La présente invention concerne un dispositif, typiquement horloger, pour le guidage d'un composant mobile en rotation.

En horlogerie, les composants mobiles en rotation tels que les bascules ou les ancres d'échappement sont traditionnellement guidés en rotation par des axes physiques qui soit sont fixes soit ont des pivots qui tournent dans des pierres. De tels axes physiques présentent l'inconvénient d'engendrer des frottements et donc une perte considérable d'énergie. En outre, un moment de rappel parasite est exercé sur l'axe.

Pour pallier cet inconvénient, des dispositifs de guidage flexible ont été mis au point, comme par exemple des dispositifs de guidage flexible à lames croisées, séparées ou non. De tels pivotements flexibles définissent un axe de rotation uniquement virtuel pour le composant mobile et présentent donc l'avantage d'annuler les frottements. Cependant, ils présentent l'inconvénient d'engendrer un moment de rappel qui, dans certaines utilisations, est indésirable ou trop important, un tel moment engendrant une surconsommation d'énergie. Pour diminuer ce moment de rappel une possibilité consistant à réaliser des guidages flexibles avec des lames présentant de très faibles raideurs n'est pas convenable car des lames de très faible raideur sont généralement fines et donc fragiles et difficiles à fabriquer. De plus, des lames de très faible raideur entraînent un guidage moins précis qu'un guidage avec des lames plus épaisses. En particulier, de telles lames engendrent des déplacements parasites hors du plan de rotation. En outre, une telle méthode ne peut permettre d'annuler complètement le moment de rappel.

Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de guidage d'un composant mobile en rotation qui soit précis et qui permette d'annuler les frottements tout en atténuant voire en supprimant tout moment de rappel. L'invention propose à cette fin un dispositif comprenant un élément fixe, un élément mobile et des premier et deuxième organes élastiques reliant l'élément fixe et l'élément mobile et étant agencés pour guider l'élément mobile en rotation par rapport audit élément fixe, caractérisé en ce que chacun des premier et deuxième organes élastiques est agencé pour exercer sur l'élément mobile un moment de rappel élastique sensiblement constant sur une plage prédéterminée de positions angulaires de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe d'au moins 10°, les moments de rappel élastique exercés par les premier et deuxième organes élastique se compensant au moins partiellement dans toute ladite plage prédéterminée.

L'invention propose également un procédé selon la revendication 16 de réalisation d'un tel dispositif, un ensemble horloger comprenant un tel dispositif et un composant horloger solidaire en rotation de l'élément mobile, ainsi qu'une pièce d'horlogerie telle qu'une montre-bracelet ou une montre de poche, comprenant un tel ensemble.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :

- la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif selon un premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 2 est une vue en perspective d'une unité isolée du dispositif représenté à la figure 1 ;

- la figure 3 est une représentation graphique schématique illustrant l'allure de la courbe d'évolution du moment de rappel élastique exercé dans l'unité isolée de la figure 2 ;

- la figure 4 représente les coordonnées de points définissant une forme particulière de lame élastique pour l'unité isolée de la figure 2 ; - la figure 5 est une représentation graphique du moment de rappel élastique exercé dans l'unité isolée représentée à la figure 2 comprenant des lames élastiques de forme telle que représentée à la figure 4;

- la figure 6 est une vue en perspective d'une étape de réalisation du dispositif représenté à la figure 1 ;

- les figures 7a et 7b sont des représentations schématiques décrivant des étapes successives de la réalisation du dispositif représenté à la figure 1 ;

- la figure 8 est une représentation graphique du moment de rappel élastique exercé dans chacune des unités du dispositif de la figure 1 ainsi que du moment de rappel élastique exercé sur un ensemble comprenant des moyeux faisant partie des deux unités du dispositif représenté à la figure 1 lors de sa rotation par rapport à un ensemble comprenant des serges faisant également partie desdites deux unités ;

- les figures 9a et 9b représentent en perspective un dispositif selon un second mode de réalisation de l'invention à différents stades de sa réalisation ;

- la figure 10 est une représentation graphique des moments de rappel élastique exercés dans chacune des unités du dispositif représenté à la figure 9b ainsi que du moment de rappel élastique exercé sur un ensemble comprenant des moyeux faisant partie des deux unités du dispositif représenté à la figure 9b lors de sa rotation par rapport à un ensemble comprenant des serges faisant également partie desdites deux unités ;

- la figure 1 1 est une représentation en perspective d'une variante d'un dispositif selon le premier mode de réalisation de l'invention ;

- la figure 12 est une vue partielle en perspective d'un dispositif selon un second mode de réalisation de l'invention intégré dans un mécanisme horloger ; - la figure 13 est une vue de dessus d'une variante d'une unité utilisable dans un dispositif selon le premier ou selon le second mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente un dispositif 1 , typiquement horloger, selon un premier mode de réalisation de l'invention comprenant une première 10 et une deuxième 20 unité monolithique superposées. Chacune de ces unités 10, 20 comprend un moyeu 12, 22 et une serge 13, 23 reliés par un organe élastique, ledit organe élastique comprenant plusieurs lames élastiques 14, 24 réparties, de préférence uniformément, autour du moyeu 12, 22, comme illustré à la figure 1 . Dans cet exemple chaque unité 10, 20 comprend trois lames élastiques 14, 24.

La serge 13, 23 de chaque unité 10, 20 du dispositif 1 est en forme de cercle fermé et est guidée en rotation autour de son centre par rapport à son moyeu 12, 22 par l'ensemble des lames élastiques 14, 24. La serge 13, 23 peut également être interrompue et prendre la forme d'un ou plusieurs arc(s) de cercle.

