Brevet FR2134489A1 — publié le 19721208

La présente invention concerne un moteur vibratoire pour la mesure du temps, comportant une roue de commutation entraînée. Dans les moteurs vibratoires de montres électriques qui comportent une partie vibratoire d'un oscillateur électromécanique constituant l'organe d'entraî-5 nement d'une montre et dont les vibrations résonantes sont entretenues par un moyen d'entraînement électrique, il est prévu en général un vibrateur soumis à un mouvement de va-et-vient périodique, essentiellement en translation. On connaît en particulier un résonateur mis en état vibratoire à une fréquence de résonance déterminée avec une énergie interne relativement grande et une 10 faible perte d'énergie extérieure. L'invention s'étend également aux moteurs vibratoires dont le vibrateur n'est pas amené à une fréquence de résonance. Dans la plupart des moteurs vibratoires connus, un cliquet d'entraînement est fixé sur le vibrateur et est ajusté dans la direction des vibrations. Ce 15 cliquet vient en prise dans les dents d'une roue de commutation dont le palier est fixe par rapport au vibrateur. Un cliquet d'arrêt vient en outre en prise dans les dents de la roue de commutation dont l'extrémité d'attache est également fixe par rapport au vibrateur. La fréquence d'entraînement des moteurs vibratoires de la technique connue 20 est comprise ordinairement entre environ 200 à 700 vibrations par seconde. Le diamètre des roues de commutation des modes de réalisation connus est d'environ 1 à 3 mm. Ces chiffres montrent déjà que les parties des moteurs vibratoires qui transforment les mouvements de translation périodiques en mouvements de rotation à sens unique posent d'importants problèmes technologiques au construc-25 teur. Ainsi, par exemple, l'efficacité de la transformation des mouvements doit être très élevée pour deux raisons. La première raison réside dans le fait que la consommation d'énergie d'un moteur vibratoire, par exemple pour des montres de petite taille, ne doit pas dépasser d'une valeur notable l'énergie contenue dans une batterie déterminée 30 dont les dimensions dépendent des conditions du marché. La seconde raison réside dans le fait que la perte d'énergie conduit à la destruction du moteur vibratoire lorsqu'elle dépasse une valeur déterminée. Pour atteindre une haute efficacité, on a besoin de la disposition la plus précise des cliquets par rapport à la roue de commutation, ainsi que de matériaux 35 particulièrement résistants. La disposition des cliquets et la position de la roue de commutation subissent malheureusement, dans les moteurs vibratoires connus, des modifications indésirables, du fait que les points de fixation du vibrateur, de la roue de commutation et du cliquet d'arrêt reposent en général sur une plaque de support à des distances notablement éloignées les uns des autres 40 et que toutes les parties sont soumises à des influences aussi bien thermiques 72 14636 2134489 que mécaniques. Lorsque les moteurs vibratoires connus servent de moteur de synchronisation ou même de moteurs d'entraînement pour les montres, on s'attend à ce que des mouvements périodiques d'une certaine fréquence ou des à-coups périodiques 5 de courant électrique se transforment en un mouvement de rotation d'un nombre de tours déterminé. Ceci implique en fait que les amplitudes des déplacements du vibrateur doivent être maintenues constantes dans des limites connues, et que les positions relatives des cliquets et de la roue de commutation restent invariables dans d'étroites limites. Dans les moteurs vibratoires connus, ces 10 conditions sont extrêmement difficiles à remplir. Un autre problème des moteurs vibratoires de la technique connue réside dans le fait que, pour des montres à bracelet la transformation totale d'énergie doit être par exemple de l'ordre de quelques microwatts seulement. De ce fait, les puissances effectives qui se produisent sont d'une faible valeur 15 et par conséquent de très petites forces perturbatrices suffisent pour en perturber le fonctionnement. En conséquence, dans les entreprises de la demanderesse on monte la roue de commutation de tels moteurs vibratoires et ses pièces associées dans un fluide de faible viscosité tel que de l'huile, par exemple de 1 cSt, et de ce fait on évite une grande partie des inconvénients 20 cités ci-dessus. Le montage de la roue de commutation dans de tels moteurs vibratoires est bien entendu très important, parce que, en raison des petites dimensions des pièces qui sont en mouvement les unes par rapport aux autres, la poussière peut facilement freiner leur mouvement. 