Projet de réalisation d’une montre : Etape 1

Bonjour à tous,

A force de poser des questions, il me semble que je dois apporter une contribution plus active au forum.

J’ai donc décidé de vous présenter mon projet : la réalisation d’une montre.
Sujet très banal sur ce forum me direz-vous !

J’ai donc décomposé mon projet en plusieurs étapes.

La première est la compréhension des règles de conception d’une montre.
Pour cela, j’ai fait l’acquisition de quelques bouquins dont:
- Traité de construction horlogère et
- Théorie d’horlogerie.

Et puis je me suis lancé dans la réalisation du calibre HES afin d’assimiler les rouages de la conception horlogère.

Dans un premier temps, il ne faut pas être trop ambitieux :
- Pas profils de denture parfaits ou normés (juste des arcs de cercle),
- Pas de dessin d’échappement parfait (mais en tracé 2D approchant),
- Pas d’intégration de défauts, de glissements, de frottements, de rebond dans les calculs,
- Etc…

PS: n'ayant aucune formation de base horlogère, il se peut que des erreurs se glissent dans mes propos.
Je remercie par avance, les sachants qui apporteront leurs contributions

Après une compréhension des formules de calcul du ressort moteur,
Et des relations géométriques pour les dimensions du ressort et du barillet en général
Passage à la modélisation 3D du barillet



Il faut prévoir les chanfreins sur le tambour et sur le couvercle



Il faut aussi prévoir l’encoche sur le tambour pour le ressort



Il est aussi important que le crochet de l’arbre ne soit pas trop marqué
Afin que le développement du ressort soit le plus  centré possible.



Objectif pour le projet : Avoir un couple moteur le plus régulier possible.

Pour cela, il existe plusieurs solutions :
- Une transmission fusée chaîne,
- Moyenner l’effort-la vitesse par 2 barillets (et un différentiel !?),
- Un remontoir d’égalité (ressort spiral intermédiaire) et
- Limiter le spectre d’utilisation du ressort moteur.

Cette étude du ressort moteur m'a permis de comprendre (ou de croire) l'importance de cet élément.  

En effet, à ce stade, il me semble presque plus primordial que le balancier.  

Et si dans une nouvelle conception, il faut veiller à ce que le ressort ne porte pas sur le tambour ou sur le couvercle.
Je pense que dans la rénovation d’une montre il est utile de « polir » les surfaces intérieures afin que le ressort ne se développe pas de manière saccadée.

 
Bon courage !

Hello.
la démarche est intéressante mais je suis étonné que tu démarres par là plutôt que de commencer par t'initier en apprenant à démonter et remonter une montre au fonctionnement déjà éprouvé.
Mais cette étape là est peut-être réalisée depuis longtemps ;-)

J.

La première étape ne sera pas des plus compliquées, tous les plan sont dans le CD fourni avec Le "Traité de construction horlogère"...
Ceci dit faire un 3D c'est facile je le fait tous les jours... Fabriquer un boitier ok je sais faire aussi...
Pas tous les jours mais je me démerde pas trop mal...
Mais fabriquer un barillet par exemple ... c'est autre chose... pas la même taille et les mêmes tolérances.

  

Bonjour Jerry,
J'ai la chance d'avoir rencontré un maître horloger qui veut bien m'accorder du temps pour m'enseigner le démontage et le remontage des montres.
Cependant, il faut bien apporter une contre partie ( réflexion technique et/ou scientifique ) pour qu'il y est un échange.

Bonjour BenoÅ,
Je suis d'accord avec toi: Construire les "organes" d'une montre est très compliqué, voire impossible pour un amateur comme moi.
Je cherche dans un premier temps à comprendre le fonctionnement d'une montre, connaître le processus de création ...
Au final, je sais très bien que je ne taillerai pas les engrenages. Dans le meilleur des cas, je réorganiserai les éléments et réaliserai la platine et les ponts.
L'intérêt est de comprendre la raison d'être de chaque pièce.
Et les formules "mathématiques" sont moins agréables à regarder que des vues 3D pour le commun des mortels.
In fine, j'espère solliciter l'intérêt des gens afin qu'ils aient envie de comprendre.
Si j'ai le temps, je posterai ce WE la partie train d'engrenage ( ou rouage pour les horlogers je crois)

