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EP3208663A1 - Roulement à billes et système d'accouplement comportant un roulement à billes - Google Patents

Roulement à billes et système d'accouplement comportant un roulement à billes Download PDF

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Publication number
EP3208663A1
EP3208663A1 EP17155835.6A EP17155835A EP3208663A1 EP 3208663 A1 EP3208663 A1 EP 3208663A1 EP 17155835 A EP17155835 A EP 17155835A EP 3208663 A1 EP3208663 A1 EP 3208663A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segment
rotation
ball
ball bearing
notch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP17155835.6A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3208663B1 (fr
Inventor
Alain Laager
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mps Micro Precision Systems AG
Original Assignee
Mps Micro Precision Systems AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mps Micro Precision Systems AG filed Critical Mps Micro Precision Systems AG
Publication of EP3208663A1 publication Critical patent/EP3208663A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3208663B1 publication Critical patent/EP3208663B1/fr
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B5/00—Automatic winding up
    • G04B5/02—Automatic winding up by self-winding caused by the movement of the watch
    • G04B5/18—Supports, suspensions or guide arrangements, for oscillating weights
    • G04B5/19—Suspension of the oscillating weight at its centre of rotation

Definitions

  • the present invention relates to a ball bearing and a coupling system comprising a ball bearing.
  • the present invention relates in particular to a clock-bearing ball bearing for a winding system in an automatic watch movement.
  • the document EP1134626 discloses a device for coupling an oscillating weight to a reduction gear in an automatic watch for the purpose of simplifying and compacting the winding system of the mainspring.
  • the coupling device used comprises two unidirectional coupling elements with superposed ball bearings. Each element makes it possible to transmit the bidirectional rotation movement of an oscillating mass unidirectionally to the mainspring.
  • the two elements are arranged to transmit the rotation of the oscillating mass each in an opposite direction so that the movement of the winding mass is always transmitted to the mainspring regardless of its direction of rotation.
  • the disadvantage of this construction lies in the large thickness of the coupling device due to the superposition of two ball bearing devices.
  • CH701343 discloses a device for damping radial movements during an impact of an annular oscillating mass.
  • Damping members support rollers in contact with the oscillating ring, these rollers are rotatably placed in a ball bearing.
  • the damping members are in contact with elastic means connected to the plate and allow a radial play of the mass during an impact. This damping device acts neither on the amplitude nor on the rotational power of the annular oscillating mass.
  • EP2110719 describes a damping device for the oscillating weight of a self-winding watch comprising a plate whose one end is fixed to the ground and whose other end is fixed to a tube arranged to turn about a shaft constituting the axis of rotation of said mass.
  • the plate has at least one flexible zone capable of flexing in the event of shocks to the oscillating mass.
  • a ball bearing is disposed between the shaft and the tube. This damping device does not limit the speed of rotation of the oscillating mass.
  • CH332550 discloses a self-winding watch in which an oscillating mass has on its underside two recesses in which is disposed a U-shaped leaf spring whose free ends abut against a pillar in turn so that the branches of the spring are deformed elastically to the extent permitted by the width of the clearances, thereby limiting the amplitude of the oscillations of the mass.
  • This device has the disadvantage of limiting the stroke of the oscillating mass in both directions of rotation and thus the efficiency of reassembly.
  • US3901021 discloses a ball bearing disengaging device in which a clutch spring is provided with inclined elastic pawls. These are oriented to engage in openings of a reduction gear whose teeth can engage with a ratchet so as to rotate in the winding direction of the barrel. In the opposite direction, of non-winding of the barrel, the elastic pawls slide with a slight resistance due to friction.
  • This device has a disadvantage associated with the size of the pawls facing upwards in the thickness of a watch movement.
  • EP0924579 has a device for limiting the mechanical power of an oscillating weight mounted elastically on a holding mobile to be braked by touching a bearing path and thus limit the power supplied when the latter substantially exceeds the powers provided in normal use.
  • WO15193400 discloses a transmission clock device comprising a ball bearing for binding a first ring with an outer ring.
  • a brake serves to slow the rotation of the first ring relative to the outer ring.
  • the braking is provided by a preload spring washer-type fixed or attached to the first ring, and having a flat surface acting on a flat surface of the outer ring.
  • the brake washer acts axially and its thickness is added to that of the other elements of the bearing, which becomes thicker. This device is therefore not suitable for fine watch movements.
  • EP1134626 relates to a clutch device comprising a ball bearing type of wedging pads. In a direction of rotation, the oscillating mass drives the output wheel; in the other direction, the torque exerted on the output wheel is zero. This device does not allow braking the oscillating weight.
  • An object of the present invention is to provide a ball bearing for a mechanical watch free from the limitations of known devices.
  • Another object of the invention is to provide a ball bearing for oscillating weight that can be used to reduce noise in the direction of free rotation of the oscillating mass.
  • Another object is to provide a ball bearing for oscillating weight of reduced thickness.
  • a ball bearing comprising an outer ring, an inner ring, balls and at least one segment intended to separate said balls from each other, the segment being placed in the radial direction between said inner ring with which it is in contact and the outer ring,
  • the segment comprising a braking element
  • at least some of the balls can move relative to the segment so as to occupy a different relative position according to the direction of rotation of said rings, so that, in the first direction of rotation only, one of the rings can rotate independently of the other ring but being braked by the braking element.
  • Such a bearing can be used to brake the oscillating mass when one of the rings drives the segments in the first direction of rotation. It is thus possible to design an automatic winding cylinder system in which the oscillating mass can rotate in one of the two directions of rotation without reloading the barrel, but still being braked by the ball bearing. This avoids the disadvantages of an oscillating weight rotating completely free in a direction of rotation, often causing a disturbing noise.
  • the braking system can also be used to brake the gear between the bearing and the barrel. This avoids unwanted rotation of the elements of this wheel when the gear is not driven by the oscillating weight.
  • the braking system is integrated in the ball bearing so that the assembly has a small footprint n.
  • the bearing is thus designed to exert a different braking according to the direction of rotation.
  • Braking has the effect of preventing one of the rings and the segments from rotating freely relative to the other ring.
  • the braking system exerts friction on one of the rings, for example on the inner ring.
  • the braking is obtained by a portion of the separation segment of the balls. It does not require additional thickness.
  • the braking torque exerted by the bead separation segment therefore depends on the direction of rotation.
  • the braking element of the ball bearing according to the invention may comprise a flexible blade in contact with one of the rings of the bearing, for example with the inner ring.
  • the bearing force of this flexible blade against the ring may be constrained by a ball of the bearing, called the brake ball.
  • the ball bearing may comprise several segments, for example an odd number of segments, each having a flexible blade acting as a braking system.
  • Each segment may comprise an outer face facing the outer ring and an inner face in contact with the inner ring.
  • the different segments are placed between the inner and outer rings of the ball bearing, and thus serve as a cage for separating the balls from the bearing.
  • Each segment may extend between a first end and a second end on a segment angular sector, for example on an angular segment less than 120 °.
  • Each braking element may extend from the second end to a first angular sector smaller than the segment angular sector.
  • the configuration of the braking element ensures the necessary friction to slow down the braked ring without exerting too much friction that would lead to premature wear of the inner or outer ring.
  • Each segment may have at least one notch in which a ball may move between a first position when the outer ring rotates in a first direction of rotation and a second position when the outer ring rotates in the second direction of rotation.
  • One or more brake beads may be mounted in one or more brake notches on the outer face of each segment.
