Description

MéCANISME DE SONNERIE DES HEURES

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte aux mécanismes de sonnerie des heures, soit en passant, soit de type répétition.

Etat de la technique

[0002] De telles sonneries sont bien connues de l'homme du métier. Elles permettent d'indiquer l'heure de manière sonore, par une succession de notes frappées sur des timbres. De telles montres comportent une source d'énergie et un dispositif de sonnerie et sont, par exemple, décrite dans l'ouvrage intitulé "Les montres compliquées" de François Lecoultre, Editions horlogères, Bienne, 1951.

[0003] De tels mécanismes nécessitent des réglages importants, pour assurer une qualité sonore élevée tout en ne requérant qu'une énergie très faible. L'un des réglages les plus délicats concerne l'ajustement de la fréquence des coups frappés. Ce réglage est obtenu par un régulateur de vitesse relié à la source d'énergie par un rouage. Dans les systèmes connus, le régulateur peut être de type à volant à inertie ou comporter une ancre à recul coopérant avec une roue à rochet dont les conditions de travail définissent la fréquence de la sonnerie. L'amplitude de l'ancre est définie par un excentrique monté à frottement dur sur le bâti. Plus l'amplitude est grande, plus la fréquence des coups frappés est basse. Le réglage de la fréquence se fait donc en fin de chaîne cinématique, sur l'organe assurant la stabilité de la fréquence du signal sonore. [0004] Ce réglage s'effectue par un horloger, en cours de fabrication, et implique des opérations relativement délicates. Si le porteur souhaite un signal plus lent ou plus rapide, ou si d'autres facteurs ont conduit à une modification de la fréquence du signal, il est alors nécessaire de faire appel à un spécialiste.

Divulgation de l'invention [0005] Le but de la présente invention est de pallier ces inconvénients. Ce but est atteint grâce au fait que le mécanisme comporte, en outre, un variateur de vitesse, tel que défini dans les revendications. Grâce à cela, la fréquence des coups frappés peut être réglée de façon aisée et plus précise.

[0006] La présente invention concerne également un mouvement de montre à sonnerie équipé d'un mécanisme selon l'invention, ainsi qu'une montre munie d'un tel mouvement. Cette montre comporte, en outre, une boîte munie d'un organe de commande accessible de l'extérieur et coopérant avec les moyens de commande. De la sorte, l'utilisateur peut lui-même changer la fréquence de la sonnerie, sans devoir ouvrir la boîte. Brève description des dessins [0007] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple et faite en référence au dessin annexé dans lequel : - les figures 1 et 2 représentent, respectivement vu en plan et en coupe, le schéma de principe d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme selon l'invention, dans une première position de travail ;

- la figure 3 est une vue en plan du mécanisme des figures 1 et 2, dans une deuxième position de travail, - les figures 4 et 5, illustrent, vu en coupe, un organe de changement de vitesse selon un deuxième mode de réalisation, dans deux positions extrêmes, alors que la figure 6 montre cet organe vu de dessus, dans la position correspondant à la figure 5,

- la figure 7 montre schématiquement différentes configurations envisageables pour assurer le changement de fréquence de la sonnerie, et

- les figures 8 et 9 montrent en coupe et en vue de dessus un troisième mode de réalisation, et

- la figure 10 illustre un détail de ce troisième mode de réalisation. Mode(s) de réalisation de l'invention

[0008] Le premier mode de réalisation du mécanisme selon l'invention est représenté sur les figures 1 à 3, il comporte essentiellement, disposés sur un bâti non représenté et qui porte des paliers destinés à permettre le pivotement des pièces mobiles : - un rouage 10, monté pivotant sur le bâti,

- une source d'énergie formée d'un barillet 12,

- un régulateur de vitesse 14 principalement constitué par un volant à inertie relié au barillet 12 par le rouage 10 dont il assure la régulation du mouvement de rotation, et

- un variateur de vitesse 16 intégré au rouage 10. [0009] Le barillet 12 comprend (figure 2) un tambour 12a, un arbre 12b monté pivotant sur le bâti et sur lequel peut tourner le tambour 12a, et un ressort 12c logé dans le tambour 12a et relié à ce dernier par son extrémité extérieure et à l'arbre par son extrémité intérieure.