Merci de votre contribution
Laurent

Le train d’engrenage ou rouage:

Le rouage est composé de plusieurs mobiles
Afin de limiter la perte de rendement, il faut limiter le nombre de ces mobiles.
En effet, le rendement d’un engrènement est de l’ordre de 90%.
Pour un mouvement avec 4  engrènements, nous obtenons un rendement de 65% (0,9^4).
Pour optimiser, le couple généré par le ressort moteur il faut donc limiter le nombre de rouage pour arriver à l’échappement (ou le prévoir à la conception).

Un mobile est généralement composé :
D’une roue


Et d’un pignon


Généralement la roue est en laiton (ou alliage Cuivre) et le pignon en acier afin d’améliorer le coefficient de frottement.

La roue et le pignon sont assemblés suivant différentes méthodes (ici le rivetage)

Nous obtenons donc les 3 mobiles (de la conception directe):
- le mobile de centre
- le mobile de moyenne et
- le mobile de seconde

(du barillet au balancier)

Il est assès facile de les reconnaitre et les organiser.
En effet, près du barillet, il y a les "couples" importants et les faibles vitesses.
Les dents sont donc plus "costaudes" (+ épaisses et module + important)


Je trouve que c'est plus visible sur les pignons

Nous pouvons aussi chercher à réduire les contraintes dans les pivots des mobiles


Nous pouvons voir que si on augmente l'angle alpha (angle entre les segments reliant les centres)
Nous réduisons les réactions sur les pivots (avec une limite géomètrique)

Sur le mobile de centre, nous pouvons même annuler ces réactions par l'utilisation de 2 barillets


Nous pouvons voir ici qu'il est possible de faire RA=O

Pour ces schémas, j'ai pris des rendements à 100% mais c'est le même principe

bon courage a toi

ça semble impossible ou tout du moins... non impossible    pour un amateur sans experience pratique de créer des organes d'une montre !!!!
c'est bien de comprendre le fonctionnement d une montre
c est bien d apprendre a monter et demonter une montre
mais c est pas tout a fait la meme chose de creer un barillet avec son ressort ou un balancier
ca demande beaucoup de connaissance et d'échec avant de réussir !!
(surtout barillet balancier  )

et je suis gentil d'autres n'auront pas ma délicatesse ou celle de Benco ou Jerry   

commence peut etre par un emboitage ? avec un cadran a ton design ?

courage dans ton projet

pm007 a écrit:

bon courage a toi

ça semble impossible ou tout du moins... non impossible    pour un amateur sans experience pratique de créer des organes d'une montre !!!!
c'est bien de comprendre le fonctionnement d une montre
c est bien d apprendre a monter et demonter une montre
mais c est pas tout a fait la meme chose de creer un barillet avec son ressort ou un balancier
ca demande beaucoup de connaissance et d'échec avant de réussir !!
(surtout barillet balancier  )

et je suis gentil d'autres n'auront pas ma délicatesse ou celle de Benco ou Jerry   

commence peut etre par un emboitage ? avec un cadran a ton design ?

courage dans ton projet

D'un autre coté tant que ça reste sur l'écran ça ne risque pas de présenter de grosses difficultés...

et je pense que ça restera sur l'écran...

Mister N a écrit:

D'un autre coté tant que ça reste sur l'écran ça ne risque pas de présenter de grosses difficultés...

et je pense que ça restera sur l'écran...

malheureusement en un sens
mais je pense aussi misterN

pm007 a écrit:

malheureusement en un sens
mais je pense aussi misterN

Malheureusement ? je ne sais pas, concevoir un mouvement de A à Z est un sport compliqué que même des horlogers très confirmés comme LAO ne se risquent pas à pratiquer

Et puis pourquoi réinventer la roue ?

Par contre je comprends très bien la démarche intellectuelle qui permet d'appréhender de plus près les vicissitudes de la mécanique

Mister N a écrit:

Malheureusement ? je ne sais pas, concevoir un mouvement de A à Z est un sport compliqué que même des horlogers très confirmés comme LAO ne se risquent pas à pratiquer

Et puis pourquoi réinventer la roue ?

