CH717570A2 - Mobile rotating system of a watch movement. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un système mobile tournant (10) d'un mouvement horloger, le système (10) comprenant un mobile tournant, par exemple un balancier (13), un premier et un deuxième palier (18, 20), notamment amortisseurs de choc, pour un premier et un deuxième pivot (15, 17) de l'axe (16) du mobile tournant, le mobile comportant un centre de masse (G) en une position de son axe (16), le premier palier (18, 20) comportant un contre-pivot (22) comprenant un corps principal muni d'une cavité pyramidale (19) configurée pour recevoir le premier pivot (17) de l'axe (16) du mobile tournant, la cavité présentant au moins trois faces donnant sa forme pyramidale, le premier pivot (17) étant apte à coopérer avec la cavité (19) du contre-pivot (22) pour pouvoir tourner dans la cavité (19), au moins une zone de contact entre le premier pivot (17) et une face étant générée, la normale à la ou les zones de contact formant un angle de contact relatif au plan perpendiculaire à l'axe (16) du pivot (17), caractérisé en ce que l'angle de contact est inférieur à 45°, de préférence inférieur ou égal à 30°, voire inférieur ou égal à arctan( ).The invention relates to a mobile rotating system (10) of a watch movement, the system (10) comprising a rotating mobile, for example a balance wheel (13), a first and a second bearing (18, 20), in particular shock absorbers shock, for a first and a second pivot (15, 17) of the axis (16) of the rotating mobile, the mobile having a center of mass (G) in a position of its axis (16), the first bearing (18 , 20) comprising a counter-pivot (22) comprising a main body provided with a pyramidal cavity (19) configured to receive the first pivot (17) of the axis (16) of the rotary wheel set, the cavity having at least three faces giving its pyramidal shape, the first pivot (17) being capable of cooperating with the cavity (19) of the counter-pivot (22) in order to be able to rotate in the cavity (19), at least one contact zone between the first pivot ( 17) and a face being generated, the normal to the contact zone(s) forming a contact angle relative to the plane perpendicular to the axis (16) of the pivot (17) , characterized in that the contact angle is less than 45°, preferably less than or equal to 30°, or even less than or equal to arctan( ).
Description
Domaine de l'inventionField of the invention
[0001] La présente invention concerne un système mobile tournant d'un mouvement horloger, notamment un mécanisme résonateur. L'invention se rapporte encore à un mouvement horloger muni d'un tel système mobile. The present invention relates to a rotating mobile system of a watch movement, in particular a resonator mechanism. The invention also relates to a watch movement provided with such a mobile system.
Arrière-plan de l'inventionBackground of the invention
[0002] Dans les mouvements horlogers, les axes des mobiles tournants ont généralement des pivots à leurs extrémités, qui tournent dans des paliers montés dans la platine ou dans des ponts d'un mouvement horloger. Pour certains mobiles, en particulier le balancier, il est d'usage d'équiper les paliers d'un mécanisme amortisseur de choc. En effet, comme les pivots de l'axe d'un balancier sont généralement fins et la masse du balancier est relativement élevée, les pivots peuvent casser sous l'effet d'un choc en l'absence de mécanisme amortisseur. [0002] In watch movements, the axes of rotating mobiles generally have pivots at their ends, which rotate in bearings mounted in the plate or in bridges of a watch movement. For certain mobiles, in particular the balance wheel, it is customary to equip the bearings with a shock-absorbing mechanism. Indeed, as the pivots of the axis of a balance are generally thin and the mass of the balance is relatively high, the pivots can break under the effect of a shock in the absence of a damping mechanism.
[0003] La configuration d'un palier amortisseur de choc 1 conventionnel est représentée par la figure 1. Une pierre bombée olivée 2 est chassée dans un support de palier 3 appelé communément chaton, sur lequel est montée une pierre contre-pivot 4. Le chaton 3 est maintenu en appui contre le fond d'un bloc de palier 5 par un ressort amortisseur 6 agencé pour exercer une contrainte axiale sur la partie supérieure de la pierre contre-pivot 4. Le chaton 3 comporte en outre une paroi externe conique agencée en correspondance avec une paroi interne conique disposée à la périphérie du fond du bloc de palier 5. Il existe également des variantes selon lesquelles le chaton comporte une paroi externe présentant une surface de forme convexe, c'est-à-dire bombée. The configuration of a conventional shock absorber bearing 1 is shown in Figure 1. A domed olive-shaped stone 2 is driven into a bearing support 3 commonly called a kitten, on which is mounted a counter-pivot stone 4. The bezel 3 is held against the bottom of a bearing block 5 by a damping spring 6 arranged to exert an axial stress on the upper part of the counter-pivot stone 4. The bezel 3 further comprises a conical outer wall arranged in correspondence with a conical internal wall arranged at the periphery of the bottom of the bearing block 5. There are also variants according to which the bezel comprises an external wall having a surface of convex shape, that is to say curved.