[0010] L'arbre 12b porte, solidaire en rotation, une roue 18 munie de dents de loup. Une roue 20 est montée folle sur l'arbre 12b. Elle porte un cliquet à ressort 22 engagé dans la denture de la roue 18. Elle est munie d'une denture extérieure

20a, formant la première roue du rouage 10 et destinée à coopérer avec le dispositif 16, comme cela sera expliqué plus loin.

[0011] Le variateur 16 comprend un mobile 24 monté pivotant sur le bâti et une bascule 26 solidaire de l'arbre du mobile 24 et pouvant passer de l'une à l'autre des deux positions représentées aux figures 1 et 3. La bascule 26 porte, en outre, deux mobiles 28 et 30 comprenant chacun une roue et un pignon. Ces mobiles engrènent en permanence par leur roue avec le mobile

24, tandis que les pignons des mobiles 28 et 30 engrènent respectivement avec la roue 20 selon que le levier 26 occupe les positions représentées sur les figures 1 et 3.

[0012] Le nombre de dents que comportent les roues des mobiles 28 et 30 sont différents. Dans l'exemple représenté au dessin, la roue du mobile 28 comporte vingt-quatre dents, celle du mobile 30 vingt-sept. Comme tous les autres constituants de la chaîne cinématique comprise entre le barillet 12 et le régulateur de vitesse 14 ne changent pas, le rapport d'engrenages entre les configurations illustrées respectivement sur les figures 1 et 3 est de 9/8. [0013] Le rouage 10 comporte, en outre, trois mobiles 32, 34 et 36. Le pignon du mobile 32 est entraîné par la roue du mobile 24, alors que la roue du mobile 36 entraîne le volant d'inertie.

[0014] Le rouage 10 comprend, en outre, au moins un mobile non représenté engrenant avec la roue 20 et relié à un dispositif de commande actionnant un marteau destiné à frapper sur un timbre, à des instants donnés. Cette partie

du mécanisme est bien connue de l'homme du métier. Elle est notamment décrite dans l'ouvrage mentionné précédemment.

[0015] Le bâti porte deux éléments de butée 38 coopérant avec un organe de positionnement 40 pour permettre au levier 26 de pouvoir occuper deux positions stables, respectivement illustrées aux figures 1 et 3. Sans qu'il soit besoin de les décrire davantage, l'homme du métier saura choisir une solution technique adéquate pour réaliser les éléments de butée et l'organe de positionnement.

[0016] Ainsi, pour un armage moyen du ressort du barillet, la sonnerie a une durée d'environ 18 secondes lorsque le rouage 28 est en prise avec la roue 20, et de

20 secondes, lorsque c'est le rouage 30 qui engrène avec la roue 20, soit un écart d'environ deux secondes entre les deux positions.

[0017] Les figures 4 à 6, représentent un autre type de variateur 42, à roulement à billes, destiné à remplacer le variateur 16 décrit précédemment. Le mécanisme des figures 1 à 3 équipé d'un tel organe correspond à un deuxième mode de réalisation. Ce variateur est, comme représenté sur la figure 5, ajusté de manière à ce que le volant d'inertie constituant le régulateur de vitesse 14, ait une vitesse maximale, et sur la figure 4 une vitesse minimale. [0018] Le variateur 42 comprend : un arbre 44 monté pivotant sur le bâti, définissant un axe AA et muni d'une collerette 44a à l'une de ses extrémités, une roue de sortie 46 en prise avec le rouage 32, fixée rigidement sur l'arbre 44 et munie d'une première portion cylindrique 46a dont l'extrémité libre est tronquée pour former une première surface conique

46b, une roue d'entrée 48 en prise avec la roue 20, montée pivotante et coulissante sur l'arbre 44, munie d'une deuxième portion cylindrique 48a orientée vers la roue 46 et de même dimension extérieure que la portion cylindrique 46a, et formant une deuxième surface conique 48b,

- une pierre intercalaire 50, en appui contre la collerette 44a, une douille 52 montée pivotante sur l'arbre 44, en appui contre la pierre 50,

- un ressort 54 disposé entre la douille 52 et la coupelle 48a, et tendant à pousser la roue 48 en direction de la roue 46, un roulement à billes 56 comportant des billes 58, une cage 60 munie d'une troisième surface conique 60a, et une bague 62 dans laquelle sont engagées la coupelle 48a et la portion cylindrique 46a, les billes

58 étant disposées de manière à être en contact avec les surfaces coniques 46b, 48b et 60a, et positionnées par la bague 62,

- un chariot de commande 64 relié à la cage 60 et monté sur le bâti de manière à pouvoir se déplacer selon une direction parallèle à l'axe AA, - un organe de commande agencé de manière à permettre le déplacement du chariot 64 entre une première et une deuxième positions extrêmes, définies respectivement par des butées et correspondant aux durées maximum et minimum de déroulement de la sonnerie. [0019] Comme on peut le voir plus particulièrement sur les figures 4 et 5, la bague 62 est montée pivotante et coulissante sur les portions cylindriques 46a et 48a.