25 Des expériences minutieuses ont montré que le freinage brutal du mouvement de rotation de la roue de commutation déforme de manière permanente les pointes des dents en raison des chocs appliqués latéralement, ce qui, notamment dans le cas où la déformation se produit de manière irrégulière, altère le mouvement de la roue de commutation. 30 Un but de la présente invention est de remédier à cet inconvénient. Pour ce faire, on prévoit au moins un butoir formant un amortisseur ou bien équipé d'un amortisseur pour le freinage du mouvement de rotation de la roue de commutation et pour la protection des dents de cette roue. Avantageusement, l'amortisseur peut être constitué par une lamelle fixée 35 avec écartement par au moins une de ses extrémités sur le butoir assujetti dans le boîtier. Cette disposition permet d'absorber élastiquement le choc subi par la roue de commutation ou par ses dents, ce choc étant absorbé par le butoir, et de transformer l'énergie de mouvement de la roue de commutation en énergie de 40 mouvement du fluide, dans lequel le dispositif complet est noyé, cette énergie 72 14636 3 2134489 de mouvement étant transformée en chaleur par frottement. Il est bien entendu difficile de mesurer cette transformation en chaleur vu les énergies dont il s'agit et la grande quantité de fluide, et en tout cas cela ne sert à rien. Etant donné que l'espace en section peut être rectangulaire, par exemple 5 carré, quadrangulaire, trapézoïdal ou rond, il est possible de prévoir un amortissement plus ou moins fort dépendant des circonstances. Il existe également la possibilité de régler la fréquence voulue puisque, lorsque le fluide a été repoussé en dehors de l'espace, il doit être immédiatement réaspiré dans celui-ci. L'amortissement entier est aussi conçu de telle façon qu'aucune réaction 10 ne se produise sur la roue de commutation. Il est aussi possible de fixer la lamelle par les deux extrémités, par exemple latéralement sur le butoir et de prévoir une plaquette de choc, par exemple en rubis, disposée de préférence contre la roue de comutation ou bien de prévoir un élément en caoutchouc placé entre la plaquette de choc et le dis-15 positif pour servir d'amortisseur, la plaquette de choc et le butoir étant de préférence en rubis. Les caractéristiques d'amortissement de ces deux constructions sont différentes et il dépendra de la forme du moteur vibratoire, de sa fréquence, du choix de matériaux pour la roue de commutation, de la denture, etc..., lequel des deux modes de réalisation produira les meilleurs résultats. 20 Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-dessous à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en plan d'un élément vibratoire montrant la roue de commutation, les cliquets et les butoirs latéraux; - la figure 2 est une vue d'un détail de l'élément de la figure 1 montrant 25 un butoir et un autre mode de réalisation de l'amortisseur; - la figure 3 est une vue de la construction de l'amortisseur de la figure 2; et, - la figure 4 est une vue d'un autre mode de réalisation de l'amortisseur. On voit sur la figure 1 une roue de commutation 1 d'un moteur vibratoire tel 30 que l'on utilise dans la technique de chronométrie, notamment pour des montres électriques de petite taille. Cette roue de commutation 1 est équipée de dents 2 qui coopèrent avec un cliquet 3 comportant une pierre 4 à une extrémité ainsi qu'avec un cliquet 6 et une pèrre decliquet correspondante 7. Lors du mouvement alternatif de la ro'ie de commutation 1, comme cela est décrit dans la 35 demande de brevet suisse n° 16873/6Ç , deux butoirs 9 et 14, pourvus d'une languette ou lamelle 11 ou 16 et d'un support 12 ou 17, servent de limites latérales de ce mouvement. Ce support 12 ou 17 forme la liaison entre la languette ou lamelle 11 ou 16 et le butoir 9 ou 14. Entre la languette 11, 16 et le butoir 9, 14, il est prévu un espace 13, 18 dans lequel se trouve un 40 fluide provenant de l'espace 19 qui est complètement rempli de fluide. 