Brevet FR2114016A1 — publié le 19720630

On connait des montres électroniques à quartz dans lesquelles les vibrations d'un cristal de quartz servent comme base de temps. Les vibrations du cristal,d1une fréquence de 8192 "z, sont démulti pliées dans un circuit de comptage intégré Hz é pour obtenir des impul- sions électriques d'une fréquence de 256 Hz qui servent à commander un moteur vibrant entratnant un rouage par l'intermédiaire d'un encliquetage. La réduction de la fréquence de 8192 Hz à 256 "z, correspondant à un facteur de réduction de 32, est obtenue par un circuit de comptage à 5 étages binaires. Le moteur vibrant de ces montres consiste en une lame métalli- que suspendue élastiquement et possédant une fréquence de résonnance propre de 256 Hz, qui est mise en mouvement par des moyens électro-magnétiques et porte un cliquet faisant avancer une roue dentée d'une dent pour chaque oscillation. Dans d'autres montres électroniques connues, dites à fréquence sonore, la base de temps est constituée par un diapason ou un résonnateur de flexion vibrant à une fréquence propre plus réduite, qui est directement utilisé pour l'entrainement d'un cliquet, sans étage de réduction de fréquence. Dans une montre à diapason connue, la fréquence du diapason est de 300 "z, ce qui correspond pratiquement à la valeur maximum admissible pour l'actionnement dlun cliquet. Dans les montres à quartz, la réduction de la fréquence est obtenue par des circuits intégrés et la transformation des oscillations électriques en vibrations mécaniques nécessite l'emploi d'un moteur comprenant un aimant en interaction avec un circuit magnétique. On a donc une double transformation du phénomène oscillatoire et la multiplicité des organes nécessaires constitue un inconvénient. Dans les montres à fréquence sonore, on bénéficie d'un entrai- nement plus direct, mais en revanche la valeur de la fréquence maximum ce la source vibrante reste limitée par les possibilités de transmission de laencliquetage, qui travaille aussi au maximum de ses possibilités. L'invention vise i fournir un mécanisme diviseur de fréquence permettant d'entraîner dans de meilleures conditions le mécanisme des pièces d'horlogerie à partir d'un moteur vibrant à fréquence élevée. Ce mécanisme diviseur de fréquence permet d'utiliser une source d'énergie vibrante à haute fréquence dans un mécanisme moteur présentant la simplicité des dispositifs à basse fréquence. Le mécanisme objet de l'invention comportant au moins un étage de réduction de fréquence constitué par deux organes mécaniques vibrants meneur et mené de fréquences accordées et différentes, ces organes vibrants coopérant l'un avec l'autre par frappes répétées à la suite de leurs vibrations de manière à produire l'oscillation de l'organe vibrant mené de plus basse fréquence à partir de celle de l'organe vibrant meneur de fréquence plus élevée, est caractérisé en ce que les deux organes vibrants meneur et mené d'un étage de réduction sont agencés pour venir en appui réciproque approximativement en position neutre, et en ce que la masse mobile de l'organe vibrant meneur est grande par rapport à celle de 1 t organe vibrant mené, de manière qu'à une suite d'oscillations complotes de l'organe vibrant meneur corresponde une suite de demi-oscillations de 1' organe vibrant mené. Le dessin annexé représente à titre d'exemple des formes d'e xécution du mécanisme objet de l'invention. La fig. 1 est une vue schématique d'une première forme d'exécution du mécanisme objet de l'invention. Les fig. 2, 3 et 4 sont deR hémas illustrant le fonctionnement de cette première forme d'exécution, Les fig. 5 et 6 sont des vues schématiques d'une deuxième et d'une troisième forme d'exécution, Le moteur d'une pièce d'horlogerie représenté à la fig. 1 comporte un organe vibrant moteur 1 constitué par un diapason mis en état de vibration par des moyens électro-magnétiques 3. Un mécanisme d'entratnement par encliquetage 4 comporte un cliquet mobile 5 coopérant avec une roue dentée 6. Le cliquet mobile 5 est porté par un organe vibrant mené 7 constitué par une tette 8 disposée à l'ex- trémité libre d'une lame élastique 9. La branche Il du diapason d'une part, et l'organe vibrant 7 d'autre part, constituent respectivement les organes vibrants meneur et mené d'un étage de réduction de fréquence établi entre 1' organe moteur 1 et le cliquet 5. L'organe mené 7 a une fréquence propre accordée à celle de 1' organe meneur 11, mais plus lente que cette dernière. Ces deux organes coopèrent l'un avec l'autre par frappes répétées de sorte que l'organe meneur 11, mis en vibration, communique une oscillation entretenue et synchronisée plus lente à l'organe mené 8. En position neutre ou de repos, la tête 8 de l'organe mené est en léger appui contre la branche Il constituant 1' organe meneur, qui est mis en vibration, par exemple à une fréquence de 1000 Hz. La fréquence propre de l'organe mené 7 est d'environ 25 Xz, et la masse de la tête 8 est petite par rapport à celle de la branche 11. Les mouvements vibratoires correspondants de la branche 11 et de la t8te 8 sont représentés à la fig. 2, les déplacements x étant indiqués en ordonnée, à partir de la position neutre ou de repos indiquée par la ligne C, alors que le temps t est porté en abscissa La courbe À dessinée en trait plein représente le mouvement à haute fréquence de la branche Il constituant l'organe vibrant meneur, qui se produit de part et d'autre de la position de repos, sous la forme d'une suite d'oscillations complètes. La courbe B dessinée en pointillé représente le mouvement à plus basse fréquence de la tête 8 constituant l'organe mené, qui se produit sur un