage (2) d'armer le ressort en spirale (6) périodiquement. Dans cet exemple, le mobile se déplace de 90° à chaque libération (alternance). Il est important de préciser que ces degrés dépendent uniquement du dimensionnement du système et ne sont pas limitatif. Dans une variante non illustrée, le mobile de fouet est agencé pour libérer la roue d'armage sur chaque alternance ou sur chaque nombre n d'alternances de l'oscillateur. Par exemple, toutes les deux ou trois alternances, voire plus selon dimensionnement. [0013] The cage drive mobile and the winding mobile are arranged to rotate at the same speed. It is the whip that allows these two mobiles to be linked. The whip comprises two superimposed arms, each arm extending from the center of rotation of the whip and sized and arranged to be released by the rotation of the cage drive mobile (3A, 4, 5). The cage drive mobile (3A, 4, 5) releases the whip via the stop star, thus allowing the driving of the winding wheel (2) to wind the spiral spring (6) periodically. In this example, the mobile moves 90° at each release (alternation). It is important to specify that these degrees depend only on the sizing of the system and are not limiting. In a variant not illustrated, the whip mobile is arranged to release the winding wheel on each alternation or on each number n of alternations of the oscillator. For example, every two or three alternations, or even more depending on the size.
[0014] En tournant, l'étoile d'arrêt va libérer le fouet d'un quart de tour grâce à la forme spéciale du fouet avec ses bras superposés et décalés entre eux pour que chacune des quatre extrémités de bras est espacée de 90 degrés entre elles. L'étoile d'arrêt a une forme qui est allongée en hauteur pour pouvoir coopérer avec tous les quatre extrémités des deux bras. En tournant, le mobile entraineur de cage libère le fouet (via l'étoile d'arrêt qui est monté sur le mobile entraineur de cage). En tournant, le fouet libère la roue d'armage et donc le rouage. Le ressort en spirale se charge en même temps qu'il se décharge. La force est donc constante tout au long de la réserve de marche. [0014] By turning, the stop star will release the whip by a quarter turn thanks to the special shape of the whip with its arms superimposed and offset from each other so that each of the four arm ends is spaced 90 degrees apart. The stop star has a shape that is elongated in height to be able to cooperate with all four ends of the two arms. By turning, the cage drive mobile releases the whip (via the stop star which is mounted on the cage drive mobile). By turning, the whip releases the winding wheel and therefore the gear train. The spiral spring charges at the same time as it discharges. The force is therefore constant throughout the power reserve.
[0015] Ainsi, le fouet et l'étoile d'arrêt sont effectivement doublées pour permettre d'avoir plus de jeu dans les fonctions et optimiser le fonctionnement. En faisant ainsi, le diamètre de l'étoile d'arrêt peut être le plus petit possible, ainsi réduisant le couple qui pourrait perturber l'oscillateur chaque fois qu'une des extrémités des bras touche l'étoile d'arrêt. [0015] Thus, the whip and the starwheel are effectively doubled to allow for more clearance in the functions and optimize operation. By doing so, the diameter of the starwheel can be as small as possible, thereby reducing the torque that could disrupt the oscillator each time one of the ends of the arms touches the starwheel.