  • the brake balls may bear against the outer ring.
  • the brake notch may be located against the inner ring, the brake ball thus being able to roll against the inner ring.
  • the invention also relates to a coupling system comprising a unidirectional ball bearing reducing noise in the direction of free rotation of the oscillating mass.
  • the bearing is arranged in such a way that the rotation of one of the rings in the second direction of rotation is transmitted without sliding, or practically without sliding, to the segments and to the other ring.
  • the second direction of rotation is opposite to the first direction.
  • the rotation of one of the rings in the first direction of rotation is not transmitted to the other ring; the ball bearing merely curbs a ring, or both rings.
  • the rotation of one of the rings in the second direction is however transmitted to the segments and to the other ring.
  • the ball bearing is therefore of unidirectional type ("one-way"), the braking element however creating a friction which prevents the free and unbraked rotation of the driving ring and / or the ring driven in the first direction of rotation.
  • Such a bearing can for example be used in watchmaking in the gear train between the oscillating weight and the barrel of an automatic winding system; it then makes it possible to transmit to the barrel the rotations of the oscillating mass in the second direction of rotation, and to allow this oscillating mass to rotate in the first direction of rotation without acting on the barrel, but nevertheless being braked.
  • each segment has a second notch, said locking notch.
  • Locking notch can be arranged in such a way that, in the second direction of rotation, at least one ball, called the locking ball, occupies a second position in the locking segment and is wedged between the outer ring of the bearing and the segment, making them integral with each other. rotation the outer ring and the inner ring.
  • the locking ball can move between two positions of the locking notch.
  • the locking ball is wedged between the outer ring and the segment, and can therefore neither roll on itself nor move in the notch.
  • the segment is then wedged between the two inner rings, thus allowing the inner ring to drive the outer ring in rotation at the same speed or vice versa.
  • the outer ring thus cause the inner ring to rotate at the same speed.
  • the locking groove of the ball bearing according to the invention can be arranged so that in the first direction of rotation (direction of braking), the locking ball occupies a first position in which it is free to roll on it -even. In this position, the braking element is pressed against the inner ring, so as to slow down its speed of rotation. The inner ring rotating in the first direction of rotation is then braked by the segment.
  • the braking element for example a blade connected to the segment, causes friction on the inner ring tending to slow its rotation.
  • the locking groove of the ball bearing according to the invention may have a first inclined portion extending from the first end towards the second end to a second portion forming a stop and substantially radial in the plane of the bearing.
  • the first portion is at an angle less than 90 ° with the second portion.
  • the segment may have at least one first notch, called the brake notch, close to the second end, in which a brake ball can move between a first position and a second position while being in contact with the outer ring.
  • the brake notch may have a first substantially radial portion, near the locking notch and a second substantially radial portion near the second end of the segment.
  • a brake ball can move between these two portions.
  • the brake ball is placed in the brake notch so as to provide braking of the inner race.
  • the brake notch may have a first inclined portion, so as to change the braking intensity according to the position of the brake ball in the notch.
  • the inclined portion may extend towards the second end of the segment, so as to increase the pressure of the brake ball when the brake ball is in the first position, in the braking direction.
  • the invention also relates to a unidirectional coupling system comprising a ball bearing according to the first embodiment of the invention, an integral input in rotation of the inner ring, an output integral in rotation with the outer ring, so that in a first direction of rotation, the rotational movement of the input is not transmitted to the output and the rotational speed of the ring inner and outer ring is reduced by the braking element while in a second direction of rotation, the rotational movement of the input is transmitted to the output.
  • Such a coupling system can be used to couple an oscillating mass to a reduction gear so as to slow down the rotation of the oscillating weight and / or the gear in one direction of rotation, while in the other direction the inner ring connected to the oscillating weight and the teeth of the outer ring of the bearing meshing with a reduction gear rotate at the same speed of rotation.
  • An automatic watch according to the invention may comprise the unidirectional coupling system described above, the input being kinematically connected to an oscillating mass and the output being kinematically connected to a mainspring, the kinematic connection with the output possibly comprising a train gear.
  • the coupling system of such a watch makes it possible to brake the oscillating mass, in a direction of rotation, when it does not take part in reassembling the barrel. This braking avoids generating noise that becomes awkward for the wearer of the watch when the oscillating mass rotates too fast.
  • the coupling system makes it possible to transmit the energy supplied by the rotation of the oscillating mass to the barrel.
  • the ball bearing is arranged so that, in a first direction of rotation, the braking element is pressed against the inner ring to create friction with the segment, while that in the second direction of rotation, the stress on the brake element is released so that the segment is free to rotate with respect to the inner ring.
  • each segment in this second embodiment comprises a first notch, called a brake notch, in which a brake ball moves in the direction of rotation, so as to modify the braking intensity according to the direction of rotation (without blocking the relative movement of the segment against the inner ring).
  • the brake ball occupies a first position bearing against the outer ring, which causes a rotation of the segment on itself, and the support of the braking element against the inner ring.
  • the brake ball occupies a second position without contact with the outer ring, or with a lower support.
  • the release of this support causes a relaxation of the braking against the inner ring.
  • the brake notch may have an inclined portion against which the ball moves according to the direction of rotation, so as to modify the bearing against the outer ring.
  • the segment according to this second embodiment may have at least one second notch, said guide notch, to accommodate a guide ball for guiding the segment between the inner and outer rings, and to allow the outer ring to rotate relative to to the segment.
  • the guide segment can move in the guide slot without modifying its support against the outer ring.
  • An oscillating mass suspension may comprise a ball bearing according to this second embodiment of the invention.
  • a bearing allows the oscillating mass to rotate completely freely in a second direction of rotation while in the first direction of rotation, the oscillating mass is braked.
  • An automatic watch may comprise an oscillating weight carried by the suspension according to this second embodiment of the invention.
  • Such a watch makes it possible to reduce the speed of rotation of the oscillating mass when it does not take part in the winding of the barrel, in the corresponding direction of rotation, thus reducing the noise generated by the oscillating mass. In the other direction of rotation, the speed of rotation of the oscillating mass is not slowed down, it can thus provide a maximum energy for the winding of the barrel.
  • the braking of one of the rings is therefore maximum in one of the directions of rotation, and zero or at least reduced in the other direction of rotation. It would indeed be counterproductive to slow the oscillating mass when, in one of the directions of rotation, it contributes to the winding of the barrel.
  • the braking is further obtained by the action of the separation segment of the balls, which is in the same plane as the balls.
  • the thickness of the braking element is therefore not superimposed on the balls, which makes it possible to maintain a reduced thickness.
  • the braking is obtained by friction of this segment and / or balls in a radial direction, which avoids the need for additional rigid structures in the radial direction in order to absorb the braking torque.
  • FIGS 1 to 3 illustrate a first embodiment of the invention.
  • This bearing is intended to transmit the rotations of an oscillating mass to the barrel when the oscillating mass rotates in a second direction of rotation, and to brake the oscillating mass without transmitting its movements when it rotates in the opposite direction. It can be mounted in the gear train between the oscillating weight and the cylinder of an automatic watch.
  • the ball bearing 1 presented to the figures 1 and 2 comprises three identical segments 2 placed between an outer ring 11 and an inner ring 12 of the bearing.
  • the number of segments 2 shown is not limiting, one could imagine a bearing 1 comprising a smaller or greater number of segments 2. An odd number of segments is however desirable to balance the loads.
