La présente invention concerne un module à cadran pour horloge, plus particulièrement un module à cadran muni de plusieurs index qui se déplacent sur et en regard d'une échelle du temps sur un cadran et qui sont entraînés par le mécanisme de l'horloge.

Parmi les horloges mécaniques ou horloges dotées d'une lecture analogique, on peut distinguer deux grandes catégories.

Une première catégorie, la mieux connue, est celle de l'horloge classique munie d'un cadran et d'index en forme d'aiguilles qui tournent autour d'un axe sous l'effet du mécanisme d'horloge.

Une seconde catégorie, moins connue, est celle de l'horloge équipée de disques ou d'anneaux rotatifs munis d'une inscription. Les disques ou anneaux sont directement placés sur les axes d'entraînement du mécanisme de l'horloge et ils remplacent les index. Sur les anneaux sont apposés les chiffres qui correspondent à la fonction temporelle de l'anneau, à savoir les chiffres 1 à 12 pour un anneau des heures, 1 à 60 pour un anneau des minutes et un anneau des secondes. Une référence ou un cadre fixe sur l'horloge indique les repères de lecture ou des traits, les chiffres se trouvant sur l'anneau fixe le plus extérieur.

La première catégorie d'horloges classiques avec index et cadran présente comme avantage de pouvoir compter, dans la pensée collective, sur un réflexe de lecture quasiment archétypique . Nos processus cognitifs sont tels qu'il suffit de jeter un coup d'œil pour connaître l'heure sans devoir lire pour cela en détail les chiffres vers lesquels pointent les index. Un inconvénient de cette catégorie, c'est qu'elle implique mécaniquement que l'indication de l'heure est structurée en couches, chaque index se trouvant dans un autre plan afin d'éviter des intersections entre les index.

Ceci a pour conséquence que les index se recouvrent mutuellement dans certaines positions, ou que d'autres informations, comme les informations relatives à la date, peuvent se recouvrir.

Même dans le cas où l'horloge a été équipée de fonctions complémentaires, comme un chronomètre, une indication sur 24 heures, la phase de la Lune, une indication de la réserve de fonctionnement, et d'autres indications de ce genre, ces fonctions sont de façon inévitable temporairement couvertes, entièrement ou en partie, ce qui gêne ou même empêche leur lecture dans une telle situation.

Un exemple d'horloge avec index et cadrans, qui a été structurée en couches, est décrit dans le document EP 0921 451.

Un autre inconvénient d'une telle structure en couches, c'est que, de ce fait, une erreur de parallaxe apparaît lors de la lecture de l'heure. Si bien qu'une heure différente est lue selon l'angle de vision sous lequel l'heure est lue. L'heure lue n'est donc correcte que lorsque l'heure est lue à partir d'une direction de vision perpendiculaire au cadran.

La seconde catégorie, moins connue, présente comme avantage que les anneaux ou disques ne se recouvrent pas, du moins lorsqu'ils ont été disposés sur un même plan. Toutefois, les inconvénients intrinsèques de cette catégorie consistent en ce que l'utilisateur est obligé, lorsqu'il veut lire l'heure, de lire les chiffres attentivement pour savoir heure qu'il est. A ceci s'ajoute le fait que les chiffres, à cause de la structure géométrique en anneaux, ont une taille limitée. La mauvaise ergonomie de lecture de cette catégorie constitue une explication importante de sa faible part de marché.

Un exemple d' horloge avec disques a été décrit dans le document CH 676074. Un inconvénient, c'est que, sur cette horloge, l'heure ne peut pas être lue d'une manière intuitive connue et qu'une explication préalable est nécessaire pour savoir de quelle façon il faut utiliser l'horloge. En outre, cette horloge présente les inconvénients précités, liés au fait que les index et les cadrans ne se trouvent pas dans un même plan.

