Brevet FR2882829A1 — publié le 20060908

La présente invention concerne une montre ne nécessitant pas de source d'énergie externe, notamment électrique ou mécanique. Cette montre sera plus particulièrement adaptée à une 5 utilisation sousmarine à très grande profondeur. On connaît dans l'art antérieur des montres-bracelets possédant des dispositifs permettant de générer une énergie à partir des oscillations d'une masse oscillante couplée mécaniquement à la génératrice. De telles montres ont notamment fait l'objet du brevet EP 0 326 312. Ce document décrit un dispositif d'entraînement d'une génératrice alimentant en énergie électrique un condensateur à très haute capacité. Pour cela, le dispositif comporte une masse oscillante couplée mécaniquement à ladite génératrice pour entraîner son rotor. Il est prévu par ailleurs une transmission à friction entre la masse oscillante et le rotor de la génératrice de manière à préserver le mécanisme de tout effort exagéré sur les dents du rouage en cas de choc et éviter ainsi la casse de ces dents. Dans la construction proposée, un mobile intermédiaire est interposé entre la masse oscillante et le rotor. La masse transmet son mouvement à un pignon du mobile intermédiaire, ce dernier comportant une roue ajustée à friction sur l'arbre du mobile, cette roue étant en prise avec un pignon du rotor de la génératrice. La friction est calculée de façon à ce que la roue patine sur l'arbre quand un choc est appliqué à la masse ou lorsque le couple appliqué au rotor dépasse une valeur admissible. On évite ainsi toute casse du mécanisme. On remarquera cependant qu'en cas de fabrication en grandes séries, une friction de valeur constante est difficile à assurer et nécessite donc des réglages qui prennent du temps. Par ailleurs, un défaut majeur de ces mécanismes est la nuisance sonore générée par la masse oscillante durant son balancement autour de l'axe central de la montre. D'une part, en l'absence de lubrification, des frottements se produisent souvent entre les pièces s'engrénant mutuellement provoquant des cliquetis métalliques particulièrement gênants pour l'utilisateur. D'autre part, la masse oscillante vient régulièrement percuter des butées disposées de part et d'autre de celle-ci et destinées à limiter sa course. En fonction de la vitesse de la masse oscillante, cette percussion engendre un bruit sec, relativement violent s'il n'est pas ralenti au préalable. Un premier objet de l'invention est donc de proposer une montre à fonctionnement autonome ne présentant pas les inconvénients de l'art antérieur et, en particulier, une montre limitant les risques de chocs violents entre des pièces mobiles sous l'effet de la masse oscillante et diminuant les nuisances sonores engendrées par cette dernière au cours de son déplacement. A cette fin, la demanderesse propose d'immerger l'ensemble du mécanisme destiné à fournir l'énergie nécessaire au fonctionnement de la montre dans un liquide présentant des caractéristiques physico-chimiques particulières lui permettant à la fois d'assurer une bonne lubrification des pièces mécaniques, un freinage adapté de la masse oscillante et une isolation phonique vis-à-vis de l'extérieur. Ce liquide présentera en outre d'autres qualités propres à le rendre compatible avec l'utilisation envisagée, en particulier des propriétés d'isolation électrique lorsque la montre comporte des parties 3 électriques et/ou électroniques. La demanderesse a par ailleurs eu l'idée de tirer parti de ce liquide pour adapter une technologie préalablement utilisée dans les montres dites de plongée, c'est-à-dire les montres aptes à subir des immersions à très grande profondeur. Cette technologie repose sur l'utilisation de liquide de remplissage de manière à compenser les pressions fortes exercées sur les boîtiers desdites montres. Le caractère incompressible desdits liquides permet de compenser la pression exercée sur les faces externes des boîtiers et d'éviter ainsi la déformation voire l'écrasement de ces derniers lorsqu'ils sont soumis à ces pressions. La présente invention a ainsi pour objet une montre, notamment de plongée, constituée d'un boîtier renfermant un mouvement, et fermée sur sa face de lecture par une glace, et sur sa face opposée par un fond; ladite montre étant remarquable en ce que le boîtier renferme un générateur qui convertit de l'énergie mécanique obtenue par la rotation ou le déplacement en va-et-vient d'un poids rotatif en une énergie apte à faire fonctionner