  • the figure 1 represents a sectional view of a bearing according to this first embodiment.
  • the segments 2 and the balls 10a, 10b occupy a second position, called the locking position, which is reached when the bearing is driven by the inner ring 12 rotating in a second direction of rotation, in this case the clockwise direction .
  • the inner ring 12 rotates the segments 2 and the outer ring 11.
  • Each segment 2 comprises a first notch 201b, said brake notch, and a second notch 200a, or locking notch.
  • a locking ball 10a is housed in each locking notch 200a and a brake ball 10b is housed in each brake notch 201b.
  • each locking notch 200a has a first portion 2000 inclined near the first end 21 of the segment 2 and a second portion 2001 forming a substantially radial stop.
  • the locking balls 10a rise along the inclined portion 2000 and become wedged between the outer ring 11 of the bearing 1 and the segment 2. In this position, the segment 2 and the outer ring 11 rotate integrally.
  • Each segment 2 further comprises a braking element 240.
  • This element is pressed by the brake ball 10b against the inner ring 12, making the segments 2 and the inner ring 12 rotationally integral.
  • the rotation in the clockwise direction of the inner ring 12 causes the rotation in the same direction and at the same speed of each segment 2 and therefore the outer ring 11.
  • the outer ring 11 and the inner ring 12 are thus integral in rotation.
  • the brake balls 10b roll against the first portion 2010 of the brake notch. They push the second end 22 of the corresponding segment 2 against the inner ring, so as to press the brake element 240 against the inner ring.
  • the slot 243 between the brake member 240 and the segment body 2 provides some resilience to the brake member 240 to compensate for machining tolerances.
  • the figure 2 represents the position of the segments 2 and the balls 10a, 10b when the inner ring 12 rotates in the first direction of rotation, in this case the counterclockwise direction.
  • Each locking ball 10a of the locking notch 200a occupies a first position, against the portion 2001.
  • each brake ball 10b occupying a first position, against the portion 2011 of the second notch 201.
  • the braking element 240 is pressed against the inner ring 12 by the pressure exerted by the brake ball 10b, so that the rotation of the inner ring 12 in the clockwise direction is braked.
  • the Figures 4 and 5 illustrate a variant of the first embodiment differing in the configuration of the brake notch 201a.
  • the brake notch 201a is arranged so as to vary the pressure exerted by the brake ball 10b against the segment 2; the pressure is greater in the second direction of rotation (locking direction) than in the first direction of rotation (direction of braking), so as to increase the braking torque and further reduce the risk of sliding in the blocking direction .
  • the brake notch 201 has a first inclined portion 2010 along which the brake ball rises in the blocking direction.
  • the figure 6 illustrates a unidirectional coupling system 6 comprising a ball bearing 1 according to the first embodiment, driven by an oscillating mass 4 whose axis is connected to the outer ring 11 of the bearing.
  • the outer ring 11 of the unidirectional coupling system is intended to mesh a reduction gear (not shown) of a gear train or kinematic chain (not shown) connecting the oscillating mass 4 to the barrel (not shown).
  • the figure 7 is a sectional view of the unidirectional coupling device 6 according to a first embodiment of the invention.
  • the balls 10a, respectively 10b, placed in the notches 200a, respectively 201a or 201b of the segments 2, are held between, on the one hand, the outer ring 11 and, on the other hand, the inner ring 12 and the cone 13.
  • the balls 10a, 10b thus have four points of contact with the rings and the cone 13 of the bearing.
  • the cone makes it possible to close the bearing after the placement of the balls.
  • FIG. 8 to 12 A second embodiment of the invention is shown in Figures 8 to 12 .
  • This embodiment may for example be implemented with an inner ring 12 fixed with respect to the watch movement plate, and an oscillating weight 4 connected to the outer ring 11.
  • the bearing 1 allows the oscillating weight 4 to rotate freely. in one direction (second direction), to raise the barrel, and to be braked in the first direction.
  • the ball bearing 1 presented on the figures 8 and 9 comprises a plurality of identical segments 2, for example three segments 2, placed between the outer ring 11 and the inner ring 12 of the bearing 1.
  • the figure 8 represents the position of the segments 2 and the balls 10b, 10c when the outer ring 11 rotates in a second direction of rotation, in this case the counterclockwise direction, and the inner ring 12 is fixed.
  • Each segment 2 is provided with a brake notch 200b and a guide notch 201c.
  • a brake ball 10b occupies a second position at the bottom of the brake notch 200b; it bears against a first notch portion 2000 substantially radial, and can turn on itself.
  • a guide ball 10c occupies a first position in the guide slot 201c, bearing against a first portion (2010) substantially radial, in which it can rotate on itself.
  • the two balls 10b and 10c roll on themselves and the segment 2 is configured so that the braking element 240 does not rub against the inner ring 12 of the bearing 1. Therefore, the outer ring 11 and the segments 2 can freely rotate in the second direction (counterclockwise), without being braked.
  • the figure 9 represents the position of the segments 2 and the balls 10b, 10c when the inner ring 12 is fixed while the outer ring 11 rotates in a first direction of rotation, in this case the clockwise direction.
  • Each brake ball 10b in the first notch 200b rises along the second inclined portion 2001 towards a position bearing against the radial portion 2002.
  • the brake ball 10b is then bearing against the outer ring 11 and pushes the segment 2 into position. pivoting it about itself in the direction of the inner ring 12.
  • the brake member 240 then bears more against the inner ring 12, creating friction.
  • the braking torque is adjusted automatically due to the deformation of the braking element 240 that allows the slot 243, reducing the gap 242 between the free end of the blade 240 and the end 22 of the segment.
  • the rotation of the segments 2 and the outer ring 11 are thus braked.
  • the guide ball 10c is free to roll on itself in the guide slot 201c.
  • the figure 10 illustrates a segment 2 according to the second embodiment of the invention.
  • the figure 11 illustrates in section a suspension oscillating mass 5 containing a ball bearing 1 according to the second embodiment of the invention.
  • the braking element 240 rests against a portion of the inner ring 12 which is not in contact with the balls 10b, 10c.
  • the oscillating mass 4 is for example screwed onto a thread 110 at the periphery of the outer ring 11.
  • the figure 12 illustrates in perspective a suspension with an oscillating mass 4 mounted directly on the outer ring 11 of a ball bearing according to the second embodiment of the invention.
  • the balls 10a, 10b, 10c of the bearing 1 according to the invention may be replaced by rollers, cylinders or any type of element used in bearings.
  • the balls 10a, 10b, and 10c are placed in notches 200a, 200b, 201b, 201c located on the outer face 20 of the segment 2, in contact with the outer ring 11, however, these notches 200a, 200b, 201b, 201c could be located on the inner face 24 of the segment 2, the balls 10a, 10b, and 10c then being in contact with the inner ring 12 of the bearing 1.
  • This ball bearing may be applied to a watch movement, as described, or to any mechanical apparatus requiring to transmit rotation in a single direction of rotation.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Roulement à billes comprenant une bague extérieure, une bague intérieure, des billes, et au moins un segment destiné à séparer lesdites billes les unes des autres, le segment étant placé, dans la direction radiale, entre ladite bague intérieure avec laquelle il est en contact et la bague extérieure, le segment comprenant un élément de freinage, au moins certaines des billes pouvant se déplacer par rapport au segment de manière à occuper une position relative différente selon le sens de rotation desdites bagues, de manière à ce que, dans un seul des sens de rotation, une des bagues puisse tourner indépendamment de l'autre bague mais en étant freinée par l'élément de freinage.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention concerne un roulement à billes et un système d'accouplement comportant un roulement à billes. La présente invention concerne en particulier un roulement à billes horloger pour système de remontage dans un mouvement de montre automatique.
