Brevet FR2666665A1 — publié le 19920313

La présente invention concerne de façon générale des mouvements analogiques de montres à quartz à deux aiguilles, pilotés par un moteur pas à pas. Plus précisément, l'invention concerne une disposition perfectionnée de train d'engrenages dans un mouvement ayant une monture de matière plastique, et dans lequel une roue centrale est directement entraînée par un moteur pas à pas qui est luimême alimenté par une pile de grand diamètre et de faible épaisseur. On a mis au point des mouvements électroniques de type analogique, c'est-à-dire ayant des aiguilles rotatives classiques, dans lesquels un moteur pas à pas est piloté de façon convenable par un signal électrique de pilotage à base de temps. Le signal de pilotage peut provenir d'un circuit générateur d'impulsions à transistors ou d'un circuit intégré ayant une base de temps à oscillateur piézoélectrique. Des mouvements perfectionnés destinés à des montres à deux aiguilles ayant des montures de matière plastique ont été mis au point avec une roue centrale munie de dents de forme ogivale à sa périphérie, ces dents étant entraînées directement par un pignon du moteur pas à pas. Le pignon comprend deux doigts qui tournent à 1800 lorsque le moteur pas à pas est piloté afin qu'il fasse avancer la roue centrale. Un tel mouvement est décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 4 647 218 délivré le 3 mars 1987 à Paul Wuthrich. Dans ce brevet, la roue centrale et le pignon d'entraînement sont placés juste au-dessous du cadran de la montre afin que la roue centrale puisse recouvrir la pile relativement épaisse.Cette disposition a inversé les positions classiques de l'aiguille des heures et de l'aiguille des minutes et a nécessité la formation d'un palier spécial à pontet pour le support de la broche centrale. D'autres perfectionnements de ce mouvement ont été apportés dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 4 725 749 délivré le 16 février 1988 à Paul Wuthrich, dans lequel le palier à pontet à été éliminé et un plot central fixe séparé, introduit dans la monture de matière plastique, a supporté la broche centrale afin qu'elle puisse tourner. Un jeu axial (secouage d'extrémité) de la broche centrale a été limité entre un manchon placé sur la broche et un plot central. La disponibilité commerciale récente de piles au lithium de 3 V ayant une longue durée pouvant remplacer les piles de 1,5 V à l'argent ou au mercure pour lesquelles les mouvements précités ont été réalisés, a rendu avantageux le changement de configuration et le changement de disposition des différents constituants physiques dans l'espace disponible à l'intérieur du mouvement de la montre. Plus précisément, des piles au lithium de longue durée sont maintenant disponibles avec une épaisseur relativement réduite mais un grand diamètre. En conséquence, le train d'engrenages, le moteur pas à pas et d'autres éléments doivent être placés de manière optimale afin que l'épaisseur totale du mouvement, y compris la pile, ne soit pas trop grande. On connaît déjà des constructions destinées à des mouvements à deux aiguilles dans lesquelles une grosse roue centrale placée au dos du mouvement est directement entraînée par les dents du pignon du moteur pas à pas afin que l'aiguille des minutes soit entraînée en rotation, et d'autres organes de réduction à pignons sont disposés afin qu'ils entraînent l'aiguille des heures, comme décrit dans le modèle d'utilité japonais n" 55-52395 qui nécessite des organes avant et arrière sous forme de plaques de monture. Cependant, ces constructions ne conviennent pas à une construction de monture en matière plastique en une seule pièce. La présente invention a pour objet la réalisation d'un mouvement perfectionné à deux aiguilles pour montre analogique à quartz, convenant à l'utilisation d'une monture de matière plastique contenant une pile relativement mince et de grand diamètre. L'invention concerne aussi un mouvement perfectionné pour montre analogique à quartz à deux aiguilles dans lequel une roue centrale placée au-dos du mouvement est directement entraînée par