Elle positionne angulairement les billes 58 les unes par rapport aux autres, tout en leur permettant de rouler et de se déplacer radialement.

[002O] La surface conique 46b présente un angle au sommet différent de celui de la surface conique 48b. Dans l'exemple, l'angle au sommet défini par la surface

46b est plus faible que celui défini par la surface 48b.

[0021] Les surfaces coniques 46b, 48b et 60a forment respectivement des première, deuxième et troisième surfaces de roulement pour les billes 58. A la différence d'un roulement à billes conventionnel, on notera que les conditions de frottement entre les billes et les surfaces de roulement doivent permettre aux billes de rouler et non de glisser sur les surfaces 46b, 48b et 60a. De la sorte, la roue d'entrée entraîne la roue de sortie. Grâce au fait que les angles des surfaces coniques sont différents, les points de contact des billes avec les surfaces coniques 46b et 48b sont situés à des distances différentes de l'axe AA, les chemins de roulement de ces billes ne font donc pas la même longueur. Cela induit un différentiel de vitesse entre la roue d'entrée et la roue de sortie, variable en fonction de la position des points de contact respectifs

des billes avec les surfaces coniques 46b et 48b et également fonction des angles au sommet définis par ces surfaces.

[0022] En agissant sur l'organe de commande pour que le volant atteigne sa vitesse maximale et donc, que la durée de la sonnerie soit minimale, la cage 60 est déplacée selon une direction parallèle à l'axe de l'arbre 44, en direction de la roue 48. La roue 48 est alors repoussée, le ressort 54 étant compressé. Cette situation est illustrée à la figure 5. Pour un armage moyen du ressort du barillet, la sonnerie a alors une durée d'environ 15 secondes.

[0023] En agissant sur l'organe de commande pour que le volant atteigne sa vitesse minimale et donc, que la durée de la sonnerie soit maximale, le ressort 54 fait pénétrer la portion cylindrique 48a dans la portion cylindrique 46a, repoussant radialement les billes 58 vers l'extérieur, ce qui accroît le rapport entre la vitesse de la roue d'entrée 48 et de la roue de sortie 46. Cette situation est illustrée à la figure 4. Pour un armage moyen du ressort du barillet, la sonnerie a alors une durée d'environ 17 secondes, soit 2 secondes de plus que dans la position de la figure 5.

[0024] De manière avantageuse, l'organe de commande peut être stabilisé à chaque position comprise entre les première et deuxième positions extrêmes. De la sorte, la durée du déroulement de la sonnerie peut être réglée en continu, entre les durées maximale et minimale.

[0025] L'organe de commande peut, par exemple, être une vis sans fin accessible de l'intérieur de la boîte de la montre, pour pouvoir, au moyen d'un tournevis, ajuster la durée et la fréquence de la sonnerie de l'heure.

[0026] On notera que l'organe de commande pourrait aussi agir sur la position de l'une des roues d'entrée ou de sortie, un organe élastique maintenant la surface conique de la cage 60 au contact des billes.

[0027] La figure 7 illustre schématiquement la manière dont le variateur de vitesse peut être intégré dans le rouage 10, dans une montre équipée d'un régulateur de vitesse, de type à volant d'inertie par exemple. Sur ce schéma, on peut voir la source d'énergie 12, le régulateur de vitesse 14 et le dispositif de sonnerie

68 schématiquement représentés par des rectangles. Ils sont reliés entre eux par le rouage 10, qui comporte trois branches 10a, 10b et 10c, respectivement reliées à la source d'énergie 12, au régulateur de vitesse 14 et au dispositif de

sonnerie 68. Dans ce mécanisme, le variateur de vitesse 16 peut être placé en l'un ou l'autre des trois endroits, identifiés 16a, 16b et 16c, soit sur la branche 10a, sur la branche 10c et au point d'intersection des trois branches.

