MÉCANISME DE REMONTAGE AUTOMATIQUE

Mécanisme de remontage automatique

La présente invention a pour objet un mécanisme de remontage automatique, notamment pour un mouvement d'horlogerie ainsi qu'une pièce d'horlogerie comportant un mouvement d'horlogerie équipé d'un tel mécanisme de remontage automatique.

Le mécanisme de remontage automatique selon la présente invention doit pouvoir être entraîné par une masse oscillante à rotation limitée ou complète.

Le mécanisme de remontage automatique selon l'invention est du type comprenant une liaison cinématique reliant une masse oscillante à une roue d'armage d'un barillet comportant, un cliquet comprenant un premier et un second bras coopérant avec la denture d'une roue à cliquet et une came entraînée par les mouvements angulaires de la masse oscillante commandant les mouvements du cliquet.

On connaît principalement deux mécanismes de ce type soit le système à came Pellaton décrit par exemple dans le document DE 88227 et le système dit "Magic lever" décrit par exemple sur le site web "http://horologyzone.com/watch/watch-school/spring-drive.html ou dans le document "The Seiko Diver's 200 Meter SKX779 featuring the 7S26 Automatic Movement" par John Davis, 2 avril 2002.

Le système dit "Magic lever" comporte un angle mort important de la masse oscillante où le remontage ne s'effectue pas, ce qui est un inconvénient puisque le rendement d'un tel système est faible.

Le système à came Pellaton est compliqué et comporte de nombreuses pièces, il est donc cher et encombrant.

De plus les deux mécanismes cités plus haut nécessitent l'utilisation d'un dispositif de limitation de l'armage du ressort de barillet, telle une bride glissante par exemple, pour éviter d'endommager le ressort de barillet par un surarmage. L'utilisation de tels dispositifs est toujours un inconvénient car ils sont encombrant et réduisent la place disponible dans la cage de barillet pour le ressort de barillet. De plus, ces dispositifs sont tributaires de conditions tribologiques qui restent souvent difficiles à maîtriser (bride glissante dans tambour de barillet à encoches).

La présente invention a pour but la réalisation d'un mécanisme de remontage automatique simple, comportant peu de pièces, ayant un bon rendement et permettant d'éliminer tout dispositif particulier de limitation de l'armage du ressort de barillet.

La présente invention a donc pour objet un mécanisme de remontage automatique, notamment pour mouvements ou pièces d'horlogerie comprenant une masse de remontage automatique à rotation limitée ou complète reliée à une extrémité d'un ressort de barillet par une liaison cinématique comprenant un cliquet comportant un corps et deux bras élastiques coopérant par leurs extrémités libres avec une denture en dent de loup d'une roue à cliquet; ce cliquet étant entraîné dans ses déplacements par les mouvements angulaires de la masse de remontage; caractérisé par le fait qu'un premier des deux bras au moins du cliquet est élastiquement déformable sous l'action de la force induite par le couple de retenue de la roue à cliquet; et par le fait que cette déformation élastique de ce premier bras du cliquet et/ou le couple dû à cette force sur le cliquet provoque, lorsque le couple de retenue de la roue à cliquet atteint une valeur préétablie correspondant à l'armage complet du ressort de barillet, un déplacement angulaire du corps du cliquet autour d'une came reliée cinématiquement à la masse de remontage automatique suffisant pour provoquer le déplacement, sans déformation élastique, du second bras du cliquet hors de l'enveloppe de la denture en dent de loup de la roue à cliquet interdisant ainsi automatiquement le remontage du ressort de barillet au-delà d'une valeur préétablie correspondant à l'armage complet dudit ressort de barillet.

Différentes formes d'exécutions du mécanisme de remontage sont décrites dans les revendications dépendantes. Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution du mécanisme de remontage automatique selon l'invention.

La figure 1 illustre vu de dessous un mouvement d'horlogerie incorporant une forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique selon l'invention.