la montre et en ce que l'espace interne du boîtier renfermant le poids rotatif est rempli d'un liquide visqueux et incompressible. Ainsi configurée, l'invention fournira une montre ne présentant pas les inconvénients mentionnés précédemment, en particulier, une montre fonctionnant de manière autonome et limitant les nuisances sonores et les chocs du fait du déplacement de la masse oscillante. Cette montre sera par ailleurs particulièrement adaptée à une utilisation sous- marine en très grande profondeur. On décrira ci-après, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention, en référence aux figures annexées sur lesquels: La figure 1 est une vue en coupe diamétrale d'une 5 première variante de l'invention. La figure 2 est une vue en coupe diamétrale d'une seconde variante de l'invention. On a représenté, sur les figures 1 et 2, une montre suivant la présente invention adaptée pour aller sous l'eau. Cette montre est constituée essentiellement d'un boîtier métallique 1, qui est circulaire en vue de dessus, et qui est creusé d'une cavité interne cylindrique 2, dans laquelle est disposé un mouvement 3 de type analogique. Le boîtier 1 est fermé à sa partie supérieure par une glace 4 qui est fixée par sa périphérie au boîtier 1 à l'aide de moyens de fixation étanches de type conventionnel. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, ce mouvement intégrera notamment un dispositif générateur d'énergie (non représenté) à partir des oscillations d'une masse rotative actionnée sous l'effet des mouvements du poignet de l'utilisateur. Ce type de mécanisme a notamment fait l'objet d'une protection par brevet, notamment dans le brevet EP 0 326 312. Dans ce document, le dispositif générateur d'énergie est constitué d'une masse oscillante et d'un moyen convertisseur apte à convertir l'énergie mécanique obtenue du poids oscillant en énergie électrique et à transmettre cette dernière au mouvement de la montre. Le moyen convertisseur comprend un rotor constitué par un aimant permanent monté de manière à être entraîné par la masse oscillante, la rotation du rotor à aimant permanent induisant une tension dans un enroulement d'un transducteur relié à la source d'énergie électrique. Il est notamment prévu, dans ce document, d'utiliser des moyens limitateurs de couple de manière à désolidariser momentanément le rotor de la masse oscillante lorsque la masse oscillante est soumise à un mouvement de rotation brusque et exagérée. En effet, des couples trop élevés peuvent en effet endommager fortement les pièces mécaniques constitutives du mouvement de la montre, en particulier pour une montre bracelet pour laquelle la taille des pièces ne permet pas toujours d'obtenir la résistance souhaitée. Dans la présente invention, ces moyens limitateurs de couple sont remplacés par un liquide de remplissage possédant des caractéristiques physico-chimiques spécifiques. Ce liquide occupe de ce fait la totalité de l'espace interne de la montre entourant le mouvement muni du dispositif générateur d'énergie. Ce liquide présentera en particulier des caractéristiques physico-chimiques spécifiques permettant d'assurer à la fois une absorption des chocs mécaniques subis par la masse oscillante et une atténuation du bruit produit lors des déplacements de celle-ci. Cet effet pourra résulter notamment des propriétés visqueuses du liquide. La viscosité du liquide devra être suffisamment élevée pour ralentir la masse oscillante lors des chocs violents et suffisamment faible pour éviter de freiner exagérément la masse oscillante lors d'une utilisation normale de la montre, ce qui aurait pour conséquence de produire une énergie électrique insuffisante pour assurer un fonctionnement autonome de la montre. A ce titre, il sera judicieux de choisir comme liquide de remplissage un composé de type huile fluorée. Les huiles fluorées assurent en effet une bonne lubrification des pièces en mouvement, possèdent une forte mouillabilité leur permettant de remplir la totalité des espaces internes libres de la montre et sont inertes vis-à- vis des autres composants de la montre. Ce liquide de remplissage possèdera de préférence une viscosité comprise entre 2 et 5 cst (centistokes). Par ailleurs, dans l'application spécifique des montres de plongée, ce liquide de remplissage va également jouer le rôle de liquide incompressible permettant de compenser la pression exercée par le milieu extérieur sur les parois extérieures de la montre. Ce liquide devra également