un moteur pas à pas. Elle concerne aussi une structure de palier central, pour le train d'engrenages, dans un mouvement analogique à quartz à deux aiguilles. Plus précisément, l'invention concerne un mouvement perfectionné destiné à une montre, du type comportant une aiguille des heures et une aiguille des minutes, un circuit de pilotage destiné à être raccordé à une pile, un moteur pas à pas, une monture de matière plastique ayant un côté de cadran et un côté de dos et destinée à supporter le moteur pas à pas, et un train d'engrenages supporté par l'organe de monture et destiné à entraîner l'aiguille des heures et l'aiguille des minutes sous la commande du moteur pas à pas, le train d'engrenages comprenant un premier ensemble d'une roue centrale et d'un pignon central, la roue centrale étant directement entraînée par le moteur pas à pas, un second ensemble d'une roue des minutes et d'un pignon des minutes, la roue des minutes étant directement entraînée par le pignon central, et une roue des heures directement entraînée par le pignon des minutes ; selon l'invention, le mouvement comprend un arbre dépassant de la face avant de la monture et délimitant un trou central passant à travers l'arbre et la monture, une broche passant dans le trou central et supportant le premier ensemble dans la monture afin qu'il puisse tourner, la broche ayant un manchon à la face avant de la monture, ce manchon étant destiné à supporter l'aiguille des minutes et à régler le jeu axial nécessaire au premier ensemble, la roue centrale coopérant par friction avec la broche à la face arrière de la monture, et un collier fixé à l'aiguille des heures et destiné à supporter la roue des heures sur l'arbre afin qu'elle puisse tourner, le collier étant en outre destiné à supporter l'aiguille des heures.Le manchon peut être séparé de la broche mais il est de préférence solidaire de celle-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est une vue en plan du mouvement perfectionné selon l'invention, vu du côté du cadran, le cadran et d'autres parties étant retirés par raison de clarté la figure 2 est une vue de dessous du mouvement selon l'invention, vu depuis la face arrière opposée à la face du cadran la figure 3 est une coupe développée en élévation latérale suivant la ligne III-III de la figure 1 ; et la figure 4 est une vue partielle en élévation latérale d'une variante de mode de réalisation de l'invention. On se réfère d'abord aux figures 1 et 2 des dessins ; le mouvement est supporté par un organe 1 formant une monture de matière plastique en une seule pièce moulée ayant une forme compliquée réalisée avec une grande précision. La figure 1 est une vue en plan de la partie supérieure (côté du cadran) et la figure 2 une vue de dessous (côté du dos). Comme les éléments sont montés des deux côtés de la monture 1, il est commode de se référer simultanément aux figures 1 et 2. Un ensemble 2 à cadre de connexion représenté sur les figures 1 et 2 comprend un circuit de pilotage de préférence sous forme d'un circuit intégré 3. Ce circuit 3 est enrobé dans un matériau isolant avec les extrémités enrobées d'organes électriques de contact qui dépassent et qui sont utilisés pour la fixation au cristal piézoélectrique, à l'enroulement de pilotage du moteur pas à pas et à l'alimentation. Le circuit intégré 3, à l'aide d'un dispositif qui n'entre pas dans le cadre de l'invention, transmet une impulsion périodique de pilotage à un moteur pas à pas portant la référence générale 4. Le moteur 4, mieux représenté sur la figure 1, comprend un stator plat en U et un noyau 5, un bobinage 6 et un pont magnétique 7. Le stator 5 délimite une ouverture 8 entourant un rotor 9 de moteur pas à pas. Le cadre 2 de connexion peut être fabriqué par les procédés décrits dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 4 391 531. Le moteur pas à pas 4 peut être construit comme décrit dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 4 720 644. La pile (non représentée) est de préférence une pile au lithium de 3 V qui est relativement mince et a un grand diamètre (c'est-à-dire qu'elle recouvre la plus