Les figures 2 à 9 illustrent différentes positions successives du cliquet, de la roue à cliquet et de la came entraînée par la masse oscillante d'une autre forme d'exécution du mécanisme lorsque la masse de remontage automatique effectue un cinquième de tour dans le sens horaire et que le ressort de barillet n'est pas complètement armé.

Les figures 10 à 17 illustrent différentes positions successives du cliquet, de la roue à cliquet et de la came entraînée par la masse de remontage automatique lorsque la masse de remontage automatique effectue un cinquième de tour dans le sens anti-horaire et que le ressort de barillet n'est pas complètement armé pour la même forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique qu'illustrée au figures 2 à 9.

Les figures 18 à 24 illustrent différentes positions successives du cliquet, de la roue à cliquet et de la came entraînée par la masse de remontage automatique lorsque cette masse de remontage automatique effectue un cinquième de tour, quel que soit son sens de rotation, lorsque le ressort de barillet a atteint son degré d'armage complet préétabli, toujours pour la forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique illustré aux figures 2 à 17.

Les figures 25 à 28 illustrent quatre formes d'exécution préférées du mécanisme de remontage automatique dans une position où le ressort de barillet a atteint son armage maximum.

Le mouvement d'horlogerie illustré à la figure 1 vu côté fond de boîte est destiné à équiper une pièce d'horlogerie et comporte le mécanisme de remontage automatique selon l'invention. Ce mouvement d'horlogerie comporte un barillet 1 dont l'axe, solidaire de l'extrémité intérieure du ressort de barillet, est muni d'une roue dentée d'armage 2. Du fait de la conception particulière du mécanisme de remontage automatique l'extrémité externe du ressort de barillet peut être fixée rigidement à la cage du barillet, tout système de bride glissante pouvant être supprimé.

Le mécanisme de remontage automatique comporte une masse de remontage automatique 3 ou un rotor pivoté sur une partie fixe, pont ou platine, du mouvement et solidaire d'une roue d'entraînement 4 coaxiale à l'axe de pivotement de la masse de remontage automatique 3. Cette roue d'entraînement engrène avec un mobile 5 comprenant une planche 5a dentée et une came 5b dont la périphérie suit, en vue de face, la trajectoire d'une courbe de largeur constante. Ce mobile 5 est pivoté sur une partie fixe du mouvement.

Le mécanisme de remontage automatique comporte encore un cliquet 6 comportant un corps 6a, un bras de traction 6b et un bras de poussée 6c. L'extrémité libre du bras de traction 6b comporte un bec de traction 6d tandis que l'extrémité libre du bras de poussée 6c comporte un bec de poussée 6e.

Ces bras de traction 6d et de poussée 6e coopèrent avec une roue à cliquet

7 dont la périphérie est munie d'une denture 7a en dent de loup.

La roue à cliquet 7 est pivotée sur une partie fixe du mouvement et est solidaire d'un pignon 7b coaxial à la roue à cliquet 7 et en prise avec la denture 2a de la roue d'armage 2.

Dans une variante d'exécution du mécanisme de remontage automatique la came 5b pourrait être solidaire de la masse de remontage automatique 3 et coaxiale à son axe de rotation. De même la roue à cliquet 7 pourrait être solidaire de l'axe du barillet, la roue d'armage étant supprimée.

D'une façon générale ce qui importe est que la came 5b soit entraînée en rotation, dans un sens ou dans l'autre, directement ou indirectement par la masse de remontage automatique 3 et que la roue à cliquet 7 soit reliée cinématiquement à l'axe du barillet 1 soit directement soit indirectement. Plusieurs formes d'exécution du mécanisme de remontage automatique peuvent être envisagées dépendant des formes de la came 5 et du cliquet 6 utilisé.

Dans une première forme d'exécution du mécanisme de remontage 5 automatique le cliquet 6 utilisé est du type à bras parallèles et à corps ouvert.

Le fonctionnement de cette première forme d'exécution sera décrit en relation avec les figures 2 à 24.