Un exemple d'horloge avec disques et anneaux a été décrit dans le document EP 1 003 085. Outre les inconvénients d'une lecture difficile, une telle horloge présente, comme décrit dans le document EP 1 003 085, l'inconvénient d'avoir un diamètre relativement important étant donné qu'un espace libre est nécessaire entre les index et les cadrans, à cause de la rotation excentrique des index sur les cadrans. Les index et les cadrans ne se trouvent donc pas non plus sur une surface continue. La saleté et la poussière peuvent s'accumuler dans l'espace libre précité, entre les index et les cadrans, et perturber le bon fonctionnement de l'horloge.

La présente invention pour but d'offrir une solution pour au moins l'un de inconvénients précités ou pour un autre inconvénient. A cette fin, l'invention concerne un module à cadran pour horloge. Plus particulièrement un module à cadran muni de plusieurs index qui peuvent tourner autour d'un axe, en regard d'une échelle du temps, sur un cadran disposé de façon concentrique, où les axes des index peuvent être entraînés par le mécanisme de l'horloge. Avec pour caractéristique que le module à cadran se compose d'un boîtier ; d'au moins deux index séparés, respectivement un premier et un second index, dont les axes ont été disposés à une distance radiale l'un de l'autre, où chaque index a été pourvu de son propre cadran concentrique séparé et où au moins le second index, conjointement avec son axe et son cadran, est mobile par rapport à l'autre second index. De telle façon que les deux index ne se chevauchent jamais et que le ou les cadran (s) mobile (s) conserve (nt) toujours une orientation fixe par rapport au boîtier, où la partie visible supérieure des index et des cadrans a été disposée sur une seule surface continue.

Un avantage d'un tel module à cadran, c'est que les index ne se chevauchent jamais et que, par conséquent, une lecture non entravée de l'heure et d'autres informations est possible à chaque instant, et en toutes circonstances.

Selon une caractéristique préférée, le second index a été disposé avec son cadran à l'intérieur du cercle de giration du premier index. De façon que le module à cadran puisse être rendu compact, ce qui est assurément nécessaire pour les montres-bracelets et les horloges, tout en permettant néanmoins d'avoir un index long.

Une forme de réalisation pratique est caractérisée par le fait que le premier index a été réalisé comme un symbole d' index sur un disque qui peut tourner à l'intérieur d'un cadran annulaire et que le cadran du second index a été logé, de façon à pouvoir tourner, dans un palier de ce disque, où le disque précité du premier index et le cadran du second index, qui y est logé dans un palier, sont entraînés par le mécanisme de l'horloge à la même vitesse de rotation, néanmoins dans des sens opposés, de façon que le cadran du second index conserve toujours, pendant la rotation, une même position fixe par rapport au boîtier.

Du fait que, dans cette forme de réalisation, le second index se déplace avec son cadran en synchronisme avec le premier index, une interférence ou un chevauchement ne peut jamais se produire entre les deux index.

En outre, cette forme de réalisation peut être réalisée d'une manière relativement simple au moyen d' engrenages .

Dans cette forme de réalisation, le cadran du second index peut avoir été réalisé comme un anneau logé dans un palier du disque du premier index et le second index peut être réalisé comme un symbole d' index sur un disque logé, de façon à pouvoir tourner, dans un palier du second cadran annulaire précité, ou inversement.

De cette manière, la par bie visible supérieure du module à cadran peut être réalisée de façon complètement plane ou selon une surface courbe continue où les index et les cadrans ont été disposés selon une seule surface continue ou sur la face de la surface courbe .

Le module à cadran peut avoir été réalisé comme un module qui peut être greffé ou qui a été intégré dans le mécanisme d'une horloge classique avec un ou plusieurs axes d'entraînement centraux primaires et/ou un ou plusieurs axes d'entraînement secondaires qui ont été montés de manière excentrique par rapport aux axes primaires précités, où, à cette fin, les index et les cadrans peuvent par exemple être entraînés au moyen d'un ou de plusieurs engrenages. Ceci présente l'avantage de pouvoir utiliser des mécanismes d'horloge existants, bien qu'il n'ait pas été exclu que l'entraînement par roues dentées soit intégré dans un mécanisme d'horloge développé à cette fin .