grande partie du dos du mouvement) et se loge dans une cavité 10 qui est moulée dans l'organe 1 de monture formé en une seule pièce de matière plastique, du côté du dos opposé au cadran. Des organes 11 et 12 de contacts négatif et positif à ressort sont des parties solidaires du cadre de connexion 2, et sont en contact électrique avec la pile et l'alimentation du circuit intégré 3. Un ressort supplémentaire 13 de maintien est fixé à la monture 1 par déformation ultrasonore de plots la, lb de matière plastique dépassant du cadre.Le ressort 13 de maintien a un flasque 13a qui est au contact de la pile et un flasque 13b (figure 2) qui joue le rôle de ressort d'encliquetage pour une tige rotative et coulissante 14 de réglage d'heure, avec un pignon 33 de réglage dtheure qui lui est fixé. On se réfère maintenant à la figure 3 ; celle-ci représente clairement la disposition du train d'engrenages et du support de palier selon la caractéristique principale de l'invention. La figure 3 est une coupe en élévation suivant la ligne III-III de la figure 1 et elle ne représente pas l'organe négatif de contact 11 du cadre 2 de connexion. Le rotor 9 du moteur pas à pas comporte un aimant permanent bipolaire 15 en forme de rondelle qui est surmoulé par de la matière plastique destinée à supporter l'aimant et à former des tourillons solidaires 16, 17 et des axes d'entraînement 18 qui sont diamétralement opposés et qui sont utilisés comme pignons. Le tourillon 16 est supporté dans un trou formé au centre d'un manchon 19 de laiton qui est fixé au stator 5, de manière qu'il puisse tourner. Le tourillon 17 est supporté afin qu'il puisse tourner dans un trou formé dans la monture 1.L'ensemble du moteur pas à pas comprenant l'enroulement 6, le stator 5, le rotor 9 et le manchon 19 est de préférence monté préalablement dans la monture 1, sous forme d'un sous-ensemble, avant addition des éléments du train d'engrenages, à l'aide de picots solidaires de la monture 1, telle que représentée sur la figure 1 comme l'indiquent les références lc, ld et le, passant dans des trous formés dans le stator 5 et le pont magnétique 7, et ils sont déformés aux extrémités par soudage par ultrasons. La monture peut aussi être déformée comme représenté en îd afin que le moteur pas à pas soit fixé en position. Les axes 19 d'entraînement du rotor 9 du moteur pas à pas sont destinés à coopérer en alternance avec des dents ogivales de la périphérie de la roue dentée centrale 20. Cette roue 20 coopère par friction, par emmanchement glissant, avec l'extrémité d'une broche centrale 21 qui comprend un pignon central solidaire 22. La surface de friction permettant l'emmanchement glissant peut être réalisée soit entre la broche 21 et la roue centrale 20, soit entre les faces adjacentes de la roue centrale 20 et du pignon central 22. La broche centrale 21 est supportée afin qu'elle puisse tourner dans un trou central formé au centre d'un arbre cylindrique 23 disposé au-dessus de la monture 1 du côté du cadran de la montre. Le cadran de la montre, portant la référence 24, est retenu (par des dispositifs qui n'entrent pas dans le cadre de 1 invention) à la partie supérieure de la monture 1 lorsque le mouvement est assemblé dans le boîtier. L'arbre cylindrique 23 passe dans une ouverture 24a formée dans le cadran 24 et dépasse au-dessus du cadran. La broche centrale 21 est supportée dans la monture 1 afin qu'elle puisse tourner, grâce à un tourillon 25 de grand diamètre placé dans la monture proprement dite et un tourillon 26 de petit diamètre placé à l'extrémité de l'arbre 23. Un prolongement 21a de la broche 21 dépasse audelà du tourillon 26 et au-delà de l'extrémité de l'arbre 23. Un manchon central séparé 27 est emmanché à force sur le prolongement 21a de la broche 21. Le manchon 27, la broche 21, le pignon 22 et la roue centrale 20 forment ensemble un premier ensemble rotatif qui est supporté dans le cadre par les tourillons 25, 26 afin qu'il puisse tourner. Le manchon 27 a plusieurs rôles. D'abord, il maintient le premier ensemble dans la monture tout en permettant le réglage des jeux axiaux (secouage