Les moyeux 12, 22 des deux unités 10, 20 du dispositif 1 sont solidaires en rotation. Dans l'exemple illustré à la figure 1 , les moyeux 12, 22 sont rendus solidaires l'un de l'autre par l'insertion de goupilles 4 dans des trous 1 1 des moyeux 12, 22. Les moyeux 12, 22 des deux unités 10, 20 peuvent être rendus solidaires en rotation l'un de l'autre par tout autre moyen convenable, par exemple par la réalisation d'une structure monolithique ou par le biais d'un axe 9 comprenant des formations d'entraînement 9a non circulaires coopérant avec des trous 1 1 de formes correspondantes dans les moyeux 12, 22 (cf. figure 1 1 ), l'axe 9 pouvant, en variante, être monolithique avec les moyeux 12, 22.

Les serges 13, 23 des deux unités 10, 20 sont également solidaires en rotation. Dans l'exemple illustré à la figure 1 , les serges 13, 23 du dispositif 1 sont rendues solidaires en rotation l'une de l'autre par l'insertion de goupilles 3 dans des ouvertures 15, 25 oblongues desdites serges 13, 23. Les ouvertures 15, 25 pourraient ne pas être oblongues, cette forme ayant uniquement pour but de compenser les défauts de localisation éventuels des ouvertures 15, 25 dans les pièces lors de leur fabrication. Il est possible d'avoir des ouvertures 15, 25 dé formes différentes, typiquement rondes si la précision d'usinage est parfaite. Les serges 13, 23 des deux unités 10, 20 peuvent être rendues solidaires en rotation l'une de l'autre par tout autre moyen convenable. En particulier, dans le cas où la solidarité en rotation des moyeux 12, 22 des deux unités 10, 20 n'est pas obtenue par le biais de la réalisation d'une structure monolithique, la solidarité en rotation des serges 13, 23 des deux unités 10, 20 peut être obtenue par le biais de la réalisation d'une structure monolithique reliant directement les serges 13, 23 et vice-versa.

Dans le cadre du premier mode de réalisation de l'invention, les deux unités 10, 20 sont identiques (en particulier les lames 14, 24 ont la même forme).

Pour la compréhension de l'invention, le comportement de chaque unité 10, 20 du dispositif 1 , considérée isolément, c'est-à-dire libre de toute interaction avec l'autre unité, est décrit ci-dessous. La figure 2 représente l'unité 10 isolée.

L'unité 10 isolée représentée à la figure 2 présente, en raison de la forme de ses lames élastiques 14, un sens de rotation privilégié de sa serge 13 par rapport à son moyeu 12, ce sens étant défini comme celui qui permet, à partir de son état de repos, le plus grand déplacement angulaire relatif de sa serge 13 par rapport à son moyeu 12. La flèche A représentée sur la figure 2, illustre le sens de rotation privilégié (sens anti-horaire) de la serge 13 de l'unité 10 par rapport à son moyeu 12. Au sein du dispositif 1 représenté à la figure 1 , les unités 10, 20 sont placées tête- bêche, leurs sens de rotation privilégiés, représentés respectivement par les flèches A et B de la figure 1 , sont donc opposés.

L'unité 10 isolée peut être armée par rotation de sa serge 13 par rapport à son moyeu 12 d'un angle Θ10 dans son sens de rotation privilégié (cf. flèche A), l'angle Θ10 = 0° correspondant à la position de repos de l'unité 10 isolée, c'est-à-dire à la position dans laquelle toutes ses lames élastiques 14 sont au repos (n'exercent aucun moment de rappel élastique). Lors d'un tel armage, les lames élastiques 14 de cette unité 10 se déforment pour exercer, dans l'unité 10 armée, un moment de rappel Μιο(θιο) dépendant de la position Θ10, tendant à faire pivoter la serge 13 par rapport au moyeu 12 dans le sens opposé au sens d'armage, c'est-à-dire dans le sens opposé au sens de rotation privilégié de l'unité 10, tendant ainsi à la faire revenir à son état de repos. Le moment de rappel élastique exercé par l'unité 20 est désigné par M20. L'angle Θ, pour chaque unité 10, 20 isolée, respectivement Θ10 et Θ20, est un angle de déplacement de la serge 13, 23 par rapport au moyeu 12, 22 dans son sens de rotation privilégié.

Lorsque la serge 13, 23 d'une unité 10, 20 est dans la position angulaire dans laquelle l'angle Θ associé à cette unité est égal à x°, on dit que l'unité 10, 20 ou l'ensemble des lames élastiques 14, 24 de l'unité 10, 20 est armé(e) de x°.

L'ensemble des lames élastiques 14 de l'unité 10 du dispositif 1 est conçu, notamment de par sa forme, pour exercer, dans cette unité 10, un moment de rappel élastique Μιο(θιο) sensiblement constant sur une plage de positions angulaires [Oiomin, Oi omax] de la serge 13 de ladite unité 10 par rapport à son moyeu 12 d'au moins 10°, de préférence d'au moins 15°, de préférence d'au moins 20°, de préférence d'au moins 25°.

On entend par moment « sensiblement constant » un moment ne variant pas de plus de 10%, de préférence 5%, de préférence encore 3%, typiquement 1 ,5% étant entendu que ce pourcentage peut être diminué davantage.

Plus précisément, soient respectivement Miomin et Miomax les valeurs des moments minimum et maximum exercés dans l'unité 10 isolée sur une plage donnée de positions angulaires de sa serge 13 par rapport à son moyeu 12, le moment exercé dans cette unité 10 est sensiblement constant dès lors que l'inéquation « (M1 Omax - Ml0min)/((Ml0max + Miomin)/2) < 0, 1 » est vérifiée, plus précisément, dès lors que l'inéquation « (Miomax - Mi omin)/((Miomax + Mi omin)/2) < y% », avec y=1 0, de préférence 5, de préférence encore 3, par exemple 1 ,5, est vérifiée.