[0004] Cependant, le couple de frottement sur l'axe dû au poids du mobile varie en fonction de l'orientation du mobile par rapport au sens de la gravité. Ces variations du couple de frottement peuvent notamment entraîner une variation de l'amplitude d'oscillation pour le balancier. En effet, lorsque l'axe du mobile est perpendiculaire au sens de la gravité, le poids du mobile repose sur les pierres à trou, et la force de frottement engendrée par le poids a un bras de levier par rapport à l'axe, qui est égal au rayon du pivot. Lorsque l'axe du mobile est parallèle au sens de la gravité, c'est le bout du pivot sur lequel repose le poids du mobile. Dans ce cas, si le bout du pivot est arrondi, la force de frottement engendrée par le poids est appliquée sur l'axe de rotation, et a donc un bras de levier nul par rapport à l'axe. Ces différences de bras de levier engendrent les différences de couple de frottement, qui peuvent aussi générer des différences de marche si l'isochronisme n'est pas parfait. [0004] However, the friction torque on the axis due to the weight of the mobile varies according to the orientation of the mobile relative to the direction of gravity. These variations in the friction torque can in particular lead to a variation in the amplitude of oscillation for the balance wheel. Indeed, when the axis of the mobile is perpendicular to the direction of gravity, the weight of the mobile rests on the stones with holes, and the frictional force generated by the weight has a lever arm with respect to the axis, which is equal to the radius of the pivot. When the axis of the mobile is parallel to the direction of gravity, it is the end of the pivot on which the weight of the mobile rests. In this case, if the end of the pivot is rounded, the frictional force generated by the weight is applied to the axis of rotation, and therefore has a zero lever arm with respect to the axis. These differences in lever arms generate differences in friction torque, which can also generate differences in rate if the isochronism is not perfect.
[0005] Pour contrôler ce problème, on a imaginé une autre configuration de palier amortisseur, en partie représenté sur la figure 2. Le palier comporte un contre pivot 7 de type crapaudine, comprenant une cavité 8 pour recevoir un pivot 12 de l'axe 9 du mobile tournant. Une telle cavité peut avoir une forme de pyramide, le fond de la cavité étant formé par le sommet 11 de la pyramide. Le pivot 12 est conique pour s'insérer dans la cavité 8, mais l'angle solide du pivot 12 est plus petit que celui de la cavité 8. Cette configuration permet de rendre presque nul le bras de levier de la force de frottement dans toutes les orientations par rapport à la gravité, en supposant que le pivot 12 reste toujours bien centré dans la cavité 8. Pour cela, il est en général nécessaire de pré-contraindre le système, par exemple avec un palier monté sur ressort, qui appuie en permanence sur le pivot. Néanmoins, ce ressort s'ajoute au poids du mobile, et augmente les frottements. De plus, il est difficile de garantir un bon état de surface du fonds de la cavité, car elle est difficilement accessible par des moyens de polissage. [0005] To control this problem, another damping bearing configuration has been devised, partly shown in FIG. 9 of the rotating mobile. Such a cavity may have the shape of a pyramid, the bottom of the cavity being formed by the top 11 of the pyramid. Pivot 12 is tapered to fit into cavity 8, but the solid angle of pivot 12 is smaller than that of cavity 8. the orientations with respect to gravity, assuming that the pivot 12 always remains well centered in the cavity 8. For this, it is generally necessary to pre-stress the system, for example with a bearing mounted on a spring, which presses in permanence on the pivot. However, this spring adds to the weight of the mobile, and increases friction. In addition, it is difficult to guarantee a good surface condition of the bottom of the cavity, because it is difficult to access by polishing means.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0006] Un but de l'invention est, par conséquent, de proposer un système mobile d'un mouvement horloger qui évite le problème précité. An object of the invention is, therefore, to provide a mobile system of a watch movement which avoids the aforementioned problem.
[0007] A cet effet, l'invention concerne un système mobile comprenant un mobile tournant, par exemple un balancier, un premier et un deuxième palier, notamment amortisseurs de choc, pour un premier et un deuxième pivot de l'axe du mobile tournant, le système comportant un centre de masse en une position de son axe, le premier palier comportant un contre-pivot comprenant un corps principal muni d'une cavité pyramidale configurée pour recevoir le premier pivot de l'axe du mobile tournant, le premier pivot étant apte à coopérer avec la cavité du contre-pivot pour pouvoir tourner dans la cavité, au moins une zone de contact entre le premier pivot et une face étant générée, la normale à la ou les zones de contact formant un angle de contact relatif au plan perpendiculaire à l'axe du pivot. [0007] To this end, the invention relates to a mobile system comprising a rotating mobile, for example a pendulum, a first and a second bearing, in particular shock absorbers, for a first and a second pivot of the axis of the rotating mobile. , the system comprising a center of mass in a position of its axis, the first bearing comprising a counter-pivot comprising a main body provided with a pyramidal cavity configured to receive the first pivot of the axis of the rotating mobile, the first pivot being capable of cooperating with the cavity of the counter-pivot in order to be able to rotate in the cavity, at least one contact zone between the first pivot and a face being generated, the normal to the contact zone(s) forming a contact angle relative to the plane perpendicular to the pivot axis.
[0008] Le système est remarquable en ce que l'angle de contact est inférieur à 45°, de préférence inférieur ou égal à 30°, voire inférieur ou égal à arctan( ), qui est sensiblement égal à 26,6°. [0008] The system is remarkable in that the contact angle is less than 45°, preferably less than or equal to 30°, or even less than or equal to arctan( ), which is substantially equal to 26.6°.
[0009] Grâce à l'invention, la variation de frottement entre les positions horizontales et verticales par rapport à la gravité sont diminuées. En choisissant un angle de contact inférieur ou égal à à 45°, de préférence inférieur ou égal à 30°, voire inférieur ou égal arctan( ), le couple de frottement dû au poids au contact entre les pivots et les cavités des palier est sensiblement le même quel que soit le sens de la gravité. En effet, un tel angle permet de compenser les variations de force de contact dues au changement d'orientation par rapport à la gravité par des bras de levier de la force de frottement différents sur les deux paliers. [0009] Thanks to the invention, the variation in friction between the horizontal and vertical positions with respect to gravity is reduced. By choosing a contact angle less than or equal to 45°, preferably less than or equal to 30°, or even less than or equal to arctan( ), the friction torque due to the weight at contact between the pivots and the cavities of the bearings is substantially the same regardless of the direction of gravity. Indeed, such an angle makes it possible to compensate for the variations in contact force due to the change of orientation with respect to gravity by different lever arms of the friction force on the two bearings.