présenter les caractéristiques additionnelles suivantes: faible mouillabilité des parois du boîtier, - défaut de toxicité, compatibilité avec les différents composants horlogers et notamment les divers joints d'étanchéité, - qualités de lubrification du mouvement lorsque celui-ci comporte des pièces mécaniques, - qualités d'isolation lorsque le mouvement comporte une alimentation et/ou des parties électriques ou électroniques. On a ainsi remarqué que certains liquides étaient particulièrement intéressants à ce niveau dans la mesure où ils possédaient à la fois une viscosité et une compressibilité compatibles avec les utilisations envisagées, ainsi qu'une ou plusieurs des caractéristiques additionnelles mentionnées précédemment. On utilisera ainsi préférentiellement une huile fluorée. Dans la variante représentée sur la figure 1, correspondant à une forme de réalisation d'une montre de plongée décrite dans le brevet FR 2 837 938, le liquide de remplissage 5 remplit intégralement l'espace interne de la montre délimité respectivement par le boîtier 1, la glace 4 et le fond de la montre. Ce dernier est réalisé en deux éléments, à savoir, une couronne métallique 6 qui est fixée par vissage dans une cavité inférieure 7 filetée du boîtier 1, et qui porte un méplat circulaire 8 qui, lorsque la couronne 6 est fixée sur le boîtier 1, comprime un joint torique d'étanchéité 9, qui est disposé dans une rainure circulaire du boîtier 1. Le second élément formant le fond est constitué d'une membrane circulaire élastique 10, préférentiellement réalisée en un élastomère ou en caoutchouc, qui comporte un rebord circulaire périphérique 11 de plus grande épaisseur, de façon à lui conférer une bonne surface de contact, ce qui améliore la liaison entre cette membrane 10 et la couronne 6. Le rebord périphérique 11 est logé dans un alésage circulaire 12 creusé dans la partie inférieure de la couronne 6 et sa surface périphérique est en appui contre le bord vertical de cet alésage 12. Dans la variante représentée sur la figure 2, correspondant à une forme de réalisation d'une montre de plongée décrite dans le brevet FR 2 752 959, le liquide de remplissage 5 remplit un espace interne de la montre délimité respectivement par le boîtier 1, la glace 4, une membrane déformable 13 couvrant une grande partie de la surface du fond et la partie de la surface du fond non recouverte par la membrane 13. Le fond 14 comporte de ce fait une plage annulaire 15 plane et perpendiculaire à l'axe de la montre, sur laquelle est fixée la membrane métallique 13 déformable subissant la pression du milieu extérieur grâce à des perforations 16 prévues dans le fond 14. La paroi externe rigide de ce dernier est conformée de manière à ménager un espace 17 permettant le déplacement transversal de la membrane 13 en cas de dilatation du liquide sous l'effet d'une élévation de température. De même, il est prévu un espace suffisant entre la membrane 13 et le mécanisme 3 de la montre permettant le déplacement transversal de la membrane vers ledit mécanisme en cas de diminution du volume de liquide sous l'effet d'une augmentation de la pression ou d'une chute de la température. En référence à la figure 3, il est représenté un dispositif permettant de mesurer les niveaux vibratoires et acoustiques d'une montre comportant une masse oscillante conforme à l'invention soumise à des mouvements de va-et-vient, lesdits mouvements reproduisant globalement les mouvements du poignet d'un utilisateur portant ladite montre. Ce dispositif comporte un pot vibrant orienté à 45 degrés sur lequel est mis en place un système de serrage du boîtier de la montre. L'inclinaison à 45 degrés permet, à travers les mouvements rectilignes de va-et-vient du pot vibrant et l'effet de gravité sur la masse oscillante, la mise en mouvement de cette dernière. Pour la réalisation des mesures, la fréquence d'excitation du pot vibrant a été fixée autour de 9 Hz. 9 Mesures des niveaux vibratoires: Une première série de mesures a été effectuée en plaçant un accéléromètre au centre de la face de la montre prévue pour être en contact avec le poignet de l'utilisateur. Cet accéléromètre effectue des mesures de l'accélération entre 400 Hz et 6 kHz. Il détermine ainsi une valeur moyenne absolue maximale d'accélération et une valeur moyenne efficace d'accélération. En effectuant ces mesures pour une montre à masse oscillante immergée dans un fluide de remplissage et pour une montre similaire à la précédente mais sans