La figure 3 illustre schématiquement l'allure de la courbe d'évolution Μιο(θιο) du moment Mio de rappel élastique exercé par l'ensemble des lames élastiques 14 dans l'unité 1 0 isolée en fonction de la position angulaire Θ10 relative de sa serge 1 3 par rapport à son moyeu 12, cette position angulaire relative correspondant à l'angle Θ10 défini précédemment.

Comme cela est visible sur la courbe Μιο(θιο) de la figure 3, le moment de rappel élastique de l'unité 1 0 isolée représentée à la figure 2 suit globalement une évolution en trois phases :

- pour un angle Θ10 compris entre 0 et une première valeur Oiomin, le moment de rappel élastique augmente rapidement avec le déplacement angulaire Θ10, cette phase correspond à la phase d'armage ;

- au-delà de cette première valeur Oiomin, l'unité 1 0 est dans une phase stable.

En effet, entre cette première valeur Oi omin et une seconde valeur Oi omax, le moment de rappel élastique est sensiblement constant par rapport au déplacement angulaire Θ10 ;

- au-delà de cette deuxième valeur Oiomax, le moment de rappel élastique augmente à nouveau jusqu'à atteindre une valeur limite Mi onmite, pour un déplacement angulaire θιο=θι Olimite. Cette Valeur Ml Olimite dépend des propriétés du matériau dans lequel l'unité est réalisée et est atteinte lorsque l'unité 10 subit la contrainte maximale qu'elle peut supporter.

Pour une unité monolithique donnée, il est possible de définir des valeurs limites d'angles 0min_ _y % et Omax_ _y % entre lesquelles le moment de rappel élastique est sensiblement constant, avec une constance de y%. Par exemple, si l'on veut obtenir une constance du moment de rappel élastique de 5%, on définit à l'aide de la courbe Μ(θ) associée à cette unité, les valeurs des angles 0min_5% et 0max_5% pour que l'inéquation : « (Mmax-Mmin) / ((Mmax+Mmin)/2) < 0,05 » soit vérifiée ; avec Mmax le moment de rappel élastique maximum de cette unité sur l'intervalle d'angles [0min_5%, 0max_5%] et Mmin le moment de rappel élastique minimum de cette unité sur ce même intervalle.

Chaque unité possède donc, pour un pourcentage "y ^M donné de constance du moment de rappel élastique, une plage de positions angulaires [0min_ _y %, Omax y%] qui lui est propre, dans laquelle elle exerce un moment de force sensiblement constant. Dans le premier mode de réalisation de l'invention, les deux unités 1 0, 20 étant identiques, On a [6l0min_y%, 6l0max_y%] = [620min_y%, 620max_y%].

Comme déjà indiqué, les deux unités 1 0, 20 sont agencées tête-bêche de sorte que leurs sens de rotation privilégiés respectifs sont opposés. Chacune des unités 1 0 et 20 est armée dans son sens de rotation privilégié et exerce donc un moment de rappel élastique, respectivement Μι ο(θιο) et Μ2ο(θ2ο), opposé à celui exercé par l'autre desdites unités 1 0, 20. Le dispositif 1 est conçu de sorte que, lorsqu'il est au repos, c'est-à-dire lorsqu'aucune force extérieure ne s'exerce sur lui, et notamment lorsqu'aucune force extérieure ne tend à engendrer une rotation de ses serges 13, 23 par rapport à ses moyeux 12, 22, chacune de ses deux unités 1 0 et 20 est armée d'une valeur respectivement Oioarm et 020arm, avec Oioarm inclus dans la plage [θ-i omin, θ-iomax] et 020arm inclus dans la plage [020min, 020max]. On dit alors que chacune des unités 1 0, 20 est pré-armée, respectivement de Oi oarm et de 020arm. Dans le cadre du premier mode de réalisation de l'invention, les deux unités 1 0, 20 identiques sont typiquement pré-armées de la même valeur Oarm. Le dispositif 1 est alors dans une position dite « d'équilibre d'armage » dans laquelle les moments de rappel Mi o(Oarm), M2o(Oarm) respectivement exercés par les organes élastiques 14, 24 des unités 1 0, 20 se compensent théoriquement parfaitement : Mi o(Oarm)= -

Lors de son utilisation, le dispositif 1 est destiné à être fixé soit par une partie solidaire en rotation de ses serges 13, 23, soit par une partie solidaire en rotation de ses moyeux 12, 22, à un support fixe ou mobile, tel qu'une platine, un pont ou une cage de tourbillon d'un mécanisme horloger, de sorte que les serges 13, 23 ou les moyeux 12, 22 des unités 10, 20 sont fixes par rapport audit support pendant l'utilisation du dispositif 1 . Les autres de ces éléments sont quant à eux mobiles en rotation par rapport auxdits éléments fixes.

Dans la suite de la description, on utilise l'expression « élément mobile » pour désigner celui de l'ensemble comprenant les moyeux 12, 22 du dispositif 1 ou de l'ensemble comprenant les serges 13, 23 du dispositif qui est mobile en rotation par rapport audit support lors de l'utilisation du dispositif 1 , l'autre étant désigné par l'expression « élément fixe ».

Les unités monolithiques présentant une courbe Μ(θ) du type de celle représentée à la figure 3 diffèrent des structures élastiques classiques. Leurs propriétés reposent sur une forme sinueuse de leurs lames élastiques qui se déforment de manière à générer un moment de rappel élastique sensiblement constant (la courbe Μ(θ) présente un plateau). L'obtention de telles lames élastiques requiert une conception spécifique et paramétrée. Elles peuvent par exemple être obtenues par optimisation topologique en appliquant l'enseignement de la publication « Design of adjustable constant-force forceps for robot-assisted surgical manipulation », Chao-Chieh Lan et al., 2011 - IEEE International Conférence on robotics and automation Shanghai International Conférence Center May 9-13, China.