[0010] Ainsi, cette configuration du contre-pivot permet de garder une faible variation du couple de frottement des pivots à l'intérieur des contre-pivots, quelle que soit la position de l'axe par rapport au sens de la gravité, ce qui est par exemple important pour un axe de balancier d'un mouvement d'une pièce d'horlogerie. La forme de pyramide de la cavité, ainsi que celle du pivot minimisent la différence de couple de frottement entre les différentes positions de l'axe par rapport au sens de la gravité. [0010] Thus, this configuration of the counter-pivot makes it possible to keep a small variation in the friction torque of the pivots inside the counter-pivots, whatever the position of the axis with respect to the direction of gravity, this which is for example important for a balance shaft of a movement of a timepiece. The pyramid shape of the cavity, as well as that of the pivot, minimize the difference in friction torque between the different positions of the axis with respect to the direction of gravity.
[0011] Selon une forme de réalisation avantageuse, le deuxième palier coopère avec le deuxième pivot pour permettre au mobile tournant de tourner autour de son axe, le deuxième palier comprenant une deuxième cavité pyramidale comportant au moins trois faces, le deuxième pivot étant apte à coopérer avec la deuxième cavité du contre-pivot pour pouvoir tourner dans la deuxième cavité, au moins une deuxième zone de contact entre le deuxième pivot et une face de la deuxième cavité étant générée, la normale de la deuxième zone de contact formant un deuxième angle de contact par rapport au plan perpendiculaire à l'axe du deuxième pivot, caractérisé en ce que les angles minimaux de contact des deux pivots et des deux paliers sont définis par l'équation suivante, cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, de préférence, cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, de préférence cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2,5, ou encore cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 3, voire cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 4, où N est le nombre de faces des deux pyramides. [0011]According to an advantageous embodiment, the second bearing cooperates with the second pivot to allow the rotating mobile to rotate around its axis, the second bearing comprising a second pyramidal cavity comprising at least three faces, the second pivot being able to cooperate with the second cavity of the counter-pivot to be able to rotate in the second cavity, at least a second contact zone between the second pivot and a face of the second cavity being generated, the normal of the second contact zone forming a second angle of contact with respect to the plane perpendicular to the axis of the second pivot, characterized in that the minimum angles of contact of the two pivots and of the two bearings are defined by the following equation, cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, preferably, cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, preferably cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2.5, or else cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 3, or even cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 4, where N is the number of faces of the two pyramids.
[0012] Selon une forme de réalisation avantageuse, les angles minimaux de contact (αb, αh) sont définis par les équations suivantes : où N est le nombre de faces des deux pyramides, BH est la distance entre les extrémités des deux pivots, GH est la distance entre l'extrémité du premier pivot en contact avec le premier palier et le centre de masse du balancier, et GB est la distance entre l'extrémité du deuxième pivot en contact avec le deuxième palier et le centre de masse du balancier. According to an advantageous embodiment, the minimum contact angles (αb, αh) are defined by the following equations: where N is the number of faces of the two pyramids, BH is the distance between the ends of the two pivots, GH is the distance between the end of the first pivot in contact with the first bearing and the center of mass of the balance, and GB is the distance between the end of the second pivot in contact with the second bearing and the center of mass of the balance.
[0013] Selon une forme de réalisation avantageuse, le premier angle de contact (αh) est inférieur ou égal à arctan( ) et le deuxième angle de contact (αb) est supérieur ou égal à arctan( ). According to an advantageous embodiment, the first contact angle (αh) is less than or equal to arctan( ) and the second contact angle (αb) is greater than or equal to arctan( ).
[0014] Selon une forme de réalisation avantageuse, comprend autant de zones de contact que de faces de la cavité pyramidale avec une zone de contact par face. According to an advantageous embodiment, comprises as many contact zones as there are faces of the pyramidal cavity with one contact zone per face.
[0015] Selon une forme de réalisation avantageuse, la cavité comprend trois ou quatre faces. According to an advantageous embodiment, the cavity comprises three or four faces.
[0016] Selon une forme de réalisation avantageuse, les faces sont au moins en partie concaves ou convexes. According to an advantageous embodiment, the faces are at least partly concave or convex.
[0017] Selon une forme de réalisation avantageuse, le premier pivot le premier pivot a une forme conique. According to an advantageous embodiment, the first pivot the first pivot has a conical shape.
[0018] Selon une forme de réalisation avantageuse, les deux angles minimaux de contact sont égaux. According to an advantageous embodiment, the two minimum contact angles are equal.
[0019] Selon une forme de réalisation avantageuse, l'extrémité du pivot est définie par l'intersection entre la normale au contact et l'axe du pivot. According to an advantageous embodiment, the end of the pivot is defined by the intersection between the normal to the contact and the axis of the pivot.
[0020] Selon une forme de réalisation avantageuse, les pivots ont un bout arrondis. [0020] According to an advantageous embodiment, the pivots have a rounded tip.
[0021] Selon une forme de réalisation avantageuse, les bouts arrondis des deux pivots ont des rayons identiques. According to an advantageous embodiment, the rounded ends of the two pivots have identical radii.
[0022] L'invention se rapporte également à un mouvement horloger comprenant une platine et au moins un pont, ladite platine et/ou le pont comportant un tel système mobile. [0022] The invention also relates to a watch movement comprising a plate and at least one bridge, said plate and/or the bridge comprising such a mobile system.
Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings
[0023] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de plusieurs formes de réalisation données uniquement à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : la figure 1 représente une section transversale d'un palier de maintien amortisseur de choc pour un axe d'un mobile tournant selon un premier mode de réalisation de l'état de la technique ; la figure 2 représente schématiquement un contre-pivot d'un palier et un pivot d'un axe d'un mobile tournant selon un deuxième mode de réalisation de l'état de la technique ; la figure 3 représente une vue en perspective d'un système mobile tournant, ici un mécanisme résonateur comprenant un mobile tournant, tel un balancier, selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 représente une vue en coupe du système mobile tournant de la figure 3 ; la figure 5 représente un pivot et un palier selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 représente schématiquement un modèle des paliers et des pivots d'un système mobile tournant selon le premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 7 représente schématiquement un premier mode de réalisation d'un modèle de palier comprenant une cavité pyramidale à quatre faces, la figure 8 représente un graphique montrant les angles de contact optimaux pour les deux paliers et pivots pour chaque position du centre de masse sur l'axe du balancier du premier mode de réalisation, la figure 9 est un graphique montrant la différence des rayons optimaux des extrémités des deux pivots en fonction de la position du centre de masse du premier mode de réalisation, la figure 10 représente un graphique montrant les angles de contact optimaux pour les deux paliers et pivots pour chaque position du centre de masse sur l'axe du balancier dans un second mode de réalisation dans lequel la cavité a trois faces, la figure 11 est un graphique montrant la différence des rayons optimaux des extrémités des deux pivots en fonction de la position du centre de masse pour le second mode de réalisation, la figure 12 est un graphique montrant comment varient les angles optimaux en fonction de la position relative du centre de masse, dans une configuration du premier mode de réalisation où les extrémités des pivots sont identiques, la figure 13 est un graphique montrant la variation de ε en fonction de la position relative du centre de masse pour la deuxième configuration du premier mode de réalisation, la figure 14 est un graphique montrant comment varient les angles optimaux en fonction de la position relative du centre de masse, dans une configuration du second mode de réalisation où les extrémités des pivots sont identiques, la figure 15 est un graphique montrant la variation de ε en fonction de la position relative du centre de masse pour la deuxième configuration du second mode de réalisation.Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading several embodiments given solely by way of non-limiting examples, with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 represents a cross section of a shock-absorbing holding bearing for an axis of a rotating mobile according to a first embodiment of the state of the art; FIG. 2 schematically represents a counter-pivot of a bearing and a pivot of an axis of a rotating mobile according to a second embodiment of the state of the art; FIG. 3 represents a perspective view of a rotating mobile system, here a resonator mechanism comprising a rotating mobile, such as a pendulum, according to a first embodiment of the invention; FIG. 4 represents a cross-sectional view of the rotating mobile system of FIG. 3; FIG. 5 represents a pivot and a bearing according to the first embodiment of the invention; FIG. 6 schematically represents a model of the bearings and pivots of a rotating mobile system according to the first embodiment of the invention; FIG. 7 schematically represents a first embodiment of a bearing model comprising a four-sided pyramidal cavity, FIG. 8 represents a graph showing the optimum contact angles for the two bearings and pivots for each position of the center of mass on the axis of the balance wheel of the first embodiment, FIG. 9 is a graph showing the difference in the optimum radii of the ends of the two pivots as a function of the position of the center of mass of the first embodiment, FIG. 10 represents a graph showing the optimum contact angles for the two bearings and pivots for each position of the center of mass on the axis of the balance wheel in a second embodiment in which the cavity has three faces, FIG. 11 is a graph showing the difference in the optimum radii of the ends of the two pivots as a function of the position of the center of mass for the second embodiment, FIG. 12 is a graph showing how the optimal angles vary as a function of the relative position of the center of mass, in a configuration of the first embodiment where the ends of the pivots are identical, FIG. 13 is a graph showing the variation of ε as a function of the relative position of the center of mass for the second configuration of the first embodiment, FIG. 14 is a graph showing how the optimal angles vary as a function of the relative position of the center of mass, in a configuration of the second embodiment where the ends of the pivots are identical, FIG. 15 is a graph showing the variation of ε as a function of the relative position of the center of mass for the second configuration of the second embodiment.
Description détaillée de modes de réalisation préférésDetailed Description of Preferred Embodiments
[0024] Dans la description, les mêmes numéros sont utilisés pour désigner des objets identiques. Dans un mouvement horloger, le palier sert à maintenir un axe d'un mobile tournant, par exemple un axe de balancier, en lui permettant d'effectuer des rotations autour de son axe. Le mouvement horloger comprend généralement une platine et au moins un pont, non représentés sur les figures, ladite platine et/ou le pont comportant un orifice, le mouvement comprenant en outre un mobile tournant et un palier inséré dans l'orifice. In the description, the same numbers are used to designate identical objects. In a watch movement, the bearing is used to maintain an axis of a rotating mobile, for example a pendulum axis, by allowing it to perform rotations around its axis. The watch movement generally comprises a plate and at least one bridge, not shown in the figures, said plate and/or the bridge comprising an orifice, the movement further comprising a rotating wheel set and a bearing inserted in the orifice.