fluide de remplissage, on est ainsi capable de déterminer l'impact du fluide sur les oscillations de la masse oscillante. La montre utilisée lors de ces tests expérimentaux est sensiblement identique à celle représentée à la figure 2 et, de ce fait, est conforme aux enseignements du brevet FR 2 752 959. Le fluide de remplissage utilisé dans la montre à mouvement 20 immergé est, quant à lui, une huile fluorée. Sa viscosité est en particulier de 2,4 cst (centistokes) à 25 C. L'ensemble des mesures faites à ce niveau a été reproduit dans le tableau 1. TABLEAU 1 Mouvement à Mouvement Différence sec immergé relative en % Valeur absolue 4.23 m/s2 2.24 m/s2 47.1 % maximale Valeur 0.624 m/s2 0.268 m/s2 57.0 % efficace On constate donc que le niveau vibratoire de la montre avec mouvement immergé est inférieur à celui d'une montre similaire avec mouvement non immergé, et, de préférence, au moins inférieur de moitié à celui d'une montre similaire avec mouvement non immergé. Mesures des niveaux acoustiques: Une seconde série de mesures a été effectuée en plaçant un sonomètre à environ 10 cm de la montre, le sonomètre étant dirigé vers la face de la montre prévue pour être en contact avec le poignet de l'utilisateur. Le sonomètre détermine ainsi le niveau de pression acoustique moyen généré par la montre lors des mouvements de va-et-vient du pot oscillant. Ces mesures ont été effectuées pour la même montre que précédemment avec une masse oscillante immergée dans le même fluide de remplissage que précédemment et pour une montre similaire à la précédente mais sans fluide de remplissage. L'ensemble des mesures faites à ce niveau a été représenté dans le tableau 2. TABLEAU 2 Mouvement à Mouvement Différence en sec immergé dB Niveau 50.3 dB 36.7 dB 13.6 dB acoustique moyen Au vu des résultats, on constate une nette diminution du niveau de bruit dans le cas de la montre à masse oscillante immergée par rapport à la même montre à masse oscillante évoluant en milieu sec, notamment une diminution supérieure à 10 dB. On constate donc qu'en utilisant un fluide de remplissage convenable, il est possible d'obtenir une montre présentant la capacité d'évoluer sous l'eau à très grande profondeur, tout en étant relativement silencieuse en surface, compte-tenu de la présence d'une masse oscillante au sein de son mécanisme d'entraînement. - 12 - REVENDICATIONS 1 - Montre, notamment de plongée, constituée d'un boîtier (1) renfermant un mouvement (3), et fermée sur sa face de lecture par une glace (4), et sur sa face opposée par un fond, caractérisée en ce que le boîtier (1) renferme un générateur qui convertit de l'énergie mécanique obtenue par la rotation ou le déplacement en va-et-vient d'une masse rotative en énergie apte à faire fonctionner la montre et en ce que l'espace interne du boîtier (1) contenant la masse rotative est rempli d'un liquide (5) visqueux et incompressible. 2 - Montre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le liquide de remplissage (5) possède une viscosité comprise entre 2 et 5 cst (centistokes). 3 - Montre selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que le liquide de remplissage (5) est un composé du type huile fluorée. 4 - Montre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le liquide de remplissage (5) est apte à induire un niveau vibratoire dans la montre inférieur à celui d'une montre similaire sans fluide de remplissage, et, de préférence, inférieur de moitié à celui d'une montre similaire sans fluide de remplissage. - Montre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le liquide de remplissage (5) est apte à induire un niveau de bruit dans la montre inférieur à celui d'une montre similaire sans fluide de remplissage, et, de préférence, inférieur de -13 - dB à celui d'une montre similaire sans fluide de remplissage. 6 - Montre selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'espace interne du boîtier (1) contenant la masse rotative est délimité par au moins une membrane déformable (13). 7 - Montre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la membrane déformable (13) définit le fond de la montre. 8 - Montre selon la revendication 6, caractérisée en ce que la membrane déformable (13) définit avec le fond de la montre un espace non rempli de liquide, ledit espace permettant le déplacement transversal de la membrane (13) en cas de dilatation du liquide (5). 9 - Montre selon la revendication précédente, caractérisée en ce que le fond est muni de perforations (16).