d'extrémité). Ensuite, sa surface externe est destinée à supporter l'aiguille 28 des minutes.L'aiguille 28 est enfoncée sur l'extérieur du manchon 27 qui peut être cannelé ou simplement par emmanchement par frottement. Troisièmement, le manchon 27 a un flasque 27a qui maintient en place l'aiguille des heures et limite le jeu d'extrémité de la roue des heures comme décrit dans la suite. Un second ensemble rotatif comprend une aiguille 29 des minutes enfoncée sur l'extrémité d'une broche 30. Cette dernière est un organe solidaire d'un pignon 31 des minutes. La broche 30 tourillonne dans un trou passant à travers la monture 1. La roue 29 des minutes a des dents ordinaires de pignon droit coopérant avec celles du pignon central 22 et comporte aussi un jeu axial de dents chanfreinées 32 formant une "couronne" utilisée pour le réglage de l'heure. Les dents de la couronne peuvent être mises sélectivement en prise avec le pignon 33 de réglage de l'heure lorsque la tige 14 est tirée axialement. Enfin, une roue 34 des heures tourillonne dans la monture par l'intermédiaire d'un collier 35 qui laisse des espaces de rotation réduits par rapport à l'extérieur de l'arbre 23. La roue 33 des heures coopère avec les dents du pignon 31 des minutes et est entraînée par celui-ci. L'extérieur du collier 35 est destiné à porter une aiguille des heures 36, par utilisation de cannelures ou d'un emmanchement par frottement. Le flasque 27a du manchon 27 coopère avec l'extrémité de l'arbre 23 et dépasse aussi radialement à l'extérieur de celui-ci pour coopérer aussi avec l'extrémité du collier 35 placé sur la roue des heures. En conséquence, le flasque du manchon limite le déplacement axial du premier ensemble rotatif et limite aussi le déplacement axial de la roue des heures. Le déplacement axial de ces deux organes rotatifs en sens opposés est dans les deux cas limité par la monture 1. On considère maintenant une variante représentée sur la figure 4 et qui constitue un mode de réalisation préféré à cause de sa simplicité. Seules les parties du mouvement qui sont nécessaires à la compréhension de cette variante sont représentées, le reste étant identique aux représentations des figures 1 à 3. L'organe 37 de monture comprend un arbre cylindrique 38 formé en une seule pièce avec lui et délimitant un trou central 39 coaxial à l'arbre et permettant le tourillonnement d'un premier ensemble 40. L'ensemble 40 comprend une broche 41 ayant un premier tourillon 42 placé dans la monture et un second tourillon 43 placé dans l'arbre, et les tourillons sont espacés axialement. Un manchon 44 est analogue au manchon 27 de la figure 3 mais il est solidaire de la broche 41. Le manchon 44 a un flasque 45 qui est en butée contre l'extrémité de l'arbre 38 et il dépasse aussi radialement au-delà du diamètre de l'arbre 38. Une roue 46 des heures ayant un collier 47 tourillonne sur l'arbre et est maintenue en place par le flasque 45. Un pignon central 48 est emmanché à force sur la broche 41 après son introduction dans le trou 39, et une roue centrale 49 est alors montée sur la broche 41. La coopération par glissement et par frottement de la roue centrale du premier ensemble peut être assurée soit entre la broche et la roue centrale, soit entre le pignon central et les faces de la roue centrale. On considère maintenant le fonctionnement du mouvement selon l'invention. Le mouvement représenté sur les figures 1 à 3 est monté par assemblage initial et fixation du moteur pas à pas 4 sur la monture 1 de matière plastique. L'aiguille 34 des heures et le pignon 30 des minutes sont alors placés du côté du cadran, la roue 29 des minutes et l'ensemble à roue centrale sont ajoutés du côté du dos, et le manchon central est enfin fixé au prolongement central 21a de la broche du côté du cadran. Après assemblage du train d'engrenages, le cadran 24 et les aiguilles 28, 36 sont ajoutés de la manière classique au cours du montage dans le boîtier. Dans le mode de réalisation de la figure 4, le manchon et la broche qui sont solidaires sont introduits du côté du cadran lorsque l'aiguille des heures est en place. Le pignon central