CH709068A2

CH709068A2 - Constant force device.

Info

Publication number: CH709068A2
Application number: CH02138/13A
Authority: CH
Inventors: Emil Hofmann; Sébastien Chaulmontet
Original assignee: Manuf La Joux Perret Sa
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2015-06-30
Also published as: CH709068B1

Abstract

La présente invention concerne un dispositif à force constante comprenant: – un pignon d’entrée (10) monté rigidement sur un arbre (12) et destiné à être relié cinématiquement à une source d’énergie, – un porte-satellite (14) solidaire du pignon d’entrée (10), – un satellite (16) pivoté sur le porte-satellite (14) et agencé pour coopérer avec une roue fixe (24) concentrique à l’arbre (12) et comprenant une denture extérieure, – une structure d’arrêt solidaire d’une roue de sortie (26) montée libre en rotation sur l’arbre (12) et comprenant un organe élastique (28) fixé entre la roue de sortie (26) et le porte-satellite, et un doigt d’arrêt fixe en référence à la roue de sortie (26) et agencé pour bloquer périodiquement le satellite (16), de sorte que la roue de sortie (26) soit soumise à un couple essentiellement transmis par l’organe élastique (28).The present invention relates to a constant force device comprising: - an input gear (10) rigidly mounted on a shaft (12) and intended to be kinematically connected to a power source, - a carrier (14) solidaire input gear (10), - a satellite (16) pivoted on the planet carrier (14) and arranged to cooperate with a fixed wheel (24) concentric with the shaft (12) and comprising an external toothing; a stop structure integral with an output wheel (26) rotatably mounted on the shaft (12) and comprising an elastic member (28) fixed between the output wheel (26) and the planet carrier, and a fixed stop finger with reference to the output wheel (26) and arranged to periodically lock the satellite (16), so that the output wheel (26) is subjected to a torque substantially transmitted by the elastic member ( 28).

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un dispositif de force constante. On désigne communément sous ce terme des dispositifs qui permettent de s’affranchir des variations de couple d’un ressort moteur, en fonction de son niveau d’armage. En effet, les courbes caractéristiques des ressorts moteurs montrent que le couple fourni, en fonction du niveau d’armage du ressort, est stable sur une certaine plage, mais qu’il fluctue considérablement pour des plages d’armage maximal et minimal. Ces variations de couple perturbent évidemment la régularité de la marche du régulateur. Les dispositifs de force constante prévoient d’intercaler un ressort auxiliaire dans la chaine cinématique reliant l’organe moteur au régulateur. Ce ressort auxiliaire est armé par le ressort moteur et fournit périodiquement de l’énergie en direction du régulateur. L’armage du ressort auxiliaire est sensiblement constant, ce qui permet que l’énergie reçue par le régulateur ne dépend pas des variations d’armage du ressort moteur. The present invention relates to the field of watchmaking. It relates, more particularly, a device of constant force. This term commonly refers to devices that make it possible to overcome torque variations of a motor spring, depending on its level of arming. In fact, the characteristic curves of the motor springs show that the torque supplied, depending on the level of arming of the spring, is stable over a certain range, but that it fluctuates considerably for maximum and minimum arming ranges. These torque variations obviously disturb the regularity of the regulator. The constant force devices provide for interposing an auxiliary spring in the kinematic chain connecting the motor member to the regulator. This auxiliary spring is armed by the mainspring and periodically supplies energy towards the regulator. The armature of the auxiliary spring is substantially constant, which allows that the energy received by the regulator does not depend on the winding variations of the mainspring.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] On connaît différents systèmes de force constante qui, en général, sont connus pour consommer beaucoup d’énergie. Ainsi, l’avantage qu’ils apportent au niveau de l’isochronisme, est contrebalancé pour un inconvénient au niveau de la réserve de marche. [0002] Various constant force systems are known which, in general, are known to consume a lot of energy. Thus, the advantage they bring to the level of the isochronism, is counterbalanced for a disadvantage at the level of the power reserve.