L' invention concerne aussi une horloge qui contient un module à cadran selon l'invention.

Afin de mieux montrer les caractéristiques de 1' invention, quelques formes de réalisation préférées de module à cadran selon l'invention ont été décrites ci-après, à titre d'exemple et sans aucun caractère limitatif, avec référence aux dessins ci-joints, dans lesquels : la Fig. 1 représente, de façon schématique et selon une vue en plan, un module à cadran selon l' invention ;

la Fig. 2 représente le module à cadran de la Fig. 1 à un autre moment ;

la Fig. 3 représente une vue comme celle de la Fig. 1, mais où la partie visible de la Fig. 1 a été réalisée de manière partiellement transparente pour montrer la structure sous-jacente ;

la Fig. 4 représente une coupe selon la ligne IV- IV de la Fig. 3 ;

la Fig. 5 représente en perspective l'engrenage qui a été désigné par F5 sur la Fig. 3 ;

les Fig. 6 et 7 représentent deux variantes de formes de réalisation d'un engrenage, comme représenté sur la Fig. 5.

Sur la Fig. 1 a été illustré un exemple d'un module à cadran 1 selon l'invention destiné à une horloge, avec, dans ce cas, deux index, par exemple un premier index 2 qui représente les minutes et un second index 3 qui représente les heures. Ces index 2 et 3 ont été montés chacun séparément sur un axe autour duquel ils peuvent tourner, respectivement les axes 4 et 5, qui ont été disposés à une distance radiale l'un de l'autre et peuvent tourner chacun séparément par rapport à un cadran propre, respectivement 6 et 7, qui a été disposé concentriquement autour de l'axe 4-5 de l'index concerné 2-3 et qui a été pourvu. d'une échelle du temps appropriée ou d'une autre indication, par exemple une échelle du temps 8 pour les heures et une échelle du temps 9 pour les minutes.

Dans l'exemple représenté, le cadran 6 du premier index 2 est un cadran fixe qui fait partie du boîtier 10 du module à cadran 1 ou de l'horloge et qui a été réalisé comme un anneau extérieur qui est coaxial à l'axe 4.

Le premier index 2 a en outre été réalisé comme un symbole d' index 2A sur un disque 2B qui peut tourner coaxialement à l'intérieur du cadran annulaire précité 6 autour d'un axe X-X' qui passe à travers l'axe 4 précité.

Le cadran 7 du second index 3 a été logé, de façon à pouvoir tourner, dans un palier situé dans une ouverture ronde 11 dans le disque 2B du premier index 2 et il peut y tourner autour d'un axe Y-Y' qui suit le mouvement de rotation du disque 2B autour de l'axe X-X' de manière synchrone.

L'axe Y-Y' a en outre été placé, par exemple, sur l'axe d'indication du premier index 2 qui, dans l'exemple, s'étend dans la direction de la longueur du symbole d'index 2B, bien que ce ne soit pas strictement nécessaire.

Le cadran 7 du second index a lui aussi été réalisé comme un anneau, tandis que le second index 3 a lui aussi été réalisé comme un symbole d' index 3A sur un second disque 3B qui a été logé, de façon à pouvoir tourner, dans un palier situé dans le second cadran annulaire 7 précité.

Les index 2 et 3 et le cadran 7 sont entraînés par le mécanisme de l'horloge, le cadran 7 du second index 3 étant entraîné autour de son axe Y-Y' à une vitesse de rotation qui est égale à celle du premier index 2, mais dans le sens opposé, de façon que le cadran 7 du second index 3 conserve toujours, pendant la rotation, une même orientation fixe par rapport au boîtier 10.

De ce fait, l'échelle du temps 9 conserve toujours une orientation fixe comme dans une horloge classique où le cadran 6 est fixé au boîtier et conserve donc aussi une orientation fixe par rapport à ce boîtier 10.