Dans cette forme d'exécution la came 5b est une pièce prismatique dont la surface périphérique est construite par élévation d'une courbe de largeur î o constante présentant au moins cinq lobes. Une courbe est dite de largeur constante s'il est possible de la faire tourner continuellement à l'intérieur d'une bande fermée de sorte que les deux bords de la bande restent constamment en contact avec ladite courbe. Une autre définition d'une courbe de largeur constante est que deux droites parallèles et tangentes de part et d'autre de ladite courbe 1 5 restent à distance égale l'une de l'autre, cela quelque soit l'orientation de ces droites par rapport à ladite courbe.

Le cliquet 6 dans cette forme d'exécution comporte un corps 6a présentant un passage central 8 dont la paroi comporte deux faces planes diamétralement opposées 8a, 8b séparées l'une de l'autre par une distance d égale au "diamètre" 0 (largeur de la bande définie au paragraphe précédent) de la came 5b.

De plus, les parois internes du passage central 8 du corps du cliquet 6a reliant les deux faces planes 8a, 8b présentent une forme telle que lorsque la came 5b tourne sur elle-même, au moins quatre de ses lobes soient au contact de la paroi du passage central 8 du corps du cliquet.

5 Dans cette forme d'exécution le corps 6a du cliquet 6 est ouvert sur une distance angulaire inférieure à 36°, soit la moitié de l'angle au centre de la came séparant deux de ses lobes.

Lorsque la came 5b tourne sur elle-même autour de son axe de rotation le corps 6a du cliquet 6 effectue un mouvement linéaire de va-et-vient perpendiculaire aux faces planes 8a, 8b du passage central 8 du corps 6a du cliquet 6.

Dans cette première forme d'exécution le cliquet 6 comporte deux bras 6a, 6b sensiblement parallèles dans leurs positions de repos (fig. 2, 6) s'étendant à partir du corps 6a du cliquet suivant une direction sensiblement perpendiculaire aux faces 8a, 8b du passage central 8 du corps 6a du cliquet 6.

Ces bras, un bras de traction 6a et un bras de poussée 6b du cliquet 6, sont élastiquement déformables et, en position de repos, s'appuient avec une force préétablie due à leur flexion contre la roue à cliquet 7, les becs 6d, respectivement 6e de ces bras 6a, 6b étant encliquetés dans la denture en dent de loup 7a de la roue à cliquet 7.

Rappelons que la roue à cliquet 7 est reliée cinématiquement à l'arbre du barillet 1 et que, si le ressort de barillet est partiellement armé, seul un couple C est transmis par cette roue à cliquet 7 au cliquet 6. La came 5b, elle, est reliée cinématiquement à la masse de remontage 3. Lorsque la masse de remontage 3 provoque une rotation de la came 5b dans le sens horaire à partir de la position stable du mécanisme illustrée à la figure 2, le corps 6a du cliquet est déplacé vers le haut et la roue à cliquet 7 est entraînée dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par une poussée du cliquet de poussée 6c. Le mécanisme passe par les stades illustrés aux figures 3, 4 et 5 jusqu'au moment où le cliquet de traction 6b se déforme élastiquement vers l'extérieur et que son bec 6d décliquette avec une dent de la roue à cliquet 7 pour s'encliqueter sur la dent suivante. La came a effectué un déplacement angulaire de 36° dans le sens horaire tandis que la roue à cliquet a effectué un déplacement angulaire antihoraire de la valeur d'une dent. En poursuivant la rotation de la came 5b dans le sens horaire de 36° supplémentaire le mécanisme passe par les stades illustrés aux figures 6 à 9. Le cliquet de traction 6b tire la roue à cliquet toujours dans le sens antihoraire, le bec 6e du cliquet de poussée 6c décliquette de la denture 7a de la roue à cliquet puis, figure 9, encliquette avec la dent suivante. Si à la place de tourner dans le sens horaire la came 5b tourne dans le sens antihoraire, figures 10 à 17, on provoque à nouveau la rotation de deux dents de la roue à cliquet 7, toujours dans le sens antihoraire.