[0025] Les figures 3 et 4 montrent un système mobile tournant muni d'un balancier 13 et un ressort spiral 14, le balancier 13 comportant un axe 16. L'axe 16 comprend un pivot 15, 17 à chaque extrémité. Chaque palier 18, 20 comporte un bloc de palier 83 cylindrique muni d'un logement 14, un contre-pivot 22 agencé dans le logement 14, et une ouverture 19 opérée dans une face du palier 18, 20, l'ouverture 19 laissant un passage pour insérer le pivot 15, 17 dans le palier jusqu'au contre-pivot 22. Le contre-pivot 22 est monté sur un support de palier 23 et comprend un corps principal cylindrique muni d'une cavité configurée pour recevoir le pivot 15, 17 de l'axe 16 du mobile tournant. Les pivots 15, 17 de l'axe 16 sont insérés dans le logement 14, l'axe 16 étant maintenu tout en pouvant tourner pour permettre le mouvement du mobile tournant. Figures 3 and 4 show a rotating mobile system provided with a balance 13 and a spiral spring 14, the balance 13 having an axis 16. The axis 16 includes a pivot 15, 17 at each end. Each bearing 18, 20 comprises a cylindrical bearing block 83 provided with a housing 14, a counter-pivot 22 arranged in the housing 14, and an opening 19 made in one face of the bearing 18, 20, the opening 19 leaving a passage for inserting the pivot 15, 17 into the bearing as far as the counter-pivot 22. The counter-pivot 22 is mounted on a bearing support 23 and comprises a cylindrical main body provided with a cavity configured to receive the pivot 15, 17 of the axis 16 of the rotating mobile. The pivots 15, 17 of the shaft 16 are inserted into the housing 14, the shaft 16 being held while being able to rotate to allow the movement of the rotating mobile.
[0026] Les deux paliers 18, 20 sont amortisseurs, et comprennent en plus un support élastique 21 du contre-pivot 22 pour amortir les chocs et éviter que l'axe 16 ne se brise. Un support élastique 21 est par exemple un ressort plat à déformation axiale sur lequel le contre-pivot 22 est assemblé. Le support élastique 21 est emboîté dans le logement 14 du bloc de palier 13 et il maintient le contre-pivot 22 dans le logement 14. Ainsi, lorsque la pièce horlogère subit un choc violent, le support élastique 21 absorbe le choc et préserve l'axe 16 du mobile tournant. The two bearings 18, 20 are shock absorbers, and further comprise an elastic support 21 against the pivot 22 to absorb shocks and prevent the axis 16 from breaking. An elastic support 21 is for example a flat spring with axial deformation on which the counter-pivot 22 is assembled. The elastic support 21 is fitted into the housing 14 of the bearing block 13 and it holds the counter-pivot 22 in the housing 14. Thus, when the timepiece undergoes a violent shock, the elastic support 21 absorbs the shock and preserves the axis 16 of the rotating mobile.
[0027] Dans le mode de réalisation des figures 5 et 6, le pivot 15, 17 a une forme de premier cône 26 sensiblement circulaire présentant un premier angle d'ouverture 31. L'angle d'ouverture 31 est le demi-angle formé à l'intérieur du cône par sa paroi externe. In the embodiment of Figures 5 and 6, the pivot 15, 17 has the shape of a first substantially circular cone 26 having a first opening angle 31. The opening angle 31 is the half-angle formed inside the cone by its external wall.
[0028] La cavité 28 du contre-pivot 22 a une forme pyramidale munie de plusieurs faces 24. Dans le premier mode de réalisation des figures 5 à 7, la cavité pyramidale 28 a quatre faces 24. Dans un second mode de réalisation, non représenté sur les figures, la cavité pyramidale a trois faces. Dans d'autres modes de réalisation le nombre de faces de la pyramide peut être supérieur (5, 6, etc.). The cavity 28 of the counter-pivot 22 has a pyramidal shape provided with several faces 24. In the first embodiment of Figures 5 to 7, the pyramidal cavity 28 has four faces 24. In a second embodiment, not shown in the figures, the pyramidal cavity has three faces. In other embodiments the number of faces of the pyramid can be greater (5, 6, etc.).
[0029] Le fond de la cavité 28 est tronqué plat, mais il peut être pointu, tronqué arrondi, selon d'autres modes de réalisation. La cavité 28 présente un second angle d'ouverture 32 au sommet. Pour que le pivot 15, 17 puisse tourner dans la cavité 28, le second angle d'ouverture 32 est supérieur au premier angle d'ouverture 31 du premier cône 26. De préférence les faces 24 de la cavité 28 ont la même orientation par rapport à l'axe du pivot. Autrement dit, le demi-angle d'ouverture de la cavité 28 est identique pour toutes les faces. The bottom of the cavity 28 is truncated flat, but it can be pointed, truncated rounded, according to other embodiments. The cavity 28 has a second opening angle 32 at the top. For the pivot 15, 17 to be able to rotate in the cavity 28, the second angle of opening 32 is greater than the first angle of opening 31 of the first cone 26. Preferably the faces 24 of the cavity 28 have the same orientation with respect to to the pivot axis. In other words, the opening half-angle of the cavity 28 is identical for all the faces.
[0030] Le pivot 15, 17 et les faces de la cavité 28 coopèrent pour former au moins une zone de contact 29. De préférence, le pivot est en contact avec toutes les faces 24 de la cavité 28, créant ainsi une zone de contact avec chaque face 24, c'est-à-dire quatre pour le premier mode de réalisation ou trois pour le deuxième mode de réalisation. Une zone de contact 29 est définie par la partie de la face 24 de la pyramide cône en contact avec le pivot 15, 17. Les normales à chaque zone de contact 29 sont des droites perpendiculaires à chaque zone de contact 29. Les normales forment un angle, dit angle de contact, par rapport au plan perpendiculaire à l'axe du pivot. La normale correspond à la droite perpendiculaire à la face de la cavité 28. Ainsi, l'angle de contact est équivalent au demi-angle d'ouverture de la pyramide de la cavité 28. [0030] The pivot 15, 17 and the faces of the cavity 28 cooperate to form at least one contact zone 29. Preferably, the pivot is in contact with all the faces 24 of the cavity 28, thus creating a contact zone with each face 24, that is to say four for the first embodiment or three for the second embodiment. A contact zone 29 is defined by the part of the face 24 of the cone pyramid in contact with the pivot 15, 17. The normals to each contact zone 29 are straight lines perpendicular to each contact zone 29. The normals form a angle, called contact angle, with respect to the plane perpendicular to the axis of the pivot. The normal corresponds to the line perpendicular to the face of cavity 28. Thus, the contact angle is equivalent to the half-opening angle of the pyramid of cavity 28.