[0003] Par exemple, le document CH 296 060 propose un dispositif de transmission dit à force constante, comprenant un mobile menant et un mobile mené qui sont coaxiaux. Le mobile menant actionne le mobile mené par l’intermédiaire d’un ressort auxiliaire qui se tend par intermittences. Le mobile menant porte un pignon satellite engrenant avec une denture planétaire fixe. Ce mécanisme est caractérisé par le fait que le pignon satellite porte une roue en étoile coopérant avec une cheville portée par le mobile mené, la pression des dents de la roue en étoile sur ladite cheville s’exerçant sensiblement radialement par rapport à l’axe du mécanisme, permettant à la cheville de bloquer la rotation de la roue en étoile. Périodiquement, au gré de l’avance de la roue menée sous l’action du ressort auxiliaire, la cheville libère la roue en étoile, ce qui permet à la roue menante d’avancer, en réarmant le ressort auxiliaire. For example, the document CH 296 060 proposes a transmission device said constant force, comprising a moving mobile and a driven mobile which are coaxial. The driving mobile actuates the mobile driven by means of an auxiliary spring which is stretched intermittently. The moving mobile carries a planet gear meshing with fixed planetary gearing. This mechanism is characterized in that the satellite pinion carries a star wheel cooperating with an anchor carried by the driven mobile, the pressure of the teeth of the star wheel on said pin acting substantially radially relative to the axis of the mechanism, allowing the ankle to block the rotation of the star wheel. Periodically, according to the advance of the wheel driven by the action of the auxiliary spring, the ankle releases the star wheel, which allows the driving wheel to advance, by resetting the auxiliary spring.

[0004] Un tel système présente plusieurs inconvénients. L’utilisation d’une roue en étoile, en prise par le pignon qu’elle porte, avec la denture planétaire, induit des chocs relativement importants, qui interviennent en outre avec un bras de levier important par rapport à l’axe du dispositif et qui ont donc une incidence sensible sur l’échappement. Le rapport d’engrènement entre le pignon de la roue étoile et la denture planétaire induit une rotation relativement important de la roue étoile, pour un pas angulaire donné du porte-satellite, avec pour conséquence une inertie pénalisante. Such a system has several disadvantages. The use of a star wheel, engaged by the pinion that it carries, with the planetary toothing, induces relatively large shocks, which also intervene with a large lever arm relative to the axis of the device and which therefore have a significant impact on the exhaust. The meshing ratio between the pinion of the star wheel and the planetary toothing induces a relatively large rotation of the star wheel, for a given angular pitch of the planet carrier, with the consequence of a penalizing inertia.

Divulguation de l’inventionDisclosure of the invention

[0005] De façon plus précise, l’invention concerne un dispositif de force constante comprenant: More specifically, the invention relates to a constant force device comprising:

[0006] Grâce au fait que le satellite est en prise avec une roue fixe à denture extérieure et non pas avec un anneau, comme dans l’art antérieur identifié, le rapport d’engrènement entre le satellite et la roue fixe peut être optimisé, avec une rotation du satellite réduite pour un pas angulaire donné, et une moindre inertie dans le système. De plus, le satellite étant doté d’une étoile de blocage, celle-ci peut comporter un plus grand nombre de dents que dans les dispositifs de l’art antérieur, ce qui permet de réduire les chocs et les pertes d’énergie subis. Due to the fact that the satellite is engaged with a fixed wheel with external toothing and not with a ring, as in the prior art identified, the meshing ratio between the satellite and the fixed wheel can be optimized, with a reduced satellite rotation for a given angular pitch, and less inertia in the system. In addition, the satellite being provided with a locking star, it can have a greater number of teeth than in the devices of the prior art, which reduces the shocks and energy losses suffered.

[0007] Le fait que les différents éléments du dispositif sont montés, rigidement ou en rotation, sur l’arbre, permet de faciliter leur centrage et offre donc une meilleure concentricité à la construction. La construction proposée permet également de faciliter la fabrication et l’assemblage des différents éléments. The fact that the various elements of the device are mounted rigidly or in rotation on the shaft, facilitates their centering and thus provides a better concentricity to the construction. The proposed construction also facilitates the manufacture and assembly of the various elements.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0008] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel la fig. 1 et la fig. 2 sont respectivement des vues de dessus et en coupe d’un dispositif de force constante selon l’invention. Other details of the invention will appear more clearly on reading the description which follows, given with reference to the accompanying drawing in which FIG. 1 and FIG. 2 are respectively views from above and in section of a device of constant force according to the invention.