72 14636 2134489 Or, lors du mouvement alternatif de la roue de commutation 1, si les dents 2 de celle-ci s'appliquent en tournant contre des butoirs 9 ou 14, ces dents 2 2 seront déformées par une pression superficielle de l'ordre de 50 kg/mm en moyenne, de sorte que les pointes des dents deviendront plates. Afin d'amortir 5 ce choc ou de l'éviter, les languettes ou lamelles 11 ou 16 fléchissent lors de la rotation des dents 2 de la roue de commutation 1 et se courbent vers les butoirs 9 ou 14. Lors de ce rétrécissement des dimensions de l'espace 13 ou 18, le fluide qui est présent dans cet espace est repoussé en dehors de celui-ci, de sorte que l'énergie de mouvement du fluide est transformée en chaleur par 10 friction, ce qui n'est pas mesurable en raison du volume important de fluide dans l'espace 19. Il est possible de choisir une forme rectangulaire, par exemple quadrangulaire, carrée, trapézoïdale ou ronde pour l'espace 13 ou 18 afin d'obtenir le meilleur amortissement pour des dimensions, fréquences et matériaux donnés. De cette façon, il est possible de protéger les pointes des dents 2 de 15 la roue de commutation 1 et d'assurer ainsi le mouvement régulier de la roue de commutation 1. Sur la figure 2 on voit une partie d'une roue de commutation 22 équipée de dents 23 qui en tournant s'applique contre deux butoirs latéraux de la façon illustrée, un seul butoir 25 étant représenté. Ce butoir 25, comme les butoirs 20 de la figure 1, sont de préférence en pierre fine, par exemple en rubis, et la lamelle aussi est de préférence fabriquée d'un tel matériau. La lamelle 27 est fixée au butoir 25 par un adhésif appliqué aux points de fixation latéraux 28. Pour que l'amortisseur soit soumis toujours aux mêmes forces, une plaquette de choc 29, de préférence en rubis, est fixée par adhésif à la lamelle 27, laquelle 25 peut également être en métal. Selon un autre mode de réalisation d'un amortisseur, on voit sur la figure 4 un butoir 32 et une plaquette de choc, les deux étant de préférence en rubis et reliés ensemble au moyen d'un tampon 35 en caoutchouc. Ce tampon 35 forme une liaison molle entre le butoir de la roue de commutation (non illustrée) 30 et la plaquette de choc 34, de sorte que l'énergie de mouvement est transformée dans le tampon 35 en énergie de modification de forme et finalement en chaleur produite par friction. Les dispositifs décrits réduisent sensiblement l'usure des dents de la roue de commutation utilisée dans des moteurs vibratoires, en particulier pour 35 des montres électriques. 72 14636 5 2134489 REVENDICATIONS 1.- Moteur vibratoire pour la mesure du temps, comportant une roue de commutation à rochet entraînée par cliquet, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un butoir (9, 141 formant un amortisseur, ou équipé d'un amortisseur pour 5 le freinage du mouvement de rotation de la roue de commutation (1) et pour la protection des dents de la roue. 2.- Moteur vibratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'amortisseur comporte des lamelles (11, 16) fixées avec écartement par au moins une de leurs extrémités, sur les dispositifs (9, 14), lesquels sont assujettis 10 dans le boîtier, de sorte qu'il existe dans l'espace (13, 19) compris entre les dispositifs (9, 14) et les lamelles (11, 16) au moins un mileu d'amortissement fluide qui, lors du choc de la roue à rochet (1) sur les lamelles (11, 16) et du rétrécissement consécutif de l'espace (13, 18) est repoussé en dehors de celui-ci et qui est réaspiré dans l'espace dilaté (13, 18) lors du mouvement de 15 retour des lamelles (11, 16). 3.- Moteur vibratoire selon les revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la section de l'espace (13, 18) est quadrangulaire, par exemple rectangulaire, carrée, trapézoïdale ou encore circulaire, 4.- Moteur vibratoire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, ca-20 ractérisé en ce que la lamelle (27) est fixée par ses deux extrémités (28), par exemple latéralement,sur le dispositif d'amortissement (25) et, de préférence, est pourvue d'une plaquette protectrice (29), par exemple en corindon, en contact avec la roue à rochet (22). 5.- Moteur vibratoire selon l'une quelconque des revendications précéden-25 tes, caractérisé en ce que, comme élément amortisseur, il est prévu un élément en caoutchouc élastique (35) disposé entre la plaquette protectrice (34) et le dispositif (32), la plaquette et le dispositif étant de préférence en corindon.