[0031] Selon l'invention, l'angle de contact est inférieur ou égal à 45°, de préférence inférieur ou égal à 30°, voire inférieur ou égal à arctan( ). Pour cela, le second angle doit être inférieur ou égal à 90°, de préférence inférieur ou égal à 60°, voire inférieur ou égal à 2 * arctan( )= 53.13°. According to the invention, the contact angle is less than or equal to 45°, preferably less than or equal to 30°, or even less than or equal to arctan( ). For this, the second angle must be less than or equal to 90°, preferably less than or equal to 60°, or even less than or equal to 2*arctan( )=53.13°.
[0032] Ces valeurs d'angles sont calculées à partir d'équations modélisant les frottements des pivots et des paliers. Pour pouvoir décrire les formules qui donnent les angles optimaux, on définit les grandeurs géométriques suivantes, esquissées sur la figure 6 : αbet α\hsont les angles entre les faces de la cavité et l'axe de symétrie des cavités, pour le palier du bas et celui du haut ; Rbet Rhsont les rayons des calottes sphériques des bouts des pivots en bas et en haut de l'axe du balancier ; B et H sont les centres des calottes sphériques des bouts des pivots en bas et en haut de l'axe du balancier; G est la position du centre de masse, supposé sur la droite BH (balancier équilibré) ; µbet µhsont les coefficients de frottement en bas et en haut.[0032] These angle values are calculated from equations modeling the friction of the pivots and the bearings. To be able to describe the formulas which give the optimal angles, the following geometric quantities are defined, sketched in figure 6: αbet α\h are the angles between the faces of the cavity and the axis of symmetry of the cavities, for the bottom landing and the top landing; Rbet Rh are the radii of the spherical caps of the ends of the pivots at the bottom and at the top of the balance wheel axis; B and H are the centers of the spherical caps of the ends of the pivots at the bottom and at the top of the axis of the balance wheel; G is the position of the center of mass, assumed on the line BH (balanced pendulum); µbet µh are the coefficients of friction at the bottom and at the top.
[0033] Pour évaluer la différence de frottements en fonction de la gravité, l'angle θ entre l'axe du balancier et la gravité parcourt tout l'intervalle [0°, 180°]. [0033] To evaluate the difference in friction as a function of gravity, the angle θ between the axis of the balance wheel and gravity covers the entire interval [0°, 180°].
[0034] On distingue deux types de contraintes appliquées sur la géométrie du système mobile : C1: aucune contrainte sur les rayons Rbet Rhet les angles αbet αh, C2: pour des questions de facilité de fabrication, on impose Rb= Rh, et on suppose µb= µh.There are two types of constraints applied to the geometry of the mobile system: C1: no constraint on the radii Rbet Rh and the angles αbet αh, C2: for reasons of ease of manufacture, we impose Rb= Rh, and we assume µb= µh.
[0035] On désigne par Mfr,max, respectivement Mfr,min, le couple de frottement maximum, respectivement minimum, sur tous les angles θ considérés (soit toute la plage [0°, 180°]). On cherche à minimiser la variation relative maximale de couple, définie par Mfr,max, respectively Mfr,min denotes the maximum friction torque, respectively minimum, over all the angles θ considered (ie the entire range [0°, 180°]). We seek to minimize the maximum relative variation of torque, defined by
[0036] Dans le cas C1, pour un axe de mobile tournant muni de deux pivots, tel que schématisé sur la figure 6, l'angle de contact (α) optimal entre les couples pivotpalier est défini par les équations suivantes : où N est le nombre de faces des deux pyramides, BH est la distance entre les extrémités des deux pivots, GH est la distance entre l'extrémité du premier pivot (17) en contact avec le premier palier (18) et le centre de masse (G) du balancier, et GB est la distance entre l'extrémité du deuxième pivot (15) en contact avec le deuxième palier (20) et le centre de masse (G) du balancier 2. [0036] In the case C1, for a rotating spindle provided with two pivots, as shown schematically in Figure 6, the optimum contact angle (α) between the pivot-bearing couples is defined by the following equations: where N is the number of faces of the two pyramids, BH is the distance between the ends of the two pivots, GH is the distance between the end of the first pivot (17) in contact with the first bearing (18) and the center of mass (G) of the balance, and GB is the distance between the end of the second pivot (15) in contact with the second bearing (20) and the center of mass (G) of the balance 2.
[0037] Ces équations sont issues d'un modèle à trois dimensions du contact entre le pivot et le contre-pivot, dans lequel l'extrémité du pivot est modélisée par une sphère. Dans le cas général, B et H sont définis par l'intersection entre la normale au contact et l'axe du pivot. De préférence, les bouts des pivots sont arrondis, B et H étant définis par le centre de la sphère. Ainsi, le rayon du bout arrondi correspond au segment entre le contact et l'intersection de la normale au contact et de l'axe du pivot 15, 17. These equations come from a three-dimensional model of the contact between the pivot and the counter-pivot, in which the end of the pivot is modeled by a sphere. In the general case, B and H are defined by the intersection between the normal with the contact and the axis of the pivot. Preferably, the ends of the pivots are rounded, B and H being defined by the center of the sphere. Thus, the radius of the rounded end corresponds to the segment between the contact and the intersection of the normal to the contact and the axis of the pivot 15, 17.