[0028] Si le mécanisme selon l'invention était muni d'un régulateur de vitesse sensiblement isochrone, il serait alors possible de placer le variateur aux positions 16b ou 16c, ou encore sur la branche 10b.

[0029] Les figures 8 à 10 montrent un troisième mode de réalisation d'un variateur de vitesse selon l'invention. Le dispositif essentiel de cette variante est le volant à inertie terminant le rouage de sonnerie et constituant le régulateur de vitesse 14. Le reste du rouage de sonnerie reliant le barillet au volant à inertie est conventionnel.

[0030] Le volant d'inertie comprend un arbre 70, pivotant sur des éléments du bâti et relié cinématiquement au barillet de sonnerie 12. Cet arbre sert d'axe BB de pivotement à un plateau 72 sur lequel des bras 74 se terminant par des organes frottants 76, par exemple en rubis, sont pivotes. De légers ressorts 78 contraignent légèrement les bras en les poussant en direction du centre du plateau 72. Un anneau 80 monté sur le bâti est disposé concentriquement à l'arbre 70. Il entoure les bras 74 et est situé dans le plan des organes frottants 76. [0031]A l'instar d'un volant à inertie traditionnel, lorsque le mécanisme de sonnerie est en fonction, l'arbre 70 est entraîné en rotation et avec lui, le plateau 72. Sous l'effet de la force centrifuge, les bras 74 oscillent autour de leur point de pivot et les organes frottants 76 viennent au contact de l'anneau et frottent contre lui. Par réaction et sous l'effet des ressorts, les bras 74 pivotent et les organes frottants 76 se déplacent en direction de l'arbre 70, avant de revenir à nouveau, sous l'effet de la force centrifuge, au contact de l'anneau 80 et ainsi de suite. Les bras décrivent ainsi un mouvement d'oscillation dans un plan perpendiculaire à l'axe BB, ce qui fait varier l'inertie du volant. De plus, les organes frottants viennent par intermittence au contact de l'anneau. Ceci permet de réguler la vitesse de désarmage du barillet de sonnerie et donc la fréquence avec laquelle les coups de la sonnerie sont frappés. [0032] L'anneau 80 définit une paroi intérieure 80a qui, selon l'invention, présente un diamètre variable. De préférence, la variation du diamètre est continue de

sorte que cette paroi intérieure 80a est tronconique. La position relative des organes frottants 76 et de l'anneau 80 selon l'axe BB est ajustable. Ainsi, les organes frottants sont susceptibles de venir au contact de l'anneau à différents niveaux en référence à l'axe BB. Le point de contact entre les organes et l'anneau peut donc être situé à des distances différentes par rapport au centre de l'anneau 80.

[0033] Pour faire varier la position relative des organes frottants 76 et de l'anneau 80 selon l'axe BB, le mode de réalisation illustré au dessin propose de pouvoir déplacer l'anneau selon l'axe BB. Pour ce faire, l'anneau est posé sur un support formé par un levier de positionnement 82, particulièrement illustré sur la figure 10. Des goupilles 84 sont positionnées dans le bâti de manière à guider verticalement l'anneau 80 et à assurer sa position par rapport à l'axe BB. Au moins un organe ressort non représenté exerce une force sur l'anneau tendant à l'appuyer contre le levier. [0034] Le levier de positionnement est en contact avec l'anneau en deux zones, définissant une corde par rapport au cercle que forme l'anneau 80. Le levier comprend une première paire de surfaces 82a, situées dans un premier plan et distantes l'une de l'autre d'une distance égale à la corde définie ci-dessus. Ainsi, lorsque l'anneau est appuyé sur la première paire de surfaces 82a, les organes frottants 76 sont susceptibles de venir au contact de la paroi intérieure 80a de l'anneau à un premier niveau, en des points situés à une première distance par rapport au centre de l'anneau.