Les index 2 et 3 sont entraînés par le mécanisme de l'horloge afin d'indiquer, comme dans une horloge classique, de la manière connue, les heures et les minutes ou d'autres informations par rapport à une échelle du temps.

Sur la Fig. 1, le module à cadran 1 a été représenté à douze 12 heures, tandis que sur la Fig. 2, le cadran a été représenté à un moment ultérieur correspondant environ à huit heures vingt minutes, où il importe de constater que l'axe 5 de l'aiguille des heures 3 et son cadran 7 ont tourné en synchronisme avec l'aiguille des minutes 2 autour de l'axe X-X' . Ce cadran 7 de l'aiguille des heures 3 ayant cependant toujours conservé la même orientation.

Le fonctionnement est donc basé sur une indication du temps avec les index 2 et 3 qui tournent comme les index d'une horloge classique. Les index 2 et 3 renvoient vers un cadran 6 et 7 qui n'est pas animé d'un mouvement de rotation relatif. Ceci permet une lecture "inconsciente" comme c'est le cas pour les horloges classiques. Par cela, on entend que la lecture cognitive par un utilisateur ordinaire lui permet de déduire l'heure au moyen de la position angulaire des index sans pour cela devoir lire vers quel chiffre ou symbole de l'échelle du temps 8 ou 9 les index 2 et 3 sont orientés.

En outre, les éventuels chiffres ou autres indications conservent une orientation fixe, ils restent donc toujours bien lisibles sans devoir être lus à l'envers ou de côté.

L'entraînement du module à cadran 1 se fait au moyen d'un engrenage 12 qui est à son tour entraîné par l'axe primaire et/ou les axes d'entraînement secondaires du mécanisme d'une horloge qui, pour la simplicité, n'a pas été représenté sur les figures.

Sur les Fig. 3 à 5 a été représenté un exemple d'un tel engrenage qui peut être greffé sur le mécanisme d' une horloge classique avec un axe d'entraînement central qui entraîne le disque 2B du premier index 2 via l'axe 4 précité.

Le mécanisme à engrenage 12 est composé d'une roue dentée centrale fixe 13, qui a été fixée sur le boîtier 10 et dont la ligne axiale coïncide avec la ligne axiale X-X' . La roue dentée 13 engrène avec une roue dentée 14 qui peut tourner librement autour d'un axe 15 de ligne axiale Z-Z' qui a été fixé au disque 2B de l'index 2.

Cette dernière roue dentée 14 engrène à nouveau avec une roue dentée 16 qui a été montée coaxialement sur le cadran annulaire 7 du second index 3 et qui entraîne ce cadran 7. A la roue dentée précitée 14 a été fixée une roue dentée coaxiale 17 qui engrène avec une roue dentée 18 qui a été fixée au disque 3B du second index 3 et dont l'axe coïncide avec la ligne axiale Y-Y'.

Cette roue dentée 18 a été logée dans un palier situé sur un axe 19 qui a été fixement attaché au disque 2B du premier index 2.

Le fonctionnement est simple et se déroule comme suit.

Lorsque le mécanisme de l'horloge entraîne le disque 2B du premier index 2 dans le sens horaire, du fait que la roue dentée 13 est fixe, la roue dentée 14 va tourner autour de son axe 15 et cette roue dentée 14 va, à son tour, faire tourner le cadran annulaire 7 du second index 3 par rapport au disque 2B, dans le sens antihoraire cependant.

Si le nombre de dents des roues dentées 13 et 16 est le même, le cadran 7 du second index 3 conservera de ce fait toujours la même orientation par rapport au boîtier 10.

Le second index 3 est entraîné par la rotation de la roue dentée 17, qui tourne en synchronisme avec la roue dentée 14 et qui entraîne la roue dentée 18 du disque 3B du second index 3.

Si l'on choisit de manière appropriée le rapport entre le nombre de dents des roues dentées 17 et 18, le second index 3 va tourner à l'intérieur de son cadran 7 comme un index d'une horloge classique.