[0038] Cette relation s'applique aux pivots ayant des formes différentes. Les rayons Rbet Rhdes bouts arrondis peuvent être différents l'un de l'autre. This relationship applies to pivots having different shapes. The radii R and Rh of the rounded ends may be different from each other.
[0039] Ainsi, selon la position du centre de masse G, les premiers cônes des deux pivots 15, 17 peuvent avoir des angles d'ouverture différents. Mais s'ils répondent à cette relation, la variation de frottements entre les positions verticales et horizontales est diminuée par rapport à d'autres géométries de pivots et de cavités. Thus, depending on the position of the center of mass G, the first cones of the two pivots 15, 17 may have different opening angles. But if they meet this relationship, the variation in friction between the vertical and horizontal positions is reduced compared to other geometries of pivots and cavities.
[0040] Pour le premier mode de réalisation à quatre faces, le graphique de la figure 8 montre les angles de contact optimaux pour les deux paliers et pivots pour chaque position du centre de masse sur l'axe du balancier. For the first four-sided embodiment, the graph of Figure 8 shows the optimum contact angles for the two bearings and pivots for each position of the center of mass on the balance shaft.
[0041] Le cas particulier où le centre de masse G est au milieu de B et H, et si les coefficients de frottement sont égaux entre le bas et le haut, alors on a des paliers symétriques (Rb= Rh), avec αbet αh= env. 35°. Ainsi, l'angle d'ouverture souhaitable pour des pyramides est d'environ 70°. Dans les autres cas, les angles de contact des deux couples paliers-pivots sont différents. On remarque ainsi, qu'il y a toujours l'un des deux angles de contact avec une valeur inférieure ou égale à 35° et l'autre angle avec une valeur supérieure ou égale à 35°. Un autre cas où le centre de masse se trouve à un tiers de longueur de l'axe d'un premier pivot, l'angle de contact optimal de ce premier pivot est de 45°, tandis que le second pivot a un angle de contact optimal égal à 30°. Ainsi, les cavités ont un angle d'ouverture égal à 90°, et l'autre pyramide d'angle d'ouverture égal à 60°. [0041] The particular case where the center of mass G is in the middle of B and H, and if the coefficients of friction are equal between the bottom and the top, then we have symmetrical bearings (Rb= Rh), with αbet αh = approx. 35°. Thus, the desirable opening angle for pyramids is about 70°. In the other cases, the contact angles of the two bearing-pivot pairs are different. It is thus noted that there is always one of the two contact angles with a value less than or equal to 35° and the other angle with a value greater than or equal to 35°. Another case where the center of mass is at a third of the length of the axis of a first pivot, the optimal contact angle of this first pivot is 45°, while the second pivot has a contact angle optimum equal to 30°. Thus, the cavities have an opening angle equal to 90°, and the other pyramid has an opening angle equal to 60°.
[0042] Chaque angle de contact optimal est compris dans un intervalle allant de 20° à 90°. L'angle de contact le plus petit est celui du pivot le plus proche du centre de masse. [0042] Each optimum contact angle is within an interval ranging from 20° to 90°. The smallest contact angle is that of the pivot closest to the center of mass.
[0043] Le graphique de la figure 9 montre la différence des rayons optimaux des extrémités des deux pivots en fonction de la position du centre de masse. Ainsi, on remarque que pour un centre de masse au milieu du l'axe de balancier, les rayons sont de préférence égaux pour les deux extrémités. The graph in Figure 9 shows the difference in the optimum radii of the ends of the two pivots as a function of the position of the center of mass. Thus, we note that for a center of mass in the middle of the balance shaft, the radii are preferably equal for the two ends.
[0044] Pour le second mode de réalisation à trois faces, le graphique de la figure 10 montre les angles de contact optimaux pour les deux paliers et pivots pour chaque position du centre de masse sur l'axe du balancier. Le cas particulier où le centre de masse G est au milieu de B et H, et si les coefficients de frottement sont égaux entre le bas et le haut, alors on a des paliers symétriques (Rh = Rh), avec αbet αh= 45° environ. Ainsi, l'angle d'ouverture souhaitable pour des cônes est d'environ 90°. Dans les autres cas, les angles de contact des deux couples paliers-pivots sont différents. On remarque ainsi, qu'il y a toujours l'un des deux angles de contact avec une valeur inférieure ou sensiblement égale à 45° et l'autre angle avec une valeur supérieure ou sensiblement égale à 45°. Un autre cas où le centre de masse se trouve à un quart de longueur de l'axe d'un premier pivot, l'angle de contact optimal de ce premier pivot est de sensiblement 65°, tandis que le second pivot a un angle de contact optimal sensiblement égal à 35°. Ainsi pour les cavités coniques, on a un cône d'angle d'ouverture égal à 130°, et l'autre cône d'angle d'ouverture égal à 70°. [0044] For the second three-sided embodiment, the graph of Figure 10 shows the optimum contact angles for the two bearings and pivots for each position of the center of mass on the pendulum axis. The special case where the center of mass G is in the middle of B and H, and if the coefficients of friction are equal between the bottom and the top, then we have symmetrical bearings (Rh = Rh), with αbet αh= 45° about. Thus, the desirable opening angle for cones is about 90°. In the other cases, the contact angles of the two bearing-pivot pairs are different. It is thus noted that there is always one of the two contact angles with a value less than or substantially equal to 45° and the other angle with a value greater than or substantially equal to 45°. Another case where the center of mass is at a quarter length from the axis of a first pivot, the optimum contact angle of this first pivot is approximately 65°, while the second pivot has an angle of optimum contact substantially equal to 35°. Thus for conical cavities, there is one cone with an opening angle equal to 130°, and the other cone with an opening angle equal to 70°.