et la roue centrale sont ajoutés du côté du dos. Lorsque le circuit intégré 3 est alimenté par la piler des impulsions d'entraînement font tourner les axes d'entraînement 18 d'un demi-tour à chaque minute afin que la roue centrale 20 avance, en faisant avancer le premier ensemble rotatif comprenant la broche centrale 21 et l'aiguille 28 des minutes. La réduction de vitesse, pour l'entraînement de l'aiguille des heures, est assurée par le second ensemble rotatif comprenant le pignon 31 des minutes, la broche 30 et la roue 29 des minutes. L'avance de la roue 29 des minutes, lorsqu'elle est entraînée par le pignon 22, fait tourner la roue 34 des heures et l'aiguille 35 des heures qui lui est fixée. Lorsque la montre doit être remise à l'heure, la tige 14 est tirée axialement afin que le pignon 33 de réglage d'heure coopère avec les dents 32 de la couronne. Lorsque le réglage d'heure est réalisé, la roue centrale 20 est bloquée en position par le couple de réaction du moteur pas à pas et glisse sur la broche 21 grâce à l'emmanchement par friction qui permet la rotation de la broche. Le perfectionnement précité permet une disposition physique très simple et peu épaisse du train d'engrenages, convenant à une pile de grand diamètre qui recouvre la plus grande partie du dos de la monture de matière plastique. L'utilisation d'un arbre 23 de la monture ayant un trou central jouant le rôle d'un palier pour les deux organes rotatifs et l'utilisation du manchon pour la limitation des jeux des deux organes rotatifs permettent une construction simple du mouvement. Bien qu'on ait décrit un mode de réalisation préféré, les hommes du métier peuvent réaliser d'autres variantes. Par exemple, alors que l'arbre 23, dans le mode de réalisation préféré, est solidaire de la monture, il peut aussi s'agir d'un plot fixe séparé emmanché ou fixé d'une autre manière dans la monture, comme représenté par exemple dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n" 4 720 644. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux mouvements qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Mouvement de montre, ayant une aiguille (36) des heures, une aiguille (28) des minutes, un circuit de pilotage, un moteur pas à pas (4), une monture (1) de matière plastique ayant un côté de cadran et un côté de dos et destinée à supporter le moteur pas à pas, et un train d'engrenages supporté par la monture et destiné à entraîner l'aiguille des heures et l'aiguille des minutes à l'aide du moteur pas à pas, le train d'engrenages comprenant un premier ensemble comportant une roue centrale (20) et un pignon central (22), la roue centrale étant directement entraînée par le moteur pas à pas, un second ensemble comprenant une roue (29) des minutes et un pignon (31) des minutes, la roue des minutes étant directement entraînée par le pignon central, et une roue des heures entraînée directement par le pignon des minutes, ledit mouvement étant caractérisé en ce qu'il comprend un arbre (23) dépassant de la face avant de la monture et délimitant un trou central qui traverse l'arbre et la monture, une broche (21, 41) disposée dans le trou central et supportant le premier ensemble dans la monture afin qu'il puisse tourner, la broche ayant un manchon (27, 44) qui coopère avec l'extrémité de l'arbre à la face avant de la monture et qui est destiné à supporter l'aiguille des minutes, et un collier (35, 47) fixé à la roue des heures et destiné à supporter la roue des heures afin qu'elle puisse tourner sur l'arbre, le collier étant en outre destiné à supporter l'aiguille des heures. 2. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la monture (1) est formée en une seule pièce de matière plastique, et l'arbre (23) est une partie de la monture. 3. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (44) est solidaire de la broche. 4. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche (21) a un premier tourillon (25, 42) disposé afin qu'il puisse tourner dans la monture proprement dite, et un second tourillon (26, 43) distant axialement du premier et disposé afin qu'il puisse tourner dans l'arbre. 5. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que la broche (21) comporte un prolongement (21a) destiné à dépasser au-delà de l'extrémité de l'arbre, et le manchon (27) est fixé au prolongement de la broche et comprend un flasque (27a) qui coopère avec l'extrémité de l'arbre afin qu'il limite les jeux axiaux du premier ensemble avec la monture. 6. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second ensemble comprend un pignon (31) placé d'un premier côté de la monture (1) et coopérant avec la roue des heures (34), une seconde broche (30) traversant la monture et dépassant de celle-ci, et une roue des minutes (29) fixée à l'extrémité de cette broche et coopérant avec le pignon central qui l'entraîne. 7. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon (27) a un flasque (27a) qui dépasse radialement au-delà de l'arbre et destiné à coopérer avec le collier de manière que la roue des heures soit retenue sur l'arbre. 8. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend une tige (14) de réglage d'heure qui peut coulisser axialement et qui est supportée dans la monture afin qu'elle puisse tourner, la tige portant un pignon de mise à l'heure, et la roue des minutes (29) comprend un ensemble de dents (32) formant une couronne et destinées à coopérer avec le pignon de réglage d'heure, et la roue centrale (20) du premier ensemble coopère par friction avec lui afin qu'elle glisse sur la broche (21) lorsque le pignon de réglage d'heure coopère avec les dents de la couronne, si bien que la tige de mise à l'heure peut faire tourner la roue des minutes. 9. Mouvement de montre, comprenant une aiguille (36) des heures, une aiguilles (28) des minutes, un circuit de pilotage, un moteur pas à pas (4), une monture (1) de matière plastique ayant un côté de cadran et un côté de dos et destinée à supporter le moteur pas à pas, la monture étant destinée à contenir une pile de grand diamètre qui recouvre la plus grande partie du côté du dos de la monture, et un train d'engrenages destiné à entraîner l'aiguille des heures et l'aiguille des minutes à l'aide du moteur pas à pas, le train d'engrenages comprenant un premier ensemble qui comporte une roue centrale (20) et un pignon central (22), le moteur pas à pas (4) ayant un rotor muni de deux axes (18) et la roue centrale (20) ayant des dents ogivales directement entraînées par les axes du rotor du moteur pas à pas, un second ensemble comprenant une roue des minutes (29) et un pignon des minutes (31), la roue des minutes étant directement entraînée par le pignon central, et une roue des heures directement entraînée par le pignon des minutes, ledit mouvement étant caractérisé en ce qu'il comprend un arbre cylindrique (23) solidaire de la monture du côté du cadran et dépassant de ce côté, l'arbre délimitant un trou central qui le traverse et traversant la monture coaxialement à l'arbre, une broche (21, 41) passant dans le trou central et ayant un premier tourillon (25, 42) placé dans la monture et un second tourillon (26, 43) placé à distance à l'extrémité de l'arbre cylindrique, le premier et le second tourillon supportant le premier ensemble dans la monture afin qu'il puisse tourner, la broche ayant un prolongement (21a) dépassant du second tourillon, un collier (35, 47) fixé à l'aiguille des heures et destiné à supporter la roue des heures afin qu'elle puisse tourner sur l'arbre cylindrique, le collier étant destiné à retenir l'aiguille des heures, et un manchon central (27) placé sur le prolongement (21a) de la broche, ce manchon ayant un premier flasque coopérant avec l'arbre cylindrique afin qu'il retienne le premier ensemble en place, et coopérant en outre avec le collier afin qu'il maintienne la roue des heures sur 1 ' arbre, le manchon central étant en outre destiné à retenir l'aiguille des minutes. 10. Mouvement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le manchon central (27) est un manchon central séparé, fixé sur le prolongement (21a) de la broche. 11. Mouvement selon la revendication 9, caractérisé en ce que le manchon central (41) est un manchon solidaire du prolongement de la broche (41).