    • Etat de la technique
  • On connait en horlogerie des systèmes d'accouplement unidirectionnels entre la masse oscillante et le ressort de barillet. Ces systèmes permettent de transmettre les rotations de la masse oscillante au barillet lorsque la masse oscillante tourne dans un sens de rotation, et de désaccoupler cette liaison cinématique lorsque la masse oscillante tourne en sens opposé. Ces systèmes ont parfois l'inconvénient de générer un bruit important lorsque la masse oscillante non freinée revient à grande vitesse en sens opposé.
  • Le document EP1134626 décrit un dispositif d'accouplement d'une masse oscillante à un mobile de réduction dans une montre automatique ayant pour but de simplifier et rendre compact le système de remontage du ressort de barillet. Le dispositif d'accouplement utilisé comprend deux éléments d'accouplement unidirectionnel à roulements à billes superposés. Chaque élément permet de transmettre le mouvement de rotation bidirectionnel d'une masse oscillante de manière unidirectionnelle au ressort de barillet. Les deux éléments sont agencés de manière à transmettre la rotation de la masse oscillante chacun dans une direction opposée pour que le mouvement de la masse de remontage soit toujours transmis au ressort de barillet quel que soit son sens de rotation. Toutefois, l'inconvénient de cette construction réside dans l'épaisseur importante du dispositif d'accouplement due à la superposition de deux dispositifs à roulements à billes.
  • Plusieurs dispositifs d'amortissement du mouvement de la masse oscillante dans un accouplement unidirectionnels ont aussi été décrits dans des documents de l'art antérieur.
  • CH701343 divulgue un dispositif d'amortissement de mouvements radiaux lors d'un choc d'une masse oscillante annulaire. Des organes d'amortissement supportent des rouleaux en contact avec l'anneau oscillant, ces rouleaux sont placés dans un roulement à billes de manière à pouvoir tourner. Les organes d'amortissement sont en contact avec des moyens élastiques reliés à la platine et permettent un jeu radial de la masse lors d'un choc. Ce dispositif d'amortissement n'agit ni sur l'amplitude ni sur la puissance de rotation de la masse oscillante annulaire.
  • EP2110719 décrit un dispositif d'amortissement pour la masse oscillante d'une montre à remontage automatique comprenant une plaque dont une extrémité est fixée à la masse et dont une autre extrémité est fixée à un tube arrangé pour tourner autour d'un arbre constituant l'axe de rotation de ladite masse. La plaque possède au moins une zone flexible susceptible de fléchir en cas de chocs portés sur la masse oscillante. Un roulement à billes est disposé entre l'arbre et le tube. Ce dispositif d'amortissement ne limite pas la vitesse de rotation de la masse oscillante.
  • Ces documents illustrent des dispositifs d'amortissement protégeant le mouvement en cas de choc mais ne limitent pas la vitesse de rotation de la masse oscillante.
  • CH332550 décrit une montre à remontage automatique dans laquelle une masse oscillante présente sur sa face inférieure deux dégagements dans lesquels est disposé un ressort-lame en forme de U dont les extrémités libres viennent buter à tour de rôle contre un pilier de sorte que les branches du ressort se déforment élastiquement dans la mesure permise par la largeur des dégagements, permettant ainsi de limiter l'amplitude des oscillations de la masse. Ce dispositif présente l'inconvénient de limiter la course de la masse oscillante dans les deux sens de rotation et donc l'efficacité du remontage.
  • US3901021 divulgue un dispositif de débrayage à roulement à billes dans lequel est prévu un ressort d'embrayage présentant des cliquets élastiques inclinés. Ces derniers sont orientés de manière à s'engager dans des ouvertures d'un mobile de réduction dont les dents peuvent s'engager avec un cliquet de façon à tourner dans la direction de remontage du barillet. Dans le sens opposé, de non remontage du barillet, les cliquets élastiques glissent avec une légère résistance due aux frottements. Ce dispositif présente un désavantage lié à l'encombrement des cliquets orientés vers le haut dans l'épaisseur d'un mouvement de montre.
  • EP0924579 présente un dispositif de limitation de la puissance mécanique d'une masse oscillante montée élastiquement sur un mobile de maintien pour être freinée en touchant un chemin d'appui et limiter ainsi la puissance fournie lorsque cette dernière dépasse sensiblement les puissances fournies en usage normal.
  • WO15193400 décrit un dispositif horloger de transmission comprenant un roulement à billes pour lier une première bague avec une bague extérieure. Un frein permet de freiner la rotation de la première bague relativement à la bague extérieure. Le freinage est assuré par un ressort précontraint de type rondelle fixé ou rapporté sur la première bague, et présentant une surface plane agissant sur une surface plane de la bague extérieure. La rondelle de freinage agit de manière axiale et son épaisseur s'additionne à celle des autres éléments du roulement, qui devient donc plus épais. Ce dispositif ne convient donc pas aux mouvements de montre fins.
  • EP1134626 concerne un dispositif d'embrayage comprenant un roulement à billes du type à coincement de patins. Dans un sens de rotation, la masse oscillante entraîne la roue de sortie; dans l'autre sens, le couple exercé sur la roue de sortie est nul. Ce dispositif ne permet pas de freiner la masse oscillante.
    • Bref résumé de l'invention
  • Un but de la présente invention est de proposer un roulement à billes pour une montre mécanique exempt des limitations des dispositifs connus.
  • Un autre but de l'invention est de proposer un roulement à billes pour masse oscillante pouvant être utilisé pour réduire les nuisances sonores dans le sens de rotation libre de la masse oscillante.
  • Un autre but est de proposer un roulement à billes pour masse oscillante d'épaisseur réduite.
  • Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen d'un roulement à billes comprenant une bague extérieure, une bague intérieure, des billes et au moins un segment destiné à séparer lesdites billes les unes des autres, le segment étant placé, dans la direction radiale, entre ladite bague intérieure avec laquelle il est en contact et la bague extérieure,
  • le segment comprenant un élément de freinage,
    au moins certaines des billes pouvant se déplacer par rapport au segment de manière à occuper une position relative différente selon le sens de rotation desdites bagues,
    de manière à ce que, dans le premier sens de rotation uniquement, une des bagues puisse tourner indépendamment de l'autre bague mais en étant freinée par l'élément de freinage.
  • Un tel roulement peut être utilisé pour freiner la masse oscillante lorsqu'une des bagues entraîne les segments dans le premier sens de rotation. Il est ainsi possible de concevoir un système de remontage automatique de barillet dans lequel la masse oscillante peut tourner dans un des deux sens de rotation sans recharger le barillet, mais en étant néanmoins freinée par le roulement à billes. On évite ainsi les inconvénients d'une masse oscillante tournant de manière complètement libre dans un sens de rotation, en occasionnant souvent un bruit dérangeant.
  • Le système de freinage peut aussi être utilisé pour freiner le rouage entre le roulement et le barillet. Cela permet d'éviter une rotation indésirable des éléments de ce rouage lorsque le rouage n'est pas entraîné par la masse oscillante.
  • Le système de freinage est intégré au roulement à billes en sorte que l'ensemble présente un faible encombrement n.