L'optimisation topologique dont il est question dans l'article précité utilise des courbes polynomiales paramétriques telles que les courbes de Bézier pour déterminer la forme géométrique des lames élastiques.

Les courbes de Bézier se définissent, conjointement à une série de m=(n+1 ) points de contrôle (Qo, Qi , . . . Qn), par un ensemble de points dont les coordonnées sont données par des sommes de polynômes de Bernstein pondérées par les coordonnées desdits points de contrôle. La forme géométrique de chacune des lames élastiques du dispositif est une courbe de Bézier dont les points de contrôle ont été optimisés pour prendre en compte, notamment, les dimensions de l'unité à concevoir ainsi que la contrainte « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0,05 » recherchée. L'inéquation « (Mmax-Mmin)/((Mmax+Mmin)/2) < 0,05 » correspond à une constance du moment de rappel élastique de 5% sur une plage angulaire [0min_5%, Omax 5%].

Plus précisément, la forme géométrique de chacune des lames élastiques du dispositif est définie par l'ensemble des points

∑? _{= 0} Q; , avec t E [0, 1 ], où les sont les polynômes de Bernstein donnés par la fonction

B _t ) = ^{(r " 1) !} _t i ( - tyn-i-i _avec t G [0, 1 ],

I ^J i\{r -\-Î)\ ^{J L J}

et où les Qi sont les points de contrôle Qo à Q _n . Elle correspond à la représentation graphique dans un repère orthonormé de l'ensemble des points définis par les couples de coordonnées (x ; y) définis respectivement par les fonctions x(t) et y(t), t G [0, 1 ], ci-dessous :

∑m-l i=o dans lesquelles Qix et Qiy sont respectivement les coordonnées x et y des points de contrôle Qi.

Les formules indiquées ci-dessus donnent les coordonnées d'une courbe de Bézier d'ordre m, c'est-à-dire une courbe de Bézier basée sur m points de contrôle. Pour des raisons pratiques, une telle courbe de Bézier peut être décomposée en une succession de courbes de Bézier d'ordre inférieur à m, auquel cas la forme géométrique de chacun des bras élastiques est une succession de courbes de Bézier.

En utilisant ce principe, la demanderesse a conçu une unité particulière comprenant trois lames élastiques réparties uniformément autour du moyeu. Cette unité particulière correspond à l'unité 10 représentée dans les figures. Les dimensions de cette unité 10 sont les suivantes :

Diamètre extérieur de la serge : 12 mm

Diamètre extérieur du moyeu : 2 mm

Diamètre intérieur de la serge : 10 mm

Hauteur : 0, 12 mm

Epaisseur des lames élastiques : 80 pm

Longueur curviligne de chaque lame : 4,91 mm

Dans le cadre de cette conception, sept points de contrôle Qo, Qi , Q2, Q3, Q4, Q5, Û6 ont été utilisés. Les coordonnées de ces points de contrôle sont indiquées dans le tableau 1 ci-dessous.

Tableau 1 : Coordonnées des points de contrôle Qo à Qe.

Avec ces sept points de contrôle il aurait été possible de réaliser une courbe de Bézier d'ordre sept. Cependant, selon le principe indiqué ci-dessus, la courbe de Bézier a été décomposée en deux segments, un premier segment correspondant à une courbe de Bézier d'ordre 4 basée sur les points de contrôle Qo à Cb et un second segment correspondant à une courbe de Bézier d'ordre 4 basée sur les points de contrôle Cb à Cb.

En utilisant les coordonnées des points de contrôle Qo à Cb ci-dessus dans les fonctions x(t) et y(t) précitées, la demanderesse a obtenu les coordonnées des points définissant la forme géométrique d'une lame élastique de l'unité 10. Un certain nombre de ces couples de coordonnées sont donnés dans le tableau 2 ci- après.

Tableau 2 : Coordonnées de points de passage de la lame élastique optimisée

Le graphique de la figure 4 fait apparaître la géométrie du diamètre externe du moyeu, du diamètre interne de la serge et d'une des lames élastiques de l'unité 10 que la demanderesse a conçue, la géométrie de ladite lame étant définie par une courbe passant par l'ensemble des coordonnées de points défini dans le tableau 2 ci-dessus. Ce graphique est réalisé dans un repère orthonormé.

La figure 5 représente les résultats d'une simulation de l'évolution du moment de rappel élastique de l'unité 10 isolée ainsi réalisée en fonction de la position angulaire Θ10 de sa serge par rapport à son moyeu.

La simulation effectuée considère l'unité 10 isolée réalisée en verre métallique mais tout matériau approprié peut être utilisé. Par exemple des matériaux tels que le silicium typiquement revêtu d'oxyde de silicium, le Nivaflex ^® 45/18 (alliage à base de cobalt, nickel et chrome) ; le plastique ou le CK101 (acier de construction non-allié) conviennent également et permettent l'obtention d'unités monolithiques dont le moment de rappel élastique est sensiblement constant sur les mêmes plages angulaires [Omin, Omax].

La plage angulaire de fonctionnement permettant la délivrance d'un moment sensiblement constant étant une constante liée à la forme des lames élastiques. L'angle de fonctionnement Oi omax doit être inférieur à l'angle Oionm correspondant à la limite avant plastification ou rupture de l'unité 10. Cela permet de définir l'épaisseur maximale qu'il est possible de réaliser sur les lames.