On voit ainsi que quel que soit le sens de rotation de la came 5b la roue à cliquet 7 tourne toujours dans le même sens correspondant au remontage du ressort du barillet 1 . Ce faisant le ressort du barillet est remonté progressivement jusqu'à ce qu'il soit complètement armé. A ce moment le couple transmis à la roue à cliquet 7 atteint la valeur C > Cmax > C. On remarque que l'angle mort, soit l'angle de déplacement angulaire de la came 5b ne provoquant aucun encliquetage (donc aucune rotation irréversible comptabilisée au niveau de la roue à cliquet 7) reste faible, inférieur à 18°. On peut constater que cet angle mort est dépendant de deux paramètres, à savoir :

- Le nombre de lobes N de la came 5b,

- Le nombre de dents Q encliquetées au niveau de la roue à cliquet 7 lors d'un va-et-vient du cliquet 6.

L'angle mort maximum p _max (exprimé en degrés) peut se calculer comme suit :

Dans l'exemple qui nous occupe, cet angle mort maximum vaut donc :

p _max = (360/5) / 2 = 36°

Remarquons que si la came 5b (N = 5 lobes) est remplacée par un simple excentrique (N = 1 lobe), l'angle mort p _max maximum vaudra :

p _max = (360/1 ) 1 2 = 180°

A nombre de dents Q encliquetées égal, on remarque donc que plus le nombre de lobe N est important, plus l'angle mort p _max au niveau de la came 5b est petit.

Dans le système "Magic Lever" déjà évoqué, la came étant justement un simple excentrique, l'angle mort a pu être ramené à une valeur raisonnable en augmentant le nombre de dents Q encliquetées lors d'un va-et-vient. Ainsi les produits de la marque Seiko possèdent-ils une roue à cliquet pourvu d'une micro denture 7 ou ce ne sont pas moins de 10 dents qui encliquètent par va-et-vient du cliquet 6 (Q = 10). De la sorte, l'angle mort maximum p _max a pu être abaissé à la valeur de :

Il est clair qu'une même micro denture peut être appliquée à une roue à cliquet 7 équipant un système de remontage automatique pourvu d'une came à 5 lobes donnerait une réduction de l'angle mort Pmax du même ordre, soit :

m _ax = (360/10) / 5 = 7.2°

L'angle mort du présent mécanisme de remontage automatique est donc bien réduit même par rapport à celui du système "Magic Lever".

La réalisation du cliquet 6 et notamment de son bras de traction 6b et le bras de levier entre les becs 6d, 6e par rapport au centre de rotation de la came 5b sont tels que sous l'effet de la force engendrée dans le bras de traction 6b par le couple C de la roue à cliquet 7 ce bras de traction 6b se déforme puis, sous l'effet du couple dû aux forces de tractions T non colinéaires, entraîne le corps 6a du cliquet 6 dans un déplacement angulaire a. Celui-ci, bien que de faible amplitude, est suffisant pour provoquer le déplacement, sans déformation élastique, du cliquet de poussée 6c hors de l'enveloppe de la denture de la roue à cliquet 7, soit sa perte d'engagement avec la denture 7a de la roue à cliquet 7. Dès cet instant une rotation de la came 5b, dans un sens ou dans l'autre, ne provoque plus qu'une petite oscillation, ne provoquant plus le remontage du ressort du barillet 1 (figures 18 à 24).

Ainsi, grâce à ce mécanisme de remontage automatique très simple, compact et peu encombrant puisqu'il ne comporte que trois pièces; la came 5b, le cliquet 6 et la roue à cliquet 7; on obtient le remontage du ressort du barillet 1 quel que soit le sens de rotation de la masse de remontage automatique 3 et l'interruption automatique du remontage de ce ressort de barillet lorsqu'il est complètement armé. On peut donc supprimer tous systèmes spécifiques de limitation du remontage du ressort de barillet tels que bride glissante ou autre.