  • Le roulement est ainsi conçu de manière à exercer un freinage différent selon le sens de rotation. Le freinage a pour effet d'empêcher une des bagues, ainsi que les segments, de tourner librement par rapport à l'autre bague.
  • A cet effet, le système de freinage exerce une friction sur une des bagues, par exemple sur la bague intérieure.
  • Le freinage est obtenu par une portion du segment de séparation des billes. Il ne nécessite donc pas d'épaisseur additionnelle.
  • Le couple de freinage exercé par le segment de séparation des billes dépend donc du sens de rotation.
  • L'élément de freinage du roulement à billes selon l'invention peut comprendre une lame flexible en contact avec une des bagues du roulement, par exemple avec la bague intérieure.
  • La force d'appui de cette lame flexible contre la bague peut être contrainte par une bille du roulement, dite bille de frein.
  • Le roulement à billes peut comporter plusieurs segments, par exemple un nombre impair de segments, comportant chacun une lame flexible agissant comme système de freinage.
  • Chaque segment peut comprendre une face extérieure face à la bague extérieure et une face intérieure en contact avec la bague intérieure.
  • Les différents segments sont placés entre les bagues intérieure et extérieure du roulement à billes, et servent ainsi de cage pour séparer les billes du roulement.
  • Chaque segment peut s'étendre entre une première extrémité et une deuxième extrémité sur un secteur angulaire de segment, par exemple sur un segment angulaire inférieure à 120°.
  • Chaque élément de freinage peut s'étendre depuis la deuxième extrémité sur un premier secteur angulaire inférieur au secteur angulaire de segment.
  • La configuration de l'élément de freinage permet d'assurer la friction nécessaire à ralentir la bague freinée sans toutefois exercer une friction trop importante qui conduirait à une usure prématurée de la bague intérieure ou extérieure.
  • Chaque segment peut présenter au moins une encoche dans laquelle une bille peut se déplacer entre une première position lorsque la bague extérieure tourne dans un premier sens de rotation et une deuxième position lorsque la bague extérieure tourne dans le second sens de rotation.
  • Une ou plusieurs billes de frein peuvent être montées dans une ou plusieurs encoches de frein sur la face extérieure de chaque segment. Les billes de frein peuvent être en appui contre la bague extérieure.
  • Dans un autre mode de réalisation, l'encoche de frein peut être située contre la bague intérieure, la bille de frein pouvant ainsi rouler contre la bague intérieure. Selon un aspect, l'invention concerne aussi un système d'accouplement comprenant un roulement à billes de type unidirectionnel réduisant les nuisances sonores dans le sens de rotation libre de la masse oscillante.
  • Dans un premier mode de réalisation, le roulement est agencé de manière à ce que la rotation d'une des bagues dans le deuxième sens de rotation soit transmise sans glissement, ou pratiquement sans glissement, aux segments et à l'autre bague.
  • Le deuxième sens de rotation est opposé au premier sens.
  • Ainsi, dans ce premier mode de réalisation, la rotation d'une des bagues dans le premier sens de rotation n'est pas transmise à l'autre bague; le roulement à billes se contente de freiner une bague, ou les deux bagues. La rotation d'une des bagues dans le deuxième sens est en revanche transmise aux segments et à l'autre bague.
  • Dans ce premier mode de réalisation, le roulement à billes est donc de type unidirectionnel (« one-way »), l'élément de freinage créant cependant une friction qui empêche la rotation libre et non freinée de la bague entrainante et/ou de la bague entrainée dans le premier sens de rotation.
  • Un tel roulement peut par exemple être utilisé en horlogerie dans le rouage entre la masse oscillante et le barillet d'un système de remontage automatique; il permet alors de transmettre au barillet les rotations de la masse oscillante dans le deuxième sens de rotation, et de permettre à cette masse oscillante de tourner dans le premier sens de rotation sans agir sur le barillet, mais en étant néanmoins freinée.
  • Dans ce premier mode de réalisation, chaque segment comporte une deuxième encoche, dite encoche de blocage. L'encoche de blocage peut être agencée de manière à ce que dans le deuxième sens de rotation, au moins une bille, dite bille de blocage, occupe une deuxième position dans le segment de blocage et est coincée entre la bague extérieure du roulement et le segment, rendant solidaires en rotation la bague extérieure et la bague intérieure. Dans ce mode de réalisation, la bille de blocage peut se déplacer entre deux positions de l'encoche de blocage.
  • Dans ce deuxième sens de rotation, la bille de blocage est coincée entre la bague extérieure et le segment, et ne peut donc ni rouler sur elle-même ni se déplacer dans l'encoche. Le segment est alors coincé entre les deux bagues intérieures, permettant ainsi à la bague intérieure d'entraîner la bague extérieure en rotation à la même vitesse ou inversement. La bague extérieure entraîner ainsi la bague intérieure en rotation à la même vitesse.
  • Lorsque la bille de blocage arrive dans cette position de blocage, elle provoque un pivotement du segment sur lui-même, ce qui pour effet de renforcer l'appui entre l'élément de freinage et la bague intérieure, et donc de réduire encore le glissement éventuel entre la bague intérieure et le segment.
  • L'encoche de blocage du roulement à billes selon l'invention peut être agencée de manière à ce que dans le premier sens de rotation (sens de freinage), la bille de blocage occupe une première position dans laquelle elle est libre de rouler sur elle-méme. Dans cette position, l'élément de freinage est pressé contre la bague intérieure, de manière à freiner sa vitesse de rotation. La bague intérieure tournant dans le premier sens de rotation est alors freinée par le segment. L'élément de freinage, par exemple une lame liée au segment, exerce une friction sur la bague intérieure tendant à freiner sa rotation.
  • L'encoche de blocage du roulement à billes selon l'invention peut présenter une première portion inclinée s'étendant depuis la première extrémité en direction de la deuxième extrémité jusqu'à une deuxième portion formant butée et sensiblement radiale dans le plan du roulement. La première portion fait un angle inférieur à 90° avec la deuxième portion.
  • Selon l'invention, le segment peut présenter au moins une première encoche, dite encoche de frein, à proximité de la deuxième extrémité, dans laquelle une bille de frein peut se déplacer entre une première position et une deuxième position tout en étant en contact avec la bague extérieure.
  • Selon l'invention, l'encoche de frein peut présenter une première portion sensiblement radiale, à proximité de l'encoche de blocage et une deuxième portion sensiblement radiale à proximité de la deuxième extrémité du segment. Une bille de frein peut se déplacer entre ces deux portions. Lorsqu'une bille de blocage roule contre la deuxième portion de l'encoche de blocage, la bille de frein roule contre la deuxième portion de l'encoche de frein et maintient la pression contre l'élément de frein qui reste pressé contre la bague intérieure, de manière à freiner la vitesse de rotation de la bague intérieure.
  • Dans ce mode de réalisation, la bille de frein est placée dans l'encoche de frein de manière à assurer un freinage de la bague intérieure. Selon une variante de ce premier mode de réalisation de l'invention, l'encoche de frein peut présenter une première portion inclinée, de manière à modifier l'intensité du freinage selon la position de la bille de frein dans l'encoche. La portion inclinée peut s'étendre en direction de la deuxième extrémité du segment, de manière à augmenter la pression de la bille de frein lorsque la bille de frein se trouve en première position, dans le sens de freinage.