[0016] Comme illustré aux figures 4 et 5, un mouvement horloger, comprenant un oscillateur dont le mouvement oscillant est entretenu par un ressort moteur, dans lequel un dispositif de stockage périodique d'énergie est disposé entre ce ressort moteur et un échappement associé audit oscillateur, comprend : un mobile d'armage (1, 2) comprenant un pignon d'armage (1) solidaire à une roue d'armage (2) montée rotative autour d'un premier axe (A), le pignon d'armage (1) étant relié cinématiquement à une source d'énergie du mouvement horloger ; un mobile entraineur de balancier (3B, 4, 5) comprenant une roue d'échappement (3B) monté solidaire à une étoile d'arrêt (4, 5), le mobile entraineur de balancier (3B, 4, 5) étant monté rotatif autour du premier axe (A) ; un ressort en spirale (6) attaché d'un côté à un piton (7) sur la roue d'armage (2) et d'un autre côté au mobile entraineur de balancier (3B, 4, 5) pour permettre à un couple reçu de la source d'énergie par le pignon d'armage (1) d'entrainer le mobile entraineur de balancier (3B, 4, 5) ; et un mobile de fouet (8, 9, 10) comportant : un pignon de fouet (8) monté pivotant autour d'un axe de fouet et agencé pour s'engrener avec une denture extérieure de la roue d'armage (2) ; et un premier fouet (9) solidaire au mobile de fouet, le premier fouet (9), ayant deux bras s'étendant depuis le centre de rotation du mobile de fouet, ledit fouet étant agencé pour être libéré par la rotation dudit mobile entraineur de balancier, via l'étoile d'arrêt, et pour libérer la roue d'armage (2) et le rouage.[0016] As illustrated in FIGS. 4 and 5, a timepiece movement, comprising an oscillator whose oscillating movement is maintained by a mainspring, in which a periodic energy storage device is arranged between this mainspring and an escapement associated with said oscillator, comprises: a winding wheel set (1, 2) comprising a winding pinion (1) secured to a winding wheel (2) rotatably mounted about a first axis (A), the winding pinion (1) being kinematically connected to a power source of the timepiece movement; a balance drive wheel set (3B, 4, 5) comprising an escape wheel (3B) mounted securely to a stop star (4, 5), the balance drive wheel set (3B, 4, 5) being rotatably mounted about the first axis (A); a spiral spring (6) attached on one side to a stud (7) on the winding wheel (2) and on the other side to the balance drive wheel set (3B, 4, 5) to enable a torque received from the power source by the winding pinion (1) to drive the balance drive wheel set (3B, 4, 5); and a whip wheel set (8, 9, 10) comprising: a whip pinion (8) pivotally mounted about a whip axis and arranged to mesh with an external toothing of the winding wheel (2); and a first whip (9) secured to the whip wheel, the first whip (9) having two arms extending from the center of rotation of the whip wheel, said whip being arranged to be released by the rotation of said balance wheel drive wheel, via the stop star, and to release the winding wheel (2) and the gear train.
[0017] Le mobile de fouet (8) comporte en outre un deuxième fouet (10) solidaire au mobile de fouet (8), le deuxième fouet (10) ayant deux bras s'étendant depuis le centre de rotation dudit mobile de fouet (8) et dimensionnés et agencés pour être libéré par la rotation du mobile entraineur de balancier (3B, 4, 5) ; le premier fouet et le deuxième fouet étant superposés l'un sur l'autre avec leurs bras décalés angulairement autour de l'axe de fouet ; l'étoile d'arrêt étant dimensionné et formée pour permettre à chacun des deux fouets d'être libéré par la rotation du mobile entraineur de balancier (3B, 4, 5).[0017] The whip mobile (8) further comprises a second whip (10) integral with the whip mobile (8), the second whip (10) having two arms extending from the center of rotation of said whip mobile (8) and sized and arranged to be released by rotation of the balance drive mobile (3B, 4, 5); the first whip and the second whip being superimposed on each other with their arms angularly offset about the whip axis; the stop star being sized and shaped to allow each of the two whips to be released by rotation of the balance drive mobile (3B, 4, 5).
[0018] Dans cet exemple, la roue d'échappement (3B) permet, via l'ancre (11), d'entrainer directement le balancier 12. [0018] In this example, the escape wheel (3B) allows, via the anchor (11), to directly drive the balance wheel 12.
[0019] Le mécanisme de la présente invention peut s'associer avec un tourbillon ou avec un échappement. [0019] The mechanism of the present invention can be associated with a tourbillon or with an escapement.
[0020] Le mécanisme de la présente invention constitue un module qui peut être inséré dans un rouage de finissage. [0020] The mechanism of the present invention constitutes a module which can be inserted into a finishing gear.
[0021] Le mécanisme de force constante selon la présente invention permet de réaliser une libération de la roue d'armage sur chaque alternance du balancier alors que traditionnellement le rouage est libéré chaque seconde. [0021] The constant force mechanism according to the present invention makes it possible to release the winding wheel on each alternation of the balance wheel whereas traditionally the gear train is released every second.
[0022] Grâce à la présente invention, le mécanisme de force constante permet un couple plus fort au barillet et ainsi avoir un couple constant, et adapté, à l'oscillateur. Cette puissance supplémentaire entre le barillet et le mécanisme de force constante, peut ainsi être utilisée par exemple pour faire tourner des animations. [0022] Thanks to the present invention, the constant force mechanism allows a stronger torque to the barrel and thus have a constant, and adapted, torque to the oscillator. This additional power between the barrel and the constant force mechanism can thus be used for example to rotate animations.
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| CH719508A1 CH719508A1 (en) | 2023-09-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PK | Correction |
Free format text: RECTIFICATION A9 |
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| PK | Correction |
Free format text: RECTIFICATIONS |