Dans cette forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique le corps du cliquet 6 est ouvert sur une distance angulaire inférieure à 36° de sorte que la came 5b est toujours en contact avec la paroi du passage central 8 du cliquet 6 par quatre au moins de ses cinq apogées de came (points les plus éloignés des lobes), ce qui assure un guidage parfait du cliquet 6 qui ne peut se déplacer, lors du remontage du ressort de barillet, que dans ses mouvements de va-et-vient linéaires perpendiculairement aux faces planes 8a, 8b du passage central du cliquet 6 c'est-à-dire suivant la direction d'une droite passant par les centres de rotation de la came 5b et de la roue à cliquet 7. Ceci est vrai également pour des variantes du mécanisme de remontage automatique dans lesquels la came 5b, toujours construite par élévation d'une courbe de largeur constante, comporterait un nombre de lobes impair supérieur à cinq, mais en augmentant alors le nombre G d'apogées de came participant au guidage en fonction du nombre N de lobes selon la règle suivante :

G > (N+3) / 2

En appliquant cette simple formule, on garantit que l'angle, centré sur la came 5b et englobant le nombre G d'apogées de came, soit toujours supérieur à 180°, garantissant par là même un guidage tel que décrit ci-avant.

Par contre si la surface périphérique de cette came 5b de forme prismatique était construite par élévation d'une courbe de largeur constante à trois lobes seulement il faudrait prévoir un dispositif de guidage du cliquet 6 pour que son déplacement de va-et-vient se fasse toujours parallèlement à une droite passant par les centres de rotation de la came 5b et de la roue à cliquet 7.

Cette forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique comportant un cliquet 6 dont le corps 6a est ouvert peut être avantageuse pour des questions d'encombrement dans certains mouvements d'horlogerie. Dans la forme d'exécution décrite en référence aux figures 2 à 24 et 25 le bras de traction 6b du cliquet 6 constitue le premier bras de ce cliquet, l'autre bras 6c le bras de poussée constituant un second bras du cliquet 6. Ces deux bras sont élastiquement déformables sous l'action de la rotation de la roue à cliquet 7 pour 5 leur permettre d'échapper à une dent de la denture en dents de loup 7a de cette roue à cliquet.

Lorsque le ressort de barillet atteint son armage complet le couple de retenue C > Cmax > C correspondant à cet armage complet provoque l'augmentation de la force de traction T > Tmax > T exercée par la roue à cliquet 7 î o sur le premier bras 6b, bras de traction du cliquet 6 est telle que compte tenu du bras de levier entre le point d'attache du premier bras 6b sur le cliquet et le point d'appuis du corps 6a de ce cliquet sur la came 5b le corps 6a du cliquet est déplacé angulairement dans le sens horaire d'une valeur angulaire a suffisante pour que le second bras 6c, bras de poussée, soit dégagé de la roue à cliquet 7

15 sans être déformé élastiquement (figures 18 à 25). Après avoir atteint un tel couple C au niveau de la roue à cliquet 7 la rotation de la came 5b, indépendamment de son sens ne provoque plus qu'une oscillation de faible amplitude de la roue à cliquet 7 qui est constamment retenue par le premier bras de traction 6b du cliquet 6. Cette situation dure aussi longtemps que le couple de 0 retenue de la roue à cliquet est égal ou supérieur au couple préétabli correspondant à l'armage complet du ressort de barillet. Par contre dès que le ressort de barillet se désarme et que le couple de retenue de la roue à cliquet 7 tombe en dessous de la valeur Cmax correspondant à l'armage complet du ressort de barillet la force de traction dans le premier bras 6b diminue et l'élasticité de ce 5 premier bras rappelle le corps du cliquet 6 dans sa position normale de remontage provoquant son déplacement angulaire d'une faible valeur dans le sens antihoraire ce qui a pour effet que le second bras 6c, bras de poussée, est replacé en position normale et que son bec 6e retrouve contact ave la denture 7a de la roue à cliquet 7. Dès lors un déplacement angulaire de la came 5b dans un sens ou dans l'autre provoquera à nouveau le remontage du ressort de barillet, les becs 6d et 6e interagissant avec la denture 7a de la roue à cliquet 7 par des encliquetages et des décliquetages alternés.