Il ressort de l'analyse des résultats présentés à la figure 5 qu'une constance de 2,4% du moment de rappel élastique est obtenue pour un déplacement angulaire de la serge 13 de l'unité 10 étudiée par rapport à son moyeu 12 compris entre 0min_2,4%, soit 13°, et 0max_2,4%, soit 31 °, soit sur une plage de fonctionnement de 18°. L'unité 10 ainsi réalisée possède donc une plage de fonctionnement à moment constant (pour une constance de 2,4%), qui lui est propre, de 18°. Si l'on accepte une constance de 9, 1 % du moment de rappel élastique alors l'unité 10 ainsi réalisée possède une plage de fonctionnement à moment constant qui lui est propre d'environ 23°, avec Oiomin_9,i% « 10,5° et Oiomax_9,i % ~ 33,5°. Le tableau 3 ci-dessous donne, à titre indicatif, les valeurs Θ1 Omin_y%, O10max_y% βί Δθιο (plage de positions angulaires à moment sensiblement constant) associées à l'unité 10 réalisée par la demanderesse en fonction du pourcentage de constance y considéré ainsi que les valeurs de moments de force Mi omin et Miomax associées.

Tableau 3 :

En augmentant le nombre de points de contrôle lors de la conception des lames élastiques, on devrait pouvoir augmenter la précision de la forme de ces lames élastiques et améliorer ainsi la constance du moment de rappel,

Afin d'obtenir un dispositif 1 tel que représenté à la figure 1 :

a) deux unités monolithiques 10, 20 identiques à l'unité 10 développée par la demanderesse ont été réalisées, le moyeu 12, 22 de chacune de ces unités 10, 20 comprenant des trous 1 1 ;

b) ces unités 10, 20 ont été superposées, tête-bêche ;

c) les moyeux 12, 22 des unités 10, 20 ont ensuite été rendus solidaires l'un de l'autre par introduction de goupilles 4 dans leurs trous 1 1 . Le dispositif intermédiaire ainsi obtenu est représenté à la figure 6. La figure 7a illustre schématiquement ce même dispositif. Dans cette figure, pour des raisons pratiques, la serge 23 de l'unité 20 est représentée plus grande que celle 13 de l'unité 10, le moyeu 22 de l'unité 20 est représenté plus grand que celui 12 de l'unité 10 et les lames élastiques 14, 24 ne sont pas représentées. Dans cette figure 7a, des repères « 0 » alignés respectivement sur les serges 13, 23 et sur les moyeux 12, 22 des unités 10 et 20 servent d'index pour repérer l'état de repos de chacune des unités : θι ο = Θ20 = 0°. La solidarisation des moyeux 12, 22 est représentée schématiquement par un segment 3a reliant les moyeux 12, 22.

d) chacune des deux unités 10, 20 a ensuite été armée d'un même angle Oarm dans son sens de rotation privilégié, sens anti-horaire pour l'unité 10 (flèche A) et sens horaire pour l'unité 20 (flèche B). Dans l'exemple illustré, pour chacune des unités 10, 20 : Omin = 13°, Omax = 31 ° et Q _am = 22°. Pour faciliter l'armage, les moyeux 12, 22 ont été maintenus en position fixe lors de la rotation respectivement dans les sens anti-horaire et horaire des serges 13, 23 des unités 10, 20.

e) une fois armées, les serges 13, 23 ont été rendues solidaires en rotation l'une de l'autre par insertion de goupilles 3 dans leurs ouvertures 15, 25. Les figures 1 et 7b illustrent le dispositif 1 ainsi obtenu. Dans la figure 7b, la solidarisation des serges 13, 23 est représentée schématiquement par un segment 3b reliant les serges 13, 23. Dans cette position d'équilibre d'armage, chacune des unités 10, 20 exerce un moment de rappel élastique tendant à faire pivoter l'ensemble comprenant les serges 13, 23 par rapport à l'ensemble comprenant les moyeux 12, 22 de même valeur M2o(22°) = - Mi o(22°) = 1 ,3 N.mm, les sens de ces moments de rappel élastiques étant opposés.

Il apparaît clairement à l'homme du métier qu'un dispositif 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention peut être obtenu par une succession d'étapes différente.

Considérons le dispositif 1 tel que décrit ci-dessus dans lequel l'ensemble comprenant les serges 13, 23 est l'élément fixe. L'élément mobile correspond donc à l'ensemble comprenant les moyeux 12, 22.

Soit a la position angulaire de l'élément mobile, à savoir l'ensemble comprenant les moyeux 12, 22, par rapport à l'élément fixe, a étant égal à zéro dans la position d'équilibre d'armage et augmentant lors de la rotation dans le sens horaire de l'élément mobile.

La courbe Ci de la figure 8 correspond à la courbe Μιο(α) de l'unité 10 et la courbe C2 de la figure 8 correspond à la courbe M2o(a) de l'unité 20. Un moment de rappel positif correspond à un moment tendant à faire pivoter l'ensemble comprenant les moyeux 12, 22 dans le sens anti-horaire.

La courbe Ci correspond à la courbe Μιο(θιο) que l'on aurait pour l'unité 10 isolée et qui aurait subi, du fait de la phase d'armage, une translation de a = Oi oarm = 22° vers la gauche. En effet, l'unité 10 est placée de sorte que l'augmentation de l'angle a, à partir de a = - (Oi oarm) = - 22°, correspond à une rotation de sa serge 13 relativement à son moyeu 12 dans son sens de rotation privilégié. En effet, lorsque la serge 13 est fixe et que le moyeu 12 pivote dans le sens horaire, la serge 13 se déplace dans le sens anti-horaire relativement au moyeu 12. Le moment de force M10 exercé par l'unité 10 tend à faire pivoter le moyeu 12, et donc l'élément mobile, dans le sens anti-horaire et est donc positif.

La courbe C2 correspond à la symétrique de la courbe Μ2ο(θ2ο) que l'on aurait pour l'unité 20 isolée par rapport au centre du repère et qui aurait subi une translation de a = 020arm = 22° vers la droite. En effet, l'unité 20 est placée de sorte que la diminution de l'angle a, à partir de a = 020arm = 22°, correspond à une rotation de sa serge 23 relativement à son moyeu 22 rapport dans son sens de rotation privilégié. En effet, lorsque la serge 23 est fixe et que le moyeu 22 pivote dans le sens anti-horaire, la serge 23 se déplace dans le sens horaire relativement au moyeu 22. Le moment de force M20 exercé par l'unité 20 tend à faire pivoter le moyeu 22, et donc l'élément mobile, dans le sens horaire et est donc négatif.