[0035] Le levier comprend une deuxième paire de surfaces 82b, situées dans un deuxième plan différent du premier en référence à l'anneau et également distantes l'une de l'autre d'une distance égale à la corde. Ainsi, lorsque l'anneau 80 est appuyé sur la deuxième paire de surfaces 82b, les organes frottants 76 sont susceptibles de venir au contact de la paroi intérieure de l'anneau à un deuxième niveau, en des points situés à une deuxième distance par rapport au centre de l'anneau. [0036] Le levier 82 est monté mobile par rapport à l'anneau et peut évoluer entre une première et une deuxième positions, dans lesquelles ce dernier est respectivement appuyé sur la première ou sur la deuxième paire de surfaces. Le levier peut être actionné depuis l'extérieur de la montre par son porteur. De

manière avantageuse, le levier 82 est agencé de manière à ce que ses première et deuxième positions soient marquées et stabilisées par un cran. Pour ce faire et selon l'exemple représenté, le levier 82 comprend une portion élastique 82c dotée de deux logements 82d, susceptibles de coopérer avec un élément fixe, tel qu'une goupille 83, fixé sur le bâti. De préférence, la portion élastique 82c peut être formée de manière à ce que la goupille ne puisse être positionnée que dans la zone délimitée par les deux logements. Dans ce but, le rebord de chacun des logements 82d, situé du côté opposé à l'autre logement, est suffisamment haut pour que, malgré l'élasticité de la zone, la goupille fixe 83 ne puisse le franchir. La zone élastique 82c est conformée de manière que, si la goupille est en appui entre les deux logements, elle revienne en position dans l'un ou l'autre des logements. On obtient ainsi une fonction de ressort sautoir, c'est-à-dire que le levier 82 ne peut être que dans sa première ou dans sa deuxième positions. [0037] On a donc, côte à côte sur le levier, une surface faisant partie de la première paire 82a et une surface faisant partie de la deuxième paire 82b, un seuil étant formé entre ces deux surfaces. Pour favoriser le passage de l'appui de l'anneau entre la première paire à la deuxième, le seuil n'est pas à angle droit, mais est incliné. [0038] Des organes de guidage peuvent être prévus pour optimiser la translation du levier 82. Les surfaces du levier sont ainsi parfaitement positionnées par rapport à l'anneau 80.

[0039] Ainsi, selon la position du levier 82 choisie par l'utilisateur, les organes frottants 76, montés sur les bras 74, ont une distance plus ou moins grande à parcourir avant d'entrer en contact avec la paroi intérieure 80a de l'anneau 80.

Les déplacements des bras 74, à une vitesse angulaire donnée, sont déterminés par leurs masses, par les caractéristiques élastiques des ressorts 78, par la masse des organes frottants 76 et leur positionnement par rapport au centre de pivotement. Cela a pour conséquence évidente que la vitesse angulaire nécessaire pour que les organes frottants viennent au contact de l'anneau varie en fonction des paramètres cités plus haut. Le réglage du pré- armage des ressorts 78 permet, par exemple, de régler le temps moyen de la

sonnerie, et le changement de la distance à parcourir par les organes frottants 76 permet de passer de la vitesse lente à la vitesse rapide.

[004O] On notera que des positions supplémentaires peuvent être prévues, pour offrir davantage de réglages de la fréquence. L'anneau pourrait également être déplacé par une première et une deuxième surfaces disposées dans des plans différents en référence à l'anneau et n'agissant que sur une zone de l'anneau. Les surfaces ne seraient donc pas agencées par paire. Les goupilles 84 prévues pour le guidage vertical de l'anneau assurent que ce dernier translate sans se mettre de biais. Le levier peut également présenter des plans inclinés de manière à ce que la position de l'anneau puisse être réglée en continu. Les surfaces levier pourrait également ne comporter Par ailleurs, d'autres solutions peuvent être envisagées par l'homme du métier pour modifier le niveau relatif de l'anneau et des organes frottants. Par exemple, l'anneau pourrait être soulevé par l'intermédiaire d'une vis, offrant également la possibilité de faire varier en continu la fréquence de la sonnerie.

Le plateau pourrait également être déplacé, même si une telle solution est a priori moins simple, afin de conserver la liaison cinématique avec le rouage de sonnerie.

[0041] Ainsi sont proposées des réalisations permettant de faire varier la vitesse du déroulement d'une sonnerie de montre. Bien entendu, la description ci-dessus n'a été donnée qu'à titre d'illustration non limitative de l'invention et l'homme du métier pourra prévoir diverses variantes sans sortir du cadre de l'invention, particulièrement concernant les rapports de vitesse ou d'engrenage. Dans le deuxième mode de réalisation, les surfaces de roulement pour les billes peuvent aussi ne pas être parfaitement coniques mais présenter une certaine concavité ou convexité.