Mode de réalisation de l’inventionEmbodiment of the invention

[0009] On a représenté sur les figures un dispositif de force constante selon l’invention. Il est destiné à prendre place dans un mouvement horloger non représenté, entre une source d’énergie, typiquement formée par un ou plusieurs barillets, et un organe régulateur. En général, le dispositif de force constante est situé, par rapport au sens de transmission de l’énergie, juste en amont de l’échappement. There is shown in the figures a constant force device according to the invention. It is intended to take place in a clock movement not shown, between a power source, typically formed by one or more barrels, and a regulating member. In general, the device of constant force is located, with respect to the direction of transmission of energy, just upstream of the exhaust.

[0010] Le dispositif de force constante selon l’invention comprend un pignon d’entrée 10 destiné à être relié cinématiquement à une source d’énergie, via le rouage de finissage 11 du mouvement. Le pignon d’entrée 10 est monté solidaire d’un arbre 12, sur lequel est également monté rigidement un porte-satellite 14. The constant force device according to the invention comprises an input pinion 10 intended to be kinematically connected to a power source, via the work train 11 of the movement. The input gear 10 is mounted integral with a shaft 12, on which is also rigidly mounted a planet carrier 14.

[0011] Sur ce porte-satellite 14 est pivoté un satellite 16 formé d’une étoile de blocage 16a et d’un pignon 16b solidaire et coaxial avec l’étoile de blocage 16a. Le satellite 16 est avantageusement pivoté entre un premier palier 18 monté dans le porte-satellite 14 et un deuxième palier 20 monté dans un pont 22 fixé au porte-satellite 14. On this planet carrier 14 is rotated a satellite 16 formed of a locking pin 16a and a pinion 16b integral and coaxial with the locking pin 16a. The satellite 16 is advantageously pivoted between a first bearing 18 mounted in the planet carrier 14 and a second bearing 20 mounted in a bridge 22 fixed to the planet carrier 14.

[0012] Le pignon 16b est en prise avec une roue fixe 24 concentrique à l’arbre 12 et comprenant une denture extérieure. Avantageusement, la roue fixe 24 est montée dans un pont non représenté. Elle est associée à un premier canon 24a et est centrée sur l’arbre 12 au moyen d’au moins une pierre chassée à l’intérieur du premier canon 24a, et participe ainsi à la précision du guidage de l’arbre 12. The pinion 16b is engaged with a fixed wheel 24 concentric with the shaft 12 and comprising an external toothing. Advantageously, the fixed wheel 24 is mounted in a not shown bridge. It is associated with a first barrel 24a and is centered on the shaft 12 by means of at least one stone driven inside the first barrel 24a, and thus contributes to the precision of the guide of the shaft 12.

[0013] Le dispositif de force constante comprend encore une roue de sortie 26 montée libre en rotation sur l’arbre 12. Elle peut engrener directement ou indirectement avec un mobile d’échappement 27, voire constituer directement la roue d’échappement. La roue de sortie 26 est associée à un deuxième canon 26a et est centrée sur l’arbre 12 au moyen d’au moins une pierre, voire deux pour un meilleur guidage, chassée(s) à l’intérieur du deuxième canon 26a. La roue de sortie 26 est avantageusement située entre le pignon d’entrée 10 et le porte-satellite 14, ce qui dégage la visibilité sur le dispositif et lui confère un aspect esthétique particulièrement intéressant. The constant force device further comprises an output wheel 26 rotatably mounted on the shaft 12. It can mesh directly or indirectly with an exhaust mobile 27, or directly constitute the escape wheel. The output wheel 26 is associated with a second gun 26a and is centered on the shaft 12 by means of at least one stone, or two for better guidance, driven (s) inside the second barrel 26a. The output wheel 26 is advantageously located between the input pinion 10 and the planet carrier 14, which gives visibility to the device and gives it a particularly attractive appearance.