La figure 26 illustre une variante de la forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique décrite en référence aux figures 2 à 25 dans laquelle le corps 6c du cliquet 6 est fermé, c'est-à-dire que le passage central 8 ne communique pas latéralement avec l'extérieur du cliquet 6. Le fonctionnement de cette variante du dispositif de remontage automatique est en tout point identique à celui décrit en référence aux figures 2 à 25.

La figure 27 illustre une forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique du type de celle représentée à la figure 1 c'est-à-dire comportant un cliquet 6 à bras en forme de V. Dans cette forme d'exécution la came 5b présente une surface extérieure cylindrique entraînée en rotation par la masse de remontage automatique 3 autour d'un axe O excentré par rapport à cette surface extérieur de la came 5b. Cette came 5b est donc dans cette forme d'exécution du mécanisme de remontage automatique un excentrique. Cette forme de came 5b est également une surface prismatique dont la base est une courbe à largeur constante.

Le corps 6a du cliquet 6 est monté pivotant sur cette came 5b. Ce cliquet 6 comporte un premier bras 6b, bras de traction, présentant une forme incurvée vers l'extérieur, sa concavité étant dirigée vers le second bras 6c. Ce premier bras comporte un bec de traction 6d sensiblement rectiligne coopérant avec la denture en dents de loup 7a d'une roue à cliquet 7 reliée cinématiquement à l'une des extrémités d'un ressort de barillet.

Ce cliquet 6 comporte également un second bras 6c terminé par un bec de poussée 6e. En position de remontage du ressort de barillet les becs de traction 6d et de poussée 6e coopèrent avec la denture en dents de loup 7a de la roue à cliquet 7 à l'instar d'un "Magic lever" bien connu des hommes du métier.

Par contre ici également dès que le couple de retenue C de la roue à 5 cliquet 7 atteint ou dépasse une valeur préétablie Cmax correspondant à un armage complet du ressort de barillet, la force de traction T' s'exerçant sur le bec de traction 6d du premier bras 6b du cliquet, ce bras se déforme élastiquement et provoque une rotation dans le sens horaire de faible amplitude a du corps 6a du cliquet sur la came 5b suffisante pour que le second cliquet 6c se déplace, sans î o déformation élastique, hors de l'enveloppe de la denture 7a de la roue à cliquet 7, figure 27. On voit que bien que la force T' et sa réaction T' agissant sur le bec de traction 6d, respectivement sur le corps 6a du cliquet 6, sont colinéaires, la déformation élastique, correspondant à un redressement du premier bras 6b est suffisante pour provoquer le déplacement, sans déformation élastique, hors de

15 l'enveloppe de la denture 7a, du second bras 6c ce qui interdit tout remontage excessif du ressort de barillet. Ici également le mécanisme de remontage automatique limite automatiquement le taux d'armage du ressort de barillet à une valeur préétablie.

Dans la forme d'exécution illustrée à la figure 28 le cliquet est également du 0 type à deux bras en V comme dans la forme d'exécution illustrée à la figure 27.

Toutefois dans cette forme d'exécution le premier bras 6b du cliquet 6 qui se déforme élastiquement sous l'action de la force P' due au couple de retenue de la roue à cliquet 7 est le bras de poussée. Dans ce cas ce bras présente une forme convexe vers le centre du cliquet C et lorsque la force P' atteint ou dépasse la 5 force P correspondant à l'armage complet du ressort de barillet, ce premier bras de poussée 6b gauchit et provoque un déplacement angulaire a antihoraire du corps 6a du cliquet 6 par rapport à l'excentrique 5b suffisant pour que le second bras 6c, dans ce cas le bras de traction, se désengage et par là même son bec 6d perd contact avec la denture 7a de la roue à cliquet 7.

Le résultat est le même lorsque le couple de retenue de la roue à cliquet 7 atteint une valeur préétablie correspondant à l'armage complet du ressort de barillet le mécanisme de remontage automatique arrête automatiquement de continuer à armer le ressort de barillet.