On parle dans ce cas d'une transmission indirecte.

Il est clair, à partir des figures, que la partie visible supérieure des index et des cadrans a été disposée sur une seule surface continue et qu'il n'y a donc aucun chevauchement mutuel des index et des cadrans. De sorte que l'heure est bien lisible à partir de tous les angles de vision, sans aucun chevauchement des index et sans aucune parallaxe. Parallaxe qui se manifeste inévitablement lorsque les index et les cadrans n' ont pas été disposés dans un même plan et qui donne lieu à des lectures différentes selon l'angle de vision selon lequel l'heure est lue sur l'horloge.

Du fait que les index et les cadrans se trouvent sur la même surface continue, l'heure exacte peut toujours être lue à partir de n'importe quel angle de vision.

La surface continue est, en quelque sorte, une surface quasiment fermée. Du moins, au jeu infime entre les index et les cadrans près. L'horloge est donc également pratiquement hermétique aux poussières et peut être facilement rendue complètement hermétique aux poussières en plaçant des joints entre les index et cadrans mobiles.

De cette manière, un verre de protection devant les index et les cadrans peut même être omis, ce qui permet de réaliser une horloge encore plus plate.

Il n'est pas exclu de disposer les index et les cadrans non pas dans un plan, mais plutôt, avec les mêmes avantages, sur une surface creuse ou bombée et courbée de manière continue, où les axes X-X' , Y-Y' et Z-Z' ne doivènt pas nécessairement être parallèles les uns aux autres.

Il est également clair qu'il n'est pas exclu, par exemple, de prévoir encore un troisième index, comme une aiguille des secondes ou un autre index, qui peut alors, par exemple, avoir été intégré dans le disque 2B ou 3B du premier ou du second index 2 ou 3 et ce, par exemple, d'une manière analogue à celle dont le second index 2 et son cadran 7, dans la forme de réalisation décrite ci-dessus, ont été intégrés dans le disque 2B du premier index 2.

Il est clair que le module à cadran, dans l'exemple des Fig. 3 à 5, n'est entraîné que par un seul axe d'entraînement 4. Ce qui permet de rendre plus simple et plus compact le mécanisme de l'horloge qui est utilisé pour l'entraînement.

Il est également clair que le module à cadran lui-même n'est entraîné que par un nombre limité d'engrenages. Les engrenages, dans l'exemple montré, ayant été composés de seulement deux étages de roues dentées, ce qui permet de réaliser un module à cadran compact en hauteur par rapport aux modules à cadran connus, dans lesquels au moins trois étages de roues dentées sont utilisés .

En variante à un entraînement indirect, comme décrit ci-dessus, un entraînement direct est également possible, où, pour l'entraînement des index et des cadrans, on utilise deux ou plusieurs axes d' entraînement centraux primaires d' une horloge classique, et où, en conséquence, l'engrenage 12 a été démultiplié en éléments dont chacun est entraîné par un axe d'entraînement séparé du mécanisme d'horloge.

Un exemple d'un tel entraînement direct a été représenté sur la Fig. 6 dans le cas où l'on utilise deux axes d'entraînement primaires du mécanisme de, l'horloge.

La roue dentée R est directement montée sur un premier des axes primaires centraux en remplacement d'un index, par exemple sur un axe d'entraînement central pour les secondes . La roue dentée 0 est fixe et a une fonction semblable à celle de la roue dentée 13 dans l'entraînement indirect décrit ci-dessus.

Les lignes axiales L, M et N tournent autour de X-X' . Les paliers de L, M et N ont été fixés au disque 2B du premier index 2, qui a X-X' comme ligne axiale. Le disque 2B est monté directement sur le second axe d'entraînement primaire du mécanisme de l'horloge ou est entraîné via un axe secondaire.