[0014] Une structure d’arrêt est interposée entre le porte-satellite 14 et la roue de sortie 26. Elle comprend: – un organe élastique 28 fixé entre la roue de sortie 26 et le porte-satellite 14, et – un doigt d’arrêt fixe en référence à la roue de sortie 26. Le doigt d’arrêt est typiquement formé d’une ellipse 30 dotée d’un flanc droit 30a, orienté de manière essentiellement tangentielle par rapport à un cercle qui serait centré sur l’arbre 12. Le doigt d’arrêt est agencé pour bloquer périodiquement le satellite 16, en recevant une dent de l’étoile de blocage 16a sur le flanc droit 30a. La force exercée par l’étoile sur l’ellipse 30 est essentiellement radiale et n’induit pas de moment de force sur l’axe 12 et la roue de sortie 26. A stop structure is interposed between the planet carrier 14 and the output wheel 26. It comprises: An elastic member 28 fixed between the output wheel 26 and the planet carrier 14, and - A fixed stop finger with reference to the output wheel 26. The stop finger is typically formed of an ellipse 30 with a right flank 30a, oriented substantially tangentially with respect to a circle which would be centered on the shaft 12. The stop finger is arranged to block periodically the satellite 16, receiving a tooth of the locking pin 16a on the right side 30a. The force exerted by the star on the ellipse 30 is essentially radial and does not induce moment of force on the axis 12 and the output wheel 26.

[0015] L’organe élastique 28 est de préférence un ressort spiral ou au moins une spire de ressort spiral, dont une première extrémité est fixée à un premier piton 32 solidaire de la roue de sortie 26 et dont une deuxième extrémité est fixé au porte-satellite 14, également par un deuxième piton non visible. The elastic member 28 is preferably a spiral spring or at least one spiral spring coil, a first end is fixed to a first pin 32 integral with the output wheel 26 and a second end is fixed to the door -satellite 14, also by a second not visible piton.

[0016] Ainsi, le couple fourni par la source d’énergie du mouvement est transmis au pignon d’entrée 10, qui le transmet, via l’arbre 12, au porte-satellite 14 qui est entraîné en rotation. Or, cette rotation est empêchée par l’arrêt de l’étoile de blocage 16a sur l’ellipse 30, qui bloque le satellite 16 et notamment le pignon 16b sur la roue fixe 24. La roue de sortie 26 est alors essentiellement soumise à un couple transmis par l’organe élastique 28, indépendamment des fluctuations du couple transmis par la source d’énergie et transmet une rotation au mobile d’échappement 27. Thus, the torque supplied by the energy source of the movement is transmitted to the input pinion 10, which transmits it, via the shaft 12, to the planet carrier 14 which is rotated. However, this rotation is prevented by stopping the locking star 16a on the ellipse 30, which blocks the satellite 16 and in particular the pinion 16b on the fixed wheel 24. The output wheel 26 is then substantially subjected to a torque transmitted by the elastic member 28, independently of the fluctuations of the torque transmitted by the energy source and transmits a rotation to the escapement mobile 27.

[0017] Avant que l’organe élastique 28 se soit complètement détendu, l’ellipse 30 qui glisse sur les dents de l’étoile de blocage 16a, libère cette dernière. Sous l’action du couple transmis par la source d’énergie, le porte-satellite 14 pivote autour de l’arbre 12 et le satellite 16 tourne sur son axe, le pignon 16b engrenant avec la roue fixe 24, jusque ce qu’une dent suivante de l’étoile de blocage 16a s’arrête à nouveau sur l’ellipse 30. Ce mouvement permet de retendre l’organe élastique 28 qui peut donc poursuivre son action sur la roue de sortie 26. Before the elastic member 28 has fully relaxed, the ellipse 30 which slides on the teeth of the locking pin 16a, releases the latter. Under the action of the torque transmitted by the energy source, the planet carrier 14 pivots around the shaft 12 and the satellite 16 rotates on its axis, the pinion 16b meshing with the fixed wheel 24, until a next tooth of the blocking star 16a stops again on the ellipse 30. This movement makes it possible to tighten the elastic member 28 which can therefore continue its action on the output wheel 26.

[0018] Ainsi, la roue de sortie 26 est soumise à un couple qui ne dépend que de l’organe élastique 28 et non pas de la source d’énergie. Thus, the output wheel 26 is subjected to a torque that depends only on the elastic member 28 and not the energy source.

[0019] De manière avantageuse, les rapports d’engrènement et la coopération entre l’étoile de blocage 16a et l’ellipse 30 sont déterminés de manière à ce que le porte-satellite avance d’un pas par seconde, donnant une indication de type seconde morte. Le porte-satellite effectue un tour en une minute. Toutefois, la construction permet une très grande adaptabilité et le porte-satellite peut aussi bien, par exemple, effectuer un pas par demi-seconde ou toutes les 2 secondes. Advantageously, the meshing ratios and the cooperation between the locking star 16a and the ellipse 30 are determined in such a way that the planet carrier advances by one step per second, giving an indication of dead second type. The carrier carries one revolution in one minute. However, the construction allows a very high adaptability and the carrier can also, for example, take a step by half-second or every 2 seconds.