  • L'invention concerne aussi un système d'accouplement unidirectionnel comprenant un roulement à billes selon le premier mode de réalisation de l'invention, une entrée solidaire en rotation de la bague intérieure, une sortie solidaire en rotation de la bague extérieure, de sorte que dans un premier sens de rotation, le mouvement de rotation de l'entrée n'est pas transmis à la sortie et la vitesse de rotation de la bague intérieure et de la bague extérieure est réduite par l'élément de freinage alors que dans un deuxième sens de rotation, le mouvement de rotation de l'entrée est transmis à la sortie.
  • Un tel système d'accouplement peut être utilisé pour coupler une masse oscillante à un mobile de réduction de manière à freiner la rotation de la masse oscillante et/ou du train d'engrenage dans un sens de rotation, alors que dans l'autre sens la bague intérieure liée à la masse oscillante et la denture de la bague extérieure du roulement engrenant avec un mobile de réduction tournent à la même vitesse de rotation.
  • Une montre automatique selon l'invention peut comprendre le système d'accouplement unidirectionnel précédemment décrit, l'entrée étant reliée cinématiquement à une masse oscillante et la sortie étant reliée cinématiquement à un ressort de barillet, la liaison cinématique avec la sortie pouvant comprendre un train d'engrenages.
  • Le système d'accouplement d'une telle montre permet de freiner la masse oscillante, dans un sens de rotation, lorsqu'elle ne participe pas au remontage du barillet. Ce freinage évite de générer du bruit qui devient gênant pour le porteur de la montre lorsque la masse oscillante tourne trop vite. Dans le sens de rotation opposé, le système d'accouplement permet de transmettre l'énergie fournie par la rotation de la masse oscillante au barillet.
  • Selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, le roulement à billes est agencé de manière à ce que, dans un premier sens de rotation, l'élément de freinage est pressé contre la bague intérieure pour créer une friction avec le segment, alors que dans le deuxième sens de rotation, la contrainte sur l'élément de frein est relâchée de manière à ce que le segment soit libre de tourner par rapport à la bague intérieure.
  • A cet effet, chaque segment dans ce deuxième mode de réalisation comporte une première encoche, dite encoche de frein, dans laquelle une bille de frein se déplace selon le sens de rotation, de manière à modifier l'intensité du freinage selon le sens de rotation (sans pour autant bloquer le déplacement relatif du segment contre la bague intérieure).
  • Dans le premier sens de rotation, la bille de frein occupe une première position en appui contre la bague extérieure, ce qui provoque une rotation du segment sur lui-même, et l'appui de l'élément de freinage contre la bague intérieure.
  • Dans le deuxième sens de rotation, la bille de frein occupe une deuxième position sans contact avec la bague extérieure, ou avec un appui plus faible. Le relâchement de cet appui provoque un relâchement du freinage contre la bague intérieure.
  • Dans ce deuxième mode de réalisation, l'encoche de frein peut présenter une portion inclinée contre laquelle la bille se déplace en fonction du sens de rotation, de manière à modifier l'appui contre la bague extérieure.
  • Le segment selon ce deuxième mode de réalisation peut présenter au moins une deuxième encoche, dite encoche de guidage, pour loger une bille de guidage destinée à guider le segment entre les bagues intérieures et extérieures, et à permettre à la bague extérieure de tourner par rapport au segment.
  • Le segment de guidage peut se déplacer dans l'encoche de guidage sans modifier son appui contre la bague extérieure.
  • Une suspension de masse oscillante peut comprendre un roulement à billes selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention. Un tel roulement permet à la masse oscillante de tourner de manière totalement libre dans un deuxième sens de rotation alors que dans le premier sens de rotation, la masse oscillante est freinée.
  • Une montre automatique peut comprendre une masse oscillante portée par la suspension selon ce deuxième mode de réalisation de l'invention. Une telle montre permet de réduire la vitesse de rotation de la masse oscillante lorsqu'elle ne participe pas au remontage du barillet, dans le sens de rotation correspondant, réduisant alors le bruit généré par la masse oscillante. Dans l'autre sens de rotation, la vitesse de rotation de la masse oscillante n'est pas freinée, elle peut ainsi fournir une énergie maximum pour le remontage du barillet.
  • Quel que soit le mode de réalisation, le freinage d'une des bagues est donc maximal dans un des sens de rotation, et nul ou en tout cas réduit dans l'autre sens de rotation. Il serait en effet contreproductif de freiner la masse oscillante lorsque, dans un des sens de rotation, elle contribue au remontage du barillet.
  • Dans tous les modes de réalisation, le freinage est en outre obtenu par l'action du segment de séparation des billes, qui se trouve dans le même plan que les billes. L'épaisseur de l'élément de freinage ne se superpose donc pas aux billes, ce qui permet de maintenir une épaisseur réduite. Le freinage est obtenu par frottement de ce segment et/ou de billes dans une direction radiale, ce qui évite la nécessite de structures rigides additionnelles dans la direction radiale afin d'absorber le couple de freinage.
    • Brève description des figures
  • Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
    • La figure 1 illustre une vue en coupe d'un roulement à billes selon un premier mode de réalisation, les billes étant dans en position de blocage (2ème position).
    • La figure 2 illustre une vue en coupe d'un roulement à billes selon le premier mode de réalisation, les billes étant dans en position de freinage (première position).
    • La figure 3 illustre une vue en perspective d'un segment de roulement à billes selon le premier mode de réalisation.
    • La figure 4 illustre une vue en coupe d'un roulement à billes selon une variante du premier mode de réalisation, les roues étant en position de freinage.
    • La figure 5 illustre une vue en perspective d'un segment de roulement à billes selon une variante du premier mode de réalisation.
    • La figure 6 illustre une vue en perspective d'une masse oscillante engrenant un dispositif d'accouplement selon l'invention.
    • La figure 7 illustre une vue en coupe du dispositif d'accouplement selon l'invention.
    • La figure 8 illustre une vue en coupe d'un roulement à billes selon un deuxième mode de réalisation, les billes étant dans en position de guidage (deuxième position).
    • La figure 9 illustre une vue en coupe d'un roulement à billes selon un deuxième mode de réalisation, les billes étant dans en position de freinage (première position).
    • La figure 10 illustre une vue en perspective d'un segment de roulement à billes selon le deuxième mode de réalisation.
    • La figure 11 une vue en coupe d'une suspension de masse oscillante selon l'invention.
    • La figure 12 illustre une vue en perspective d'une masse oscillante portée par la suspension selon l'invention.
    Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
  • Les figures 1 à 3 illustrent un premier mode de réalisation de l'invention. Ce roulement est destiné à transmettre les rotations d'une masse oscillante au barillet lorsque la masse oscillante tourne dans un deuxième sens de rotation, et à freiner la masse oscillante sans transmettre ses mouvements lorsqu'elle tourne en sens opposé. Il peut être monté dans le rouage entre la masse oscillante et le barillet d'une montre automatique.
  • A cet effet, le roulement à billes 1 présenté aux figures 1 et 2 comprend trois segments 2 identiques placés entre une bague extérieure 11 et une bague intérieure 12 du roulement.
  • Le nombre de segments 2 représentés n'est pas limitatif, on pourrait imaginer un roulement 1 comprenant un nombre inférieur ou supérieur de segments 2. Un nombre impair de segment est cependant souhaitable pour équilibrer les charges.