La courbe C3 de la figure 8 illustre le moment de rappel M(a) s'exerçant sur l'élément mobile en fonction de sa position angulaire a. Cette courbe correspond à la somme des courbes Ci et C2. Pour réaliser cette simulation, l'ensemble comprenant les serges 1 3, 23 du dispositif 1 a été immobilisé et le moment nécessaire pour maintenir l'ensemble comprenant les moyeux 12, 22 en position a été mesuré pour une plage de positions angulaires a.

Comme cela est visible sur la figure 8, tant que la position a est telle que l'armage de chacune des deux unités 1 0, 20 reste dans la plage de valeur [Omin, Omax] qui lui est associée, en l'espèce, tant que l'armage de chacune des deux unités reste dans la plage de valeurs [1 3°, 31 °] qui lui est associée, les moments de rappel exercés par les deux unités 1 0, 20 sur l'élément mobile se compensent presque complètement. Ainsi, le moment de rappel résultant sur l'élément mobile est quasiment nul. Cela correspond à une plage de positions angulaire prédéterminée a de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe allant de a = -9° à a = 9°, soit une plage angulaire prédéterminée de 1 8°. Ainsi, la plage de positions angulaires prédéterminée du dispositif 1 selon l'invention correspond à la plage de chevauchement des plages [θι 0min, Ol Omax] et [620min, 620max].

Si l'on entraîne l'élément mobile en rotation au-delà de a = 9°, la courbe C3 monte ce qui signifie que le moment de rappel élastique M(a) global tend à faire pivoter l'ensemble comprenant les moyeux 12, 22 dans le sens anti-horaire.

Dans le cas étudié, pour chaque unité 1 0, 20, Oi oarm, 020arm est centré sur la plage [Omin, Omax] associée à cette unité 1 0, 20. Ainsi, on obtient la plage de positions angulaire prédéterminée la plus étendue possible et un dispositif 1 de guidage « bidirectionnel à partir de sa position de repos », l'élément mobile pouvant, à partir de sa position de repos, être entraîné en rotation dans le sens horaire de 9° (jusqu'à a = 9°) et dans le sens anti-horaire de 9° (jusqu'à a = -9°) en subissant un moment de rappel élastique sensiblement nul.

Pour comparaison, si l'on avait armé chacune des unités 10, 20 du dispositif précédemment décrit d'une même valeur Oarm = 1 5°, la plage angulaire prédéterminée de positions aurait été de 4°, et si l'on avait armé l'unité 1 0 du dispositif précédemment décrit d'une valeur Oi oarm = 1 3° et l'unité 20 du dispositif précédemment décrit d'une valeur 020arm = 31 °, la plage angulaire prédéterminée de positions aurait été de 1 8° mais le dispositif de guidage aurait été « unidirectionnel à partir de sa position de repos », l'élément mobile pouvant, à partir de sa position de repos, être entraîné en rotation dans le sens horaire de 1 8° (jusqu'à a = 1 8°) en subissant un moment de rappel élastique sensiblement nul.

Dans le dispositif 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention, pour chaque unité 1 0, 20, Oarm est de préférence centré sur la plage de positions angulaires [Omin, Omax] qui lui est associée. Il est donc de préférence égal à (Omin + ((0max - 0min)/2)), de sorte que [Omin, Oarm] = [Oarm, Omax]. De cette façon, les unités 1 0, 20 exercent des moments de rappel Μιο(θιο), Μ2ο(θ2ο) se compensant presque totalement sur une plage de positions angulaires prédéterminée des serges 1 3, 23 par rapport aux moyeux 1 2, 22 s'étendant de Omin à Omax et pour une rotation a de l'élément mobile aussi bien dans le sens horaire que dans le sens anti-horaire.

Sur une plage angulaire prédéterminée de rotation de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe, cette plage dépendant notamment des valeurs de pré- armage de chacune des unités 1 0, 20, les organes élastiques 1 4, 24 des unités 1 0, 20 exercent sur ledit élément mobile des moments de rappel élastique se compensant partiellement voire totalement.

Des butées et protubérances peuvent être aménagées pour limiter la rotation de l'élément mobile à cette plage angulaire prédéterminée.

La figure 1 1 illustre une variante du dispositif représenté à la figure 1 dans laquelle les moyeux 1 2, 22 des deux unités 1 0, 20 sont rendus solidaires en rotation l'un de l'autre par le biais d'un axe 9 comprenant des formations d'entraînement 9a non circulaires coopérant avec des trous 1 1 de formes correspondantes dans les moyeux 1 2, 22. Chacune des serges 1 3, 23 des unités 1 0, 20 possède une protubérance 1 7, 27 servant d'index pour l'armage des unités 1 0, 20. Un dispositif 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention peut par exemple être utilisé pour guider en rotation un composant horloger tel qu'une ancre d'échappement, une bascule ou un levier dans un mécanisme horloger. L'axe 9 peut alors avantageusement porter le composant horloger à faire tourner.

Une ancre d'échappement pourrait par exemple être guidée en rotation au sein d'un mécanisme horloger par un dispositif 1 tel que représenté à la figure 1 1 . Pour cela, l'ancre pourrait être chassée sur l'axe 9 de façon à être rendue solidaire en rotation des moyeux 12, 22. L'axe 9 serait alors l'axe de rotation de l'ancre. L'ancre d'échappement serait typiquement placée entre les deux unités 10, 20 dont les serges 13, 23 seraient respectivement solidaires d'un pont et de la platine du mécanisme horloger.