seul côté de la position de repos, sous la forme d'une suite de demi-oscillations.Dans le diagramme de la fig. 2, par soucis d'une représentation claire, le rapport entre les fréquences accordées des deux organes n'est que de 4 à 1, alors que comme indiqué précédemment il est en réalité,par exemple,de 40 à 1. le choc des deux organes meneur Il et mené 8 se produit normalement sur la ligne de position neutre C, au point D. En ce point D, le fonctionnement est stable, comme expliqué ci-après en se référant aux fig. 3 et 4 qui représentent à plus grande échelle et de manière schématique deux parties du diagramme de la fig. 2. En effet, si l'organe mené 8 ayant pris du retard se déplaçait selon une trajectoire indiquée en B1 correspondant à un retard R (fig. 3), il rencontrerait l'organe meneur Il se déplaçant sur la trajectoire À au point de choc E, et repartirZit alors pour sa demi-oscillation suivante avec un retard plus petit indiqué en R1. Par contre si l'organe mené 8 ayant pris de l'avance se dépla çait selon la trajectoire 32 correspondant à une avance M, il rencontrerait l'organe meneur en P, et repartirait alors.avec une avance réduite indiquée en M1 (fig. 3). On note que cette diminution des écarts n'est obtenue que sur les parties montantes de la trajectoire A, de part et d'autre des points D. Bur les parties descendantes de cette trajectoire, de part et d'autre des points D1, ces écarts augmentent au contraire, comme indiqué à la fig. 4, passant de R2 à R3 en cas de retard et de M2 à M3 en cas d'avance. De la sorte, si le choc se produit sur l'une de ces parties descendantes, il se trouve progressivement reporté sur la partie montante adjacente, pour aboutir nécessairement, en fin de correction, en un point D de fonctionnement stable. Quelque soit la position du choc i l'origine, ou en cas de perturbations, on revient donc toujours progressivement à un point stable D situé sur une partie montante de la courbe A, où le mécanisme fonctionne alors parfaitement. Il est souligné que cette stabilité indispensable ne peut être obtenue que si l'énergie est transférée de l'organe de fréquence élevée à l'organe de fréquence basse (soit sur une partie montante de la courbe A), ce qui implique nécessairement que le diapason constituant le vibrateur étalon à fréquence élevée soit également le moteur, comme dans le mécanisme décrit. La fréquence de déplacement du cliquet 5 est deux fois plus élevée que la fréquence propre de l'organe mené 7, de sorte que pour le mécanisme représenté, l'étage de réduction assure un rapport de réduction de fréquence de : 2 x 25/1000 - 1/20. Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 5, un organe mené 15 est associé à un élément de sortie mobile 16 dans un oscillateur mécanique à résonnance agencé de manière que cet élément de sortie effectue une oscillation complète pour chacune des demi-oscillations de la tette 17. Cet oscillateur à résonnance constitue un filtre pour la fréquence de sortie de 50 Hz transmise au cliquet 18. Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 6, le mécanisme diviseur de fréquence comprend plusieurs étages de réduction agencés en série. En effet, un élément de sortie 20a, associé à 1' organe mené 20 d'un étage amont, constitue lui-même 1' organe meneur de l'étage de réduction suivant, comportant un organe mené 21 et un élément de sortie 21a portant le cliquet mobile. Le moteur vibrant peut être, par exemple, un diapason à quartz vibrant à environ 10000 "z, chacun des deux étages de réduction ayant un rapport de réduction de 1/20 par exemple, et l'entratnsment du cliquet se faisant alors à la fréquence de : 10000/20 x 20 = 25 Hz. Le mécanisme de l'invention permet de réduire par voie méca- nique et avec un excellent rendement la fréquence élevée d'un moteur vibrant, pour entrainer ou piloter de manière synchrone le mouvement d'une pièce d'horlogerie. L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits, elle englobe au contraire toutes les variantes. EEVEN AlIONS 1) mécanisme diviseur de fréquence dans une pièce d'horlogerie à moteur vibrant, comportant au moins un étage de réduction de fréquence constitué par deux organes mécaniques vibrants meneur et mené de fréquences accordées et différentes, ces organes vibrants coopérant l'un avec l'autre par frappes répétées à la suite de leurs vibrations, de manière à produire l'oscillation de l'organe vibrant mené de plus basse fréquence à partir de celLe de l'organe vibrant meneur de fréquence plus élevée, caractérisé en ce que les deux organes vibrants meneur et mené d'un étage de réduction sont agencés pour venir en appui réciproque approximativement en position neutre, et en ce que la masse mobile de l'organe vibrant meneur est grande par rapport à celle de 1' organe vibrant mené, de manière qutà une suite d'oscillations complètes de l'organe vibrant meneur corresponde une suite de demi-oscillations de l'organe vibrant mené. 2) Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'- organe vibrant mené d'un étage de réduction est associé à un organe de sortie mobile dans un oscillateur mécanique à résonnance agencé de sorte que cet organe de sortie décrit une oscillation complète pour chaque demi-oscillation dudit organe vibrant mené. 3) Mécanisme selon les revendications 1 et 2, comprenant au moins deux étages de réduction agencés en série, caractérisé en ce que 1' organe de sortie mobile associé à organe vibrant mené du premier étage constitue l'organe vibrant meneur du deuxième étage. 4) Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1' organe vibrant mené actionne un cliquet mobile compris dans un dispositif d'entrainement par encliquetage.