  • La figure 1 représente une vue en coupe d'un roulement selon ce premier mode de réalisation. Dans cette vue, les segments 2 et les billes 10a, 10b occupent une deuxième position, dite position de blocage, qui est atteinte lorsque le roulement est entraîné par la bague intérieure 12 tournant dans un deuxième sens de rotation, dans ce cas le sens horaire. Dans cette position, la bague intérieure 12 entraîne en rotation les segments 2 et la bague extérieure 11.
  • Chaque segment 2 comporte une première encoche 201 b, dite encoche de frein, et une deuxième encoche 200a, ou encoche de blocage. Une bille de blocage 10a est logée dans chaque encoche de blocage 200a et une bille de frein 10b est logée dans chaque encoche de frein 201 b.
  • Comme on le voit en particulier sur la figure 3, chaque encoche de blocage 200a présente une première portion 2000 inclinée à proximité de la première extrémité 21 du segment 2 et une deuxième portion 2001 formant une butée sensiblement radiale. Dans le deuxième sens de rotation illustré sur la figure 1, les billes de blocage 10a remontent le long de la portion inclinée 2000 et viennent se coincer entre la bague extérieure 11 du roulement 1 et le segment 2. Dans cette position, le segment 2 et la bague extérieure 11 tournent de manière solidaire.
  • Chaque segment 2 comporte en outre un élément de freinage 240. Cet élément est appuyé par la bille de frein 10b contre la bague intérieure 12, rendant solidaires en rotation les segments 2 et la bague intérieure 12. Ainsi la rotation dans le sens horaire de la bague intérieure 12 entraine la rotation dans le même sens et à la même vitesse de chaque segment 2 et donc de la bague extérieure 11. La bague extérieure 11 et la bague intérieure 12 sont ainsi solidaires en rotation.
  • Dans ce deuxième sens de rotation, les billes de frein 10b roulent contre la première portion 2010 de l'encoche de frein. Elles repoussent la deuxième extrémité 22 du segment 2 correspondant contre la bague intérieure, de manière à appuyer l'élément de frein 240 contre la bague intérieure. La fente 243 entre l'élément de frein 240 et le corps du segment 2 permet de donner une certaine élasticité à l'élément de frein 240, afin de compenser les tolérances d'usinage.
  • La figure 2 représente la position des segments 2 et des billes 10a, 10b lorsque la bague intérieure 12 tourne dans le premier sens de rotation, dans ce cas le sens antihoraire. Chaque bille de blocage 10a de l'encoche de blocage 200a occupe une première position, contre la portion 2001. De la même façon, chaque bille de frein 10b occupant une première position, contre la portion 2011 de la deuxième encoche 201. Dans cette configuration, les deux billes 10a, 10b sont libres de rouler sur elles-mêmes. L'élément de freinage 240 est appuyé contre la bague intérieure 12 grâce à la pression exercée par la bille de frein 10b, de manière à ce que la rotation de la bague intérieure 12 dans le sens horaire soit freinée.
  • Les figures 4 et 5 illustrent une variante du premier mode de réalisation différant par la configuration de l'encoche de frein 201a. Dans cette variante, l'encoche de frein 201a est agencée de manière à varier la pression exercée par la bille de frein 10b contre le segment 2; la pression est plus importante dans le deuxième sens de rotation (sens de blocage) que dans le premier sens de rotation (sens de freinage), de manière à augmenter le couple de freinage et de réduire encore le risque de glissement dans le sens de blocage.
  • A cet effet, l'encoche de frein 201 a présente une première portion inclinée 2010 le long de laquelle la bille de frein remonte dans le sens de blocage.
  • La figure 6 illustre un système d'accouplement unidirectionnel 6 comprenant un roulement à billes 1 selon le premier mode de réalisation, entraîné par une masse oscillante 4 dont l'axe est lié à la bague extérieure 11 du roulement. La bague externe 11 du système d'accouplement unidirectionnel est destinée à engrener un mobile de réduction (non représenté) d'un train d'engrenages ou chaine cinématique (non représentée) reliant la masse oscillante 4 au barillet (non représenté).
  • La figure 7 est une vue en coupe du dispositif d'accouplement unidirectionnel 6 selon un premier mode de réalisation de l'invention. Les billes 10a, respectivement 10b, placées dans les encoches 200a, respectivement 201 a ou 201 b des segments 2, sont maintenues entre d'une part la bague extérieure 11 et d'autre part la bague intérieure 12 et le cône 13. Les billes 10a, 10b ont ainsi quatre points de contact avec les bagues et le cône 13 du roulement. Le cône permet de fermer le roulement après le placement des billes.
  • Un deuxième mode de réalisation de l'invention est représenté aux figures 8 à 12. Ce mode de réalisation peut par exemple être mis en oeuvre avec une bague intérieure 12 fixe par rapport à la platine du mouvement horloger, et une masse oscillante 4 liée à la bague extérieure 11. Le roulement 1 permet à la masse oscillante 4 de tourner librement dans un sens (deuxième sens), afin de remonter le barillet, et d'être freinée dans le premier sens.
  • Le roulement à billes 1 présenté sur les figures 8 et 9 comprend plusieurs segments 2 identiques, par exemple trois segments 2, placés entre la bague extérieure 11 et la bague intérieure 12 du roulement 1.
  • La figure 8 représente la position des segments 2 et des billes 10b, 10c lorsque la bague extérieure 11 tourne dans un deuxième sens de rotation, dans ce cas le sens antihoraire, et que la bague intérieure 12 est fixe. Chaque segment 2 est muni d'une encoche de frein 200b et d'une encoche de guidage 201c. Une bille de frein 10b occupe une deuxième position au fond de l'encoche de frein 200b; elle est appui contre une première portion d'encoche 2000 sensiblement radiale, et peut tourner sur elle-même. Une bille de guidage 10c occupe une première position dans l'encoche de guidage 201 c, en appui contre une première portion (2010) sensiblement radiale, dans laquelle elle peut tourner sur elle-même. Dans ce cas, les deux billes 10b et 10c roulent sur elles-mêmes et le segment 2est configuré de manière à ce que l'élément de freinage 240 ne frotte pas contre la bague intérieure 12 du roulement 1. Par conséquent, la bague extérieure 11 et les segments 2 peuvent tourner librement dans le deuxième sens (sens antihoraire), sans être freinés.
  • La figure 9 représente la position des segments 2 et des billes 10b, 10c lorsque la bague intérieure 12 est fixe alors que la bague extérieure 11 tourne dans un premier sens de rotation, dans ce cas le sens horaire. Chaque bille de frein 10b dans la première encoche 200b remonte le long de la deuxième portion inclinée 2001 vers une position en appui contre la portion radiale 2002. La bille de frein 10b est alors en appui contre la bague extérieure 11 et repousse le segment 2 en le faisant pivoter sur lui-même en direction de la bague intérieure 12. L'élément de frein 240 s'appuie alors davantage contre la bague interne 12, créant une friction. Le couple de freinage est ajusté automatiquement grâce à la déformation de l'élément de freinage 240 que permet la fente 243, réduisant l'écart 242 entre l'extrémité libre de la lame 240 et l'extrémité 22 du segment. La rotation des segments 2 et de la bague extérieure 11 sont ainsi freinées. Dans ce sens de rotation, la bille de guidage 10c est libre de rouler sur elle-même dans l'encoche de guidage 201 c.