Une ancre d'échappement guidée par un dispositif 1 utilisant deux unités 10, 20 identiques à l'unité 10 réalisée par la demanderesse avec une valeur d'armage initiale de chaque unité de 22° pourrait donc théoriquement pivoter sur un angle de 18° sans frottement et avec un moment de rappel négligeable, tout en gardant une raideur importante en dehors de son plan de pivotement.

Un dispositif 1 selon le premier mode de réalisation de l'invention peut également être utilisé pour le guidage de tout composant que l'on cherche à guider en rotation sans frottement et avec un moment de rappel le plus faible possible.

En variante, il est envisageable de réaliser un dispositif selon le premier mode de réalisation de l'invention comprenant des unités monolithiques différentes l'une de l'autre (typiquement dont la taille, le nombre, la forme et/ou la matière des lames élastiques est différente entre l'une et l'autre), chacune desdites unités étant agencée au sein du dispositif pour exercer un moment de rappel élastique sensiblement constant sur une plage prédéterminée de positions angulaires de sa serge par rapport à son moyeu, la valeur de ce moment sensiblement constant étant sensiblement la même pour les deux unités. En d'autres termes, les « plateaux » des courbes Μ(θ) de chacune des unités correspondent à des valeurs de moment de rappel élastique sensiblement identiques. Dans cette variante, il est possible d'avoir des plages [Omin, Omax] différentes d'une unité à l'autre.

Un dispositif 2 selon un second mode de réalisation de l'invention diffère du dispositif 1 selon le premier mode de réalisation en ce que ses deux unités ne sont pas identiques et présentent des courbes Μ(θ) dont les « plateaux » correspondent à des valeurs de moment de rappel élastique sensiblement différentes. Chacune des unités du dispositif 2 selon le second mode de réalisation de l'invention est apte à engendrer un moment de rappel sensiblement constant sur une plage de positions angulaires de sa serge par rapport à son moyeu qui lui est propre, ce moment de rappel s'exerçant dans un premier sens et étant sensiblement égal à une première valeur X pour une première des deux unités et s'exerçant dans un second sens opposé au premier et sensiblement égal à une seconde valeur Y, différente de X pour une seconde desdites unités.

Un tel dispositif 2 permet un guidage en rotation sans frottement, engendrant un moment de rappel élastique sensiblement constant environ égal à |X-Y|. Un tel dispositif 2 peut être préféré au dispositif selon le premier mode de réalisation de l'invention, par exemple lorsque l'on cherche à obtenir un dispositif de guidage sans frottement et avec un moment de rappel faible mais non sensiblement nul, par exemple pour le guidage d'un levier ou d'une bascule. Ledit levier ou bascule est par exemple une bascule d'embrayage de chronographe, un marteau, en particulier un marteau de chronographe, ou un bloqueur, en particulier un bloqueur de chronographe.

La figure 9b illustre un tel dispositif 2. La figure 9a illustre une étape de réalisation de ce dispositif, avant la phase d'armage.

Le dispositif 2 représenté à la figure 9b diffère du dispositif 1 représenté à la figure 1 en ce que ses deux unités 10, 30 ne sont pas identiques. Une première 10 de ses unités 10, 30 monolithiques est identique à l'unité 10 utilisée dans le dispositif 1 et l'autre unité 30 diffère de la première unité 10 en ce que ses trois lames élastiques 34 ne font que 40pm d'épaisseur (contre 80pm pour l'unité 10). L'unité 30 comprenant trois lames élastiques 34 possède des propriétés similaires à celle de l'unité 10 comprenant trois lames élastiques 14, elle comprend en particulier les mêmes valeurs Omin et Omax que l'unité 10. Cependant, ses propriétés diffèrent de celles de l'unité 10 en ce que la courbe M3o(a) associée (cf. courbe C4 de la figure 10) présente un « plateau » (moment de rappel sensiblement constant) pour une valeur de moment de rappel élastique en valeur absolue inférieure à celle de l'unité 10.

Comme illustré aux figures 9a et 9b, l'unité 30 du dispositif 2 peut, comme l'unité 20 du dispositif 1 , comprendre des ouvertures 35 permettant la solidarisation en rotation des serges 13 et 33 des unités 10 et 30.

Dans ce dispositif 2, l'unité 10 est légèrement armée de Oi oarm = Oi omin = 13°, par rotation de sa serge 13 par rapport à son moyeu 12 dans le sens anti-horaire, pour que son comportement soit à la limite inférieure de la zone constante (au début du « plateau ») ; l'unité 30 est, quant à elle, fortement armée de 030arm = 030max = 31 ° par rotation de sa serge 33 par rapport à son moyeu 32 dans le sens horaire, pour que son comportement soit à la limite supérieure de la zone constante (à la fin du « plateau »).

Les sens de rotation privilégiés des unités 10, 30 du dispositif 2 sont représentés respectivement par les flèches A et C de la figure 9b.

Une butée 5 coopère avec une des lames élastiques 14, 34 ou avec une protubérance du moyeu 12, 32 et évite, dans le cas où l'élément mobile comprendrait les moyeux 12, 32, que cette unité 10 dont le moment de rappel associé est, en valeur absolue, le plus important, entraîne le moyeu 32 de l'unité 30 (dont le moment de rappel associé est moins important) dans le sens anti-horaire, ce qui reviendrait à l'armer au-delà de sa valeur 030max. Si le dispositif 2 était conçu pour que l'élément mobile comprenne les serges 1 3, 33 et non les moyeux 12, 32, la butée 5 serait agencée pour limiter la rotation des serges 13, 33.

Ce dispositif 2 est asymétrique et se comporte comme un ressort à force constante lors de la rotation de ses moyeux 12, 32 dans le sens horaire. Les figures 9a et 9b illustrent ce dispositif avant et après armage.