[0045] Chaque angle de contact optimal est compris dans un intervalle allant de 27° à 90°. L'angle de contact le plus petit est celui du pivot le plus proche du centre de masse. [0045] Each optimal contact angle is within an interval ranging from 27° to 90°. The smallest contact angle is that of the pivot closest to the center of mass.
[0046] Le graphique de la figure 11 montre la différence des rayons optimaux des extrémités des deux pivots en fonction de la position du centre de masse. Ainsi, on remarque que pour un centre de masse au milieu du l'axe de balancier, les rayons sont de préférence égaux pour les deux extrémités. The graph in Figure 11 shows the difference in the optimum radii of the ends of the two pivots as a function of the position of the center of mass. Thus, we note that for a center of mass in the middle of the balance shaft, the radii are preferably equal for the two ends.
[0047] Dans une seconde configuration du système mobile, les deux pivots ont des formes identiques à ceux du premier modèle (Rb= Rh), comme les exemples des figures 4 et 6. In a second configuration of the mobile system, the two pivots have shapes identical to those of the first model (Rb=Rh), such as the examples in Figures 4 and 6.
[0048] Les graphiques des figures 12 et 13 montrent comment varient les angles optimaux et la variation ε en fonction de la position relative du centre de masse pour le premier mode de réalisation à quatre faces. Dans ce cas, il y a toujours l'un des deux angles avec une valeur inférieure ou égale à arctan( ) = 26,6 environ, et l'autre angle avec une valeur supérieure ou égale à arctan( ). Le cas particulier où le centre de masse G est au milieu de B et H, et si les coefficients de frottement sont égaux entre le bas et le haut, alors on a des paliers avec αbet αb= arctan( )= 26.6° environ. The graphs of Figures 12 and 13 show how the optimal angles vary and the variation ε as a function of the relative position of the center of mass for the first embodiment with four faces. In this case, there is always one of the two angles with a value less than or equal to arctan( ) = approximately 26.6, and the other angle with a value greater than or equal to arctan( ). The special case where the center of mass G is in the middle of B and H, and if the coefficients of friction are equal between the bottom and the top, then we have bearings with αbet αb= arctan( )= approximately 26.6°.
[0049] Les graphiques des figures 14 et 15 montrent comment varient les angles optimaux et la variation ε en fonction de la position relative du centre de masse pour le second mode de réalisation à trois faces. Dans ce cas, il y a toujours l'un des deux angles avec une valeur inférieure ou égale à arctan( ) = 26,6 environ, et l'autre angle avec une valeur supérieure ou égale à arctan( ). Le cas particulier où le centre de masse G est au milieu de B et H, et si les coefficients de frottement sont égaux entre le bas et le haut, alors on a des paliers avec αbet αh= arctan( )= 26.6° environ. The graphs of Figures 14 and 15 show how the optimal angles vary and the variation ε as a function of the relative position of the center of mass for the second embodiment with three faces. In this case, there is always one of the two angles with a value less than or equal to arctan( ) = approximately 26.6, and the other angle with a value greater than or equal to arctan( ). The special case where the center of mass G is in the middle of B and H, and if the coefficients of friction are equal between the bottom and the top, then we have bearings with αbet αh= arctan( )= approximately 26.6°.
[0050] Des exemples de variation de couple de frottement en fonction de l'orientation θ sont représentés sur la figure 16 pour le premier mode de réalisation, et sur la figure 17 pour le second mode de réalisation. Les courbes sont symétriques pour une valeur supérieure à 90°. Ainsi, pour des pivots de même forme et de même rayon, le point de symétrie de la courbe est décalé par rapport à 90°. [0050] Examples of variations in friction torque as a function of the orientation θ are represented in FIG. 16 for the first embodiment, and in FIG. 17 for the second embodiment. The curves are symmetrical for a value greater than 90°. Thus, for pivots of the same shape and the same radius, the point of symmetry of the curve is shifted with respect to 90°.
[0051] Quel que soit le mode de réalisation, les angles minimaux de contact des deux pivots et des deux paliers, les angles minimaux de contact (αh, αb) des deux pivots (15, 17) et des deux paliers (18, 20) sont définis par l'équation suivante, cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, de préférence cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, de préférence cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2,5, ou encore cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 3, voire cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 4, où N est le nombre de faces des deux pyramides. En effet, pour obtenir les meilleurs résultats concernant le couple de frottement avec les deux paliers, les angles minimaux de contact (αh, αb) doivent répondre à ces équations. Whatever the embodiment, the minimum contact angles of the two pivots and of the two bearings, the minimum contact angles (αh, αb) of the two pivots (15, 17) and of the two bearings (18, 20 ) are defined by the following equation, cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, preferably cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2, preferably cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 2.5, or even cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 3, or even cotαh+ cotαb= 4 cos ≥ 4, where N is the number of faces of the two pyramids. In fact, to obtain the best results concerning the friction torque with the two bearings, the minimum contact angles (αh, αb) must correspond to these equations.
[0052] Naturellement, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits en référence aux figures et des variantes pourraient être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Naturally, the invention is not limited to the embodiments described with reference to the figures and variants could be envisaged without departing from the scope of the invention.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00780/20A CH717570A2 (en) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Mobile rotating system of a watch movement. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH00780/20A CH717570A2 (en) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Mobile rotating system of a watch movement. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH717570A2 true CH717570A2 (en) | 2021-12-30 |
Family
ID=78958419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CH00780/20A CH717570A2 (en) | 2020-06-26 | 2020-06-26 | Mobile rotating system of a watch movement. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH717570A2 (en) |
-
2020
- 2020-06-26 CH CH00780/20A patent/CH717570A2/en unknown
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