  • La figure 10 illustre un segment 2 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • La figure 11 illustre en coupe une suspension de masse oscillante 5 contenant un roulement à billes 1 selon le deuxième mode de réalisation de l'invention. L'élément de freinage 240 repose contre une portion de la bague intérieure 12 qui n'est pas en contact avec les billes 10b, 10c. La masse oscillante 4 est par exemple vissée sur un filetage 110 à la périphérie de la bague extérieure 11.
  • La figure 12 illustre en perspective une suspension avec une masse oscillante 4 montée directement sur la bague extérieure 11 d'un roulement à billes selon le deuxième mode de réalisation de l'invention.
  • Les billes 10a, 10b, 10c du roulement 1 selon l'invention peuvent être remplacées par des galets, des cylindres ou tout type d'éléments utilisés dans des roulements.
  • Dans les modes de réalisation décrits, les billes 10a, 10b, et 10 c sont placées dans des encoches 200a, 200b, 201 b, 201c situées sur la face extérieure 20 du segment 2, en contact avec la bague extérieure 11, toutefois, ces encoches 200a, 200b, 201 b, 201c pourraient être situées sur la face intérieure 24 du segment 2, les billes 10a, 10b, et 10 c étant alors en contact avec la bague intérieure 12 du roulement 1.
  • Ce roulement à billes peut être appliqué à un mouvement de montre, comme décrit, ou à n'importe quel appareil mécanique nécessitant de transmettre une rotation dans un seul sens de rotation.
    • Numéros de référence employés sur les figures
    • 1
    Roulement à billes
    10
    Bille
    10a
    Bille de blocage
    10b
    Bille de frein
    10c
    Bille de guidage
    11
    Bague extérieure
    12
    Bague intérieure
    13
    Cône
    2
    Segment
    20
    Face extérieure du segment
    200a
    Encoche de blocage
    200b
    Encoche de frein
    2000
    Première portion
    2001
    Deuxième portion
    2002
    Troisième portion
    201 a
    Encoche de frein
    201 b
    Encoche de frein
    201c
    Encoche de guidage
    2010
    Première portion
    2011
    Deuxième portion
    21
    Première extrémité
    22
    Deuxième extrémité
    α
    Secteur angulaire du segment
    24
    Face intérieure du segment
    240
    Elément de freinage
    β
    Secteur angulaire de l'élément de freinage
    241
    Extrémité libre de l'élément de freinage
    242
    Ecart
    243
    Fente
    3
    Denture
    4
    Masse oscillante
    5
    Suspension de la masse oscillante
    6
    Accouplement unidirectionnel

Claims (15)

  1. Roulement à billes (1) comprenant une bague extérieure (11), une bague intérieure (12), des billes (10a, 10b, 10c) et au moins un segment (2) destiné à séparer lesdites billes (10a, 10b, 10c) les unes des autres, le segment (2) étant placé, dans la direction radiale, entre ladite bague intérieure (12) avec laquelle il est en contact et ladite bague extérieure (11),
    au moins certaines desdites billes (10) pouvant se déplacer par rapport au dit segment (2) de manière à occuper une position relative différente selon le sens de rotation desdites bagues,
    caractérisé en ce que ledit segment (2) comprend un élément de freinage (240), de manière à ce que, dans un premier sens de rotation uniquement, une des dites bagues (11, 12) puisse tourner indépendamment de l'autre bague (11, 12) mais en étant freinée par ledit élément de freinage (240).
  2. Roulement à billes (1) selon la revendication 1, ledit élément de freinage (240) comprenant une lame flexible en contact avec ladite bague intérieure (12).
  3. Roulement à billes (1) selon la revendication précédente, ledit segment (2) présentant au moins une première encoche (200a, 200b, 201 a, 201 b) dans laquelle une bille (10a, 10b) peut se déplacer entre une première position lorsque la bague extérieure tourne dans un premier sens de rotation et une deuxième position lorsque la bague extérieure tourne dans le second sens de rotation.
  4. Roulement à billes (1) selon la revendication 3, chaque segment comportant une première dite encoche (200b, 201 a, 201 b), dite encoche de frein, agencée de manière à ce que au moins dans un premier sens de rotation, une dite bille (10b), dite bille de frein, appuie sur le segment (2) de manière à presser l'élément de freinage (240) contre la bague intérieure (12) afin de créer une friction entre le segment (2) et la bague intérieure (12).
  5. Roulement à billes selon la revendication 4, ladite encoche de frein (200b, 201a, 201 b) étant agencée de manière à modifier le couple de freinage exercé contre ladite bague interne (12) selon le sens de rotation.
  6. Roulement à billes selon la revendication 5, agencé de manière à ce que chaque dit segment (2) pivote sur lui-même lorsque la bille de frein (10b) se déplace dans l'encoche de frein (201a, 200b), de manière à varier la pression exercée par l'élément de freinage (240) sur la bague intérieure (12).
  7. Roulement à billes (1) selon l'une des revendications 3 à 6, chaque segment (2) comportant une deuxième dite encoche, dite encoche de blocage (200a), agencée de manière à ce que dans un deuxième sens de rotation, une dite bille (10a), dite bille de blocage, est coincée entre la bague extérieure (11) du roulement (1) et le segment (2), rendant solidaires en rotation la bague extérieure (11) et la bague intérieure (12).
  8. Roulement à billes (1) selon la revendication précédente, chaque encoche de blocage (200a) étant agencée de manière à ce que dans le second sens de rotation, ladite bille de blocage (10a) exerce une pression réduite sur le segment (2), de manière à permettre à la bague extérieure (11) de tourner par rapport au segment (2)
  9. Roulement (1) selon l'une des revendications 7 ou 8, agencé de manière à ce que, lorsqu'une bille de blocage (10a) roule contre une deuxième portion (2001) de l'encoche de blocage (200a), une bille de frein (10b) roule contre la deuxième portion (2011) de l'encoche de frein (201a, 201 b), l'élément de freinage (240) étant pressé contre la bague intérieure (12) et la vitesse de rotation de la bague intérieure (12) étant freinée.
  10. Roulement à billes (1) selon l'une des revendications 3 à 6, chaque segment (2) comportant une deuxième dite encoche, dite encoche de guidage (201c), permettant audit segment de tourner librement par rapport à ladite bague externe (11) dans le deuxième sens de rotation.
  11. Roulement à billes (1) selon l'une des revendications 1 à 10, ledit élément de freinage (240) étant formé par une lame séparés du corps du segment (2) par une fente (243) permettant à la lame de se déformer pour compenser les tolérances d'usinage.
  12. Système d'accouplement unidirectionnel (6) comprenant un roulement à bille (1) selon l'une des revendications 1 à 11, une entrée solidaire en rotation de la bague intérieure (12), une sortie solidaire en rotation de la bague extérieure (11), dans lequel dans un premier sens de rotation, le mouvement de rotation de l'entrée n'est pas transmis à la sortie et la vitesse de rotation de la bague intérieure (12) et de la bague extérieure (11) est réduite par l'élément de freinage (240) alors que dans un deuxième sens de rotation, le mouvement de rotation de l'entrée est transmis à la sortie.
  13. Montre automatique (7) comprenant un système d'accouplement unidirectionnel (6) selon la revendication précédente, l'entrée étant reliée cinématiquement à une masse oscillante (4) et la sortie étant reliée cinématiquement à un ressort de barillet.
  14. Suspension (5) de masse oscillante comprenant le roulement à billes (1) selon l'une des revendications 1 à 3 ou 10 à 11.
  15. Montre automatique comprenant une masse oscillante (4) portée par la suspension (5) selon la revendication précédente.
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