Les roues dentées 0, P et Q sont solidaires l'une de l'autre. Ceci signifie que lorsque 0 possède autant de dents que Q, lors d'une translation de L et N autour de X-X' , le déplacement angulaire relatif de Q par rapport à 0 sera nul. Q est directement solidaire du cadran annulaire 7, via un axe commun qui tourne autour de la ligne axiale N. Ceci signifie que le cadran annulaire 7 conservera une orientation fixe par rapport au boîtier 10 lors d'une translation de N autour de A, si 0 et Q possèdent le même nombre de dents et sont solidaires l'une de l'autre via P.

La rotation du premier index 2 autour de l'axe N sera initiée par R via S et T. Les roues dentées S et T sont fixement solidaires l'une de l'autre via un axe qui tourne autour de M ou ont été intégrées dans une seule roue dentée S-T. Le rapport entre les roues dentées U et T ou S et T doit faire en sorte que le déplacement angulaire relatif entre R et U soit nul. Si la roue dentée R possède autant de dents que la roue dentée U et si la roue dentée S possède un rapport 60/59 par rapport à T, une translation de M et N autour de X-X' produira un déplacement angulaire relatif nul entre R et U. De ce fait, le déplacement angulaire de R sera égal à celui de U. Outre les entraînements direct et indirect via des axes centraux primaires du mécanisme d'une horloge classique, un entraînement est également possible via un seul ou plusieurs axes d'entraînement secondaires d'une horloge classique montés de façon excentrique, où ces axes secondaires, dans une horloge classique, sont par exemple utilisés pour une petite aiguille des secondes montée de façon excentrique comme on en utilise souvent lorsque l'horloge a été équipée d'une fonction de chronomètre, ou sont utilisés pour d'autres fonctions comme l'indication du jour, de la phase de la Lune, de la réserve de fonctionnement et d'autres indications de ce genre.

Un exemple d'un tel entraînement a été représenté sur la Fig. 7, qui est une variante d'un entraînement direct via un axe secondaire.

Cette variante est constituée d'un engrenage situé entre l'horloge fixe et le disque 2B du premier index 2, au moyen d'une combinaison des roues dentées W, R, V et U.

La roue dentée R est fixement solidaire de V, et V et R peuvent tourner ensemble librement autour de leur axe X-X' . V est à son tour couplée à la roue dentée W, qui a été fixée . sur un axe secondaire Y du mécanisme de l'horloge. W remplace la fonction qui, sur l'horloge traditionnelle, est entraînée par l'axe concerné. De cette manière, le déplacement angulaire est transmis de W à U via R et V. Les rapports mutuels entre le nombre de dents de R et de U doivent reprendre la rotation de N autour de A. Grâce aux trois engrenages décrits ci-dessus, toutes les horloges traditionnelles peuvent virtuellement servir de base pour l'entraînement d'un module à cadran 1 selon l'invention.

Dans ce qui précède, il est clair que le rôle de l'index et du cadran peuvent être intervertis et que, par exemple, l'échelle du temps 9 a été appliquée sur le disque 2B dont l'orientation par rapport au boîtier est maintenue par un engrenage approprié, tandis que la fonction d' index est assurée par une indication d' index sur l'anneau 7, qui est entraîné par le mécanisme de l'horloge pour l'indication de l'heure, par exemple.

Il n'est pas non plus exclu que plusieurs anneaux concentriques se déploient les uns autour des autres ou autour d'un disque, où, par exemple, l'orientation d'un anneau médian est maintenue par rapport au boîtier et où les autres anneaux ou disques ont chacun une fonction d' index séparée avec un index orienté vers l'anneau médian.

Il est clair que l'échelle du temps doit être interprétée dans un sens large et que l'on entend aussi par là, par exemple, une indication des phases de la Lune, de la réserve de fonctionnement ou d'autres indications.

La présente invention n'est aucunement limitée aux formes de réalisation décrites à titre d'exemples et représentées sur les figures. Au contraire, un module à cadran selon l'invention et une horloge équipée d'un tel module peuvent être réalisés selon toutes sortes de formes et de dimensions sans sortir du cadre de l' invention.