[0020] Grâce à la configuration décrite et à l’engrènement du pignon du satellite 16 sur une roue solaire, c’est-à-dire dotée d’une denture extérieure, et non sur une denture annulaire, on peut optimiser le rapport d’engrenage entre le satellite 16 et la roue fixe 24, de manière à réduire le couple requis pour mettre le porte-satellite 14 en rotation. De plus, le satellite tourne en sens inverse par rapport au dispositif de l’art antérieur. Cela permet d’avoir un meilleur positionnement de l’ellipse 30, qui est située plus près de l’axe, avec une meilleure orientation. Le couple qu’elle subit est réduit et sa trajectoire offre également des conditions de travail efficaces. On peut également avoir une étoile de blocage comportant un nombre de dents relativement important, supérieur à 10, de l’ordre de 15 dans l’exemple proposé, ce qui permet, en diminuant le pas angulaire réalisé par l’étoile entre chaque blocage, de réduire les chocs et de diminuer la perte d’énergie. [0021] La description ci-dessus a été donnée à titre d’exemple non limitatif de l’invention. L’homme du métier pourra imaginer d’autres configurations comprises dans la portée de la protection définie par les revendications. Par exemple, la roue de sortie 26 pourrait constituer le support ou la base d’une cage de tourbillon, qui serait montée coaxialement à l’arbre 12 et portant un mécanisme d’échappement. With the configuration described and the meshing of the pinion of the satellite 16 on a sun gear, that is to say provided with an external toothing, and not on an annular toothing, one can optimize the ratio of gearing between the satellite 16 and the fixed wheel 24, so as to reduce the torque required to turn the planet carrier 14 in rotation. In addition, the satellite rotates in the opposite direction with respect to the device of the prior art. This allows a better positioning of the ellipse 30, which is located closer to the axis, with better orientation. The torque she suffers is reduced and her trajectory also offers effective working conditions. It is also possible to have a locking star having a relatively large number of teeth, greater than 10, of the order of 15 in the example proposed, which makes it possible, by decreasing the angular pitch achieved by the star between each block, to reduce shocks and decrease energy loss. The above description has been given by way of non-limiting example of the invention. Those skilled in the art can imagine other configurations within the scope of the protection defined by the claims. For example, the output wheel 26 could be the support or the base of a tourbillon cage, which would be mounted coaxially with the shaft 12 and carrying an exhaust mechanism.

Claims

1. Constant force device comprising: - an input gear (10) rigidly mounted on a shaft (12) and intended to be kinematically connected to a power source, A satellite carrier (14) integral with the input gear (10), A satellite (16) pivoted on the planet carrier (14) and arranged to cooperate with a fixed wheel (24) concentric with the shaft (12) and comprising external toothing, - A stop structure integral with an output wheel (26) rotatably mounted on the shaft (12) and comprising an elastic member (28) fixed between the output wheel (26) and the carrier, and a fixed stop finger with reference to the output wheel (26) and arranged to periodically lock the satellite (16), so that the output wheel (26) is subjected to a torque substantially transmitted by the elastic member (28).

2. Constant force device according to claim 1, characterized in that the output wheel (26) is located between the input pinion (10) and the carrier (14).

3. Constant force device according to one of the preceding claims, characterized in that the satellite (16) comprises a locking pin (16a) and a pinion (16b) engaged with the fixed wheel (24).

Constant force device according to claim 3, characterized in that the locking pin (16a) has 15 teeth.

5. Constant force device according to one of the preceding claims, characterized in that the elastic member (28) is a spiral spring, a first end is fixed to a first pin (32) integral with the output wheel ( 26) and whose second end is fixed to a second pin integral with the planet carrier (14).

6. Constant force device according to one of the preceding claims, characterized in that the output wheel {26} is kinematically connected to an escape wheel.

Constant force device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the output wheel (26) is an escape wheel

8. Constant force device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the output wheel (26) is a part of vortex cage.

9. Constant force device according to one of the preceding claims, characterized in that it is arranged so that the carrier is released once per second and provide a second-life indicator.