Considérons le dispositif 2 tel que décrit ci-dessus dans lequel l'ensemble comprenant les serges 1 3, 33 est fixe. L'élément mobile correspond donc à l'ensemble comprenant les moyeux 12, 32.

Soit a la position angulaire de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe, a étant égal à zéro dans la position d'équilibre d'armage et augmentant lors de la rotation dans le sens horaire de l'élément mobile ;

La courbe Ci de la figure 1 0 correspond à la courbe Μιο(α) de l'unité 1 0 et la courbe C4 de la figure 1 0 correspond à la courbe M3o(a) de l'unité 30. Un moment de rappel positif correspond à un moment tendant à faire pivoter l'ensemble comprenant les moyeux 12, 32 dans le sens anti-horaire.

La courbe Ci correspond à la courbe Μιο(θιο) que l'on aurait pour l'unité 1 0 isolée et qui aurait subi, du fait de la phase d'armage, une translation de a = Oioarm = 13° vers la gauche. En effet, l'unité 10 est placée de sorte que l'augmentation de l'angle a, à partir de a = - Oioarm = - 1 3°, correspond à une rotation de sa serge 1 3 relativement à son moyeu 12 dans son sens de rotation privilégié. Le moment de force M10 exercé par l'unité 1 0 tend à faire pivoter le moyeu 12, et donc l'élément mobile, dans le sens anti-horaire et est donc positif.

La courbe C4 correspond à la symétrique de la courbe Μ3ο(θ3ο) que l'on aurait pour l'unité 30 isolée par rapport au centre du repère et qui aurait subi une translation de a = 030arm = 31 ° vers la droite. En effet, l'unité 30 est placée de sorte que la diminution de l'angle a, à partir de a = 030arm = 31 ° correspond à une rotation de sa serge 33 relativement à son moyeu 32 rapport dans son sens de rotation privilégié. Le moment de force M30 exercé par l'unité 30 tend à faire pivoter le moyeu 32, et donc l'élément mobile, dans le sens horaire et est donc négatif.

La courbe Cs de la figure 10 illustre le moment de rappel M(a) s'exerçant sur l'élément mobile en fonction de sa position angulaire a. Cette courbe correspond à la somme des courbes Ci et C4.

Pour réaliser cette simulation, l'ensemble comprenant les serges 13, 33 du dispositif 2 a été immobilisé et le moment nécessaire pour maintenir l'ensemble comprenant les moyeux 12, 32 en position a été mesuré pour une plage de positions angulaires a.

Dans le dispositif 2 selon le second mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 9b, il n'existe pas de position d'équilibre d'armage à proprement parler. A l'état de repos du dispositif 2, l'unité 10 est armée de 13°, l'unité 30 est armée de 31 ° et la rotation de l'élément mobile comprenant les moyeux 12, 32 n'est possible que dans le sens horaire. Le dispositif 2 est en appui contre la butée 5 qui empêche la rotation de l'élément mobile dans le sens anti-horaire.

Comme cela est visible sur la figure 10, tant que la position a est telle que l'armage de chacune des deux unités reste dans la plage de valeur [Omin, Omax] qui lui est associée, en l'espèce, tant que l'armage de chacune des deux unités reste dans la plage de valeurs [13°, 31 °] qui lui est associée, les moments de rappel exercés par les deux unités 10, 30 sur l'élément mobile sont tous deux sensiblement constants et se compensent de sorte que le moment de rappel résultant sur l'élément mobile est sensiblement constant et abaissé par rapport au moment de rappel associé à l'unité 10 considérée seule. Cela correspond à une plage de positions angulaires a de l'élément mobile par rapport à l'élément fixe de 18°.

Le dispositif 2 selon le second mode de réalisation de l'invention présente l'avantage de guider en rotation sans frottement tout en pouvant ajuster la valeur du moment de rappel s'exerçant sur l'élément mobile. En effet, ce moment de rappel s'obtient en faisant la différence entre les moments de rappel exercés par chacune des unités 10, 30 du dispositif 2. Il est ainsi possible d'obtenir un guidage en rotation avec un moment de rappel très faible et avec une raideur importante en dehors du plan de pivotement tout en ayant des unités qui exercent chacune un moment de rappel pouvant être important.

La figure 12 illustre une bascule d'embrayage 7 de chronographe portant une roue d'embrayage 6 guidée en rotation par un dispositif 2 selon le second mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif 2 est similaire à celui représenté à la figure 1 1 et diffère de ce dernier en ce que les lames élastiques d'une de ses unités, à savoir l'unité 30, sont moins épaisses que celles de l'autre unité 10. La bascule d'embrayage 7 représentée à la figure 12 est chassée sur l'axe du dispositif 2, entre les deux unités 10, 30 dont les serges 13, 33 sont respectivement chassées dans un pont (non représenté) et dans la platine 8 du mécanisme horloger.

Le dispositif selon l'invention permet un guidage précis, sans frottements, d'un composant mobile en rotation, ce guidage se faisant avec un moment de rappel sensiblement constant dont la valeur peut être ajustée typiquement à une valeur faible voire sensiblement nulle bien que ce dispositif comprenne des organes élastiques de raideur pouvant être importante.

Il apparaîtra clairement à l'homme du métier que la présente invention n'est en aucun cas limitée aux modes de réalisation présentés dans les figures.

II est par exemple très bien envisageable de réaliser un dispositif 1 ; 2 selon l'invention comprenant des unités avec des lames élastiques de formes différentes de celles représentées dans les figures et/ou dont le nombre de lames élastiques est différent de celui représenté dans les figures, elles peuvent notamment prendre une forme telle que représentée à la figure 13. La hauteur, la longueur, l'épaisseur et/ou le matériau des lames élastiques peuvent également être modifiés pour ajuster la valeur du moment de rappel élastique sensiblement constant.