Par contre je comprends très bien la démarche intellectuelle qui permet d'appréhender de plus près les vicissitudes de la mécanique

oui c est ca que je voulais dire la demarche intellectuelle
sinon le reste   

Mister N a écrit:

concevoir un mouvement de A à Z est un sport compliqué que même des horlogers très confirmés comme LAO ne se risquent pas à pratiquer

C'est là toute la différence entre un horloger et un ingénieur (ayant, certes, des notions d'horlogerie). On perd trop souvent de vue que les compétences et connaissances fondamentales d'un horloger ne sont finalement que basiques.

Projet Etape 1 : l’échappement

Bonsoir,

Je continue donc ma démarche intellectuelle.
Et j'arrive donc sur le mobile d’échappement.



Contrairement aux autres mobiles, la roue (et le pignon) est (sont) en acier.
En effet, cette roue n’entraîne pas un autre pignon mais l'ancre (par l'intermédiaire des palettes en corindon).



Au passage, malgré plusieurs articles, je ne comprends pas vraiment à quoi sert le chanfrein.
Je vous remercie par avance de votre aide...

Projet Etape 1 : l’échappement

Me voici donc arrivé à l'ancre.



Qui est constituée:

• d'un dare (pour éviter le renversement)
  
• d'un axe (de rotation)
  
• et de palette (+ d'explications dans le prochain post)
  

Projet Etape 1 : l’échappement

L'ancre va créer une impulsion sur le balancier (+ ressort spirale) pour entretenir son oscillation.
Cette oscillation est isochronique et "saccade" la rotation du rouage avec des périodes fixes.

Le balancier est composé d'une virole avec un moment quadratique important (pour avoir de l'inertie)



d'un axe (j'ai appris que pour la fin de formation d'horloger rhabilleur, l'élève devait réaliser cette pièce!)  



et d'un plateau (ici double).



Et c'est donc en modélisant cette pièce que j'ai trouvé le rubis qu'il me manquait toujours! 
En effet, j'ai mis du temps (désolé!) pour m'apercevoir que je devais compter les 2 pierres pour les incablocs.
Et encore plus de temps pour trouver ce dernier rubis (qui se trouve sur le plateau)!



Et je me retrouve donc avec mon balancier...
Merci et bonne soirée

L'échappement: suite...

Nous allons donc voir l'utilité des palettes.

Pour cela, nous partons de la situation suivante


Le balancier (ici le plateau) n'est pas dans la fourchette
La roue d'échappement dispose de la force du ressort moteur (réduit par le rapport du train d'engrenage et des rendements)
Et elle "souhaite" que tourner (dans le sens de la flèche)
Malheureusement elle bute contre une palette de l'ancre.
Ce qui fait tourner l'ancre autour de son axe A et elle est donc en butée.

Remarque:
Le rapport des bras de levier est d'environ 5.
L'effort sur la butée est donc 5 x inférieur à l'effort moteur

Bonjour
Je salue ta démarche, très intéressante. Certes comme l'a dit un prédécesseur, on ne réinvente pas la roue, mais c'est passionnant comme cheminement intellectuel. Merci

L'échappement: suite...

Je n'ai donc, volontairement, pas respecter l'échelle des forces afin que cela reste visible sur les images.

Nous arrivons donc au CHOC...


Le balancier vient heurter la fouche.
Il dispose d'une grande inertie (choc mou: les 2 mobiles partent ensemble dans la même direction).
Le bras de levier est important.
L'ancre va donc tourner autour de son axe A.
La palette va libérer la roue d'échappement: c'est le dégagement.

Remarques:
Avec les chocs, les matières doivent être dures et résilientes.
La résistance au dégagement est minime (frottement fonction de l'effort moteur et des matières roue-palette)

Osannah a écrit:

Bonjour
Je salue ta démarche, très intéressante. Certes comme l'a dit un prédécesseur, on ne réinvente pas la roue, mais c'est passionnant comme cheminement intellectuel. Merci

+1
C'est tout de même ce qu'il y a d'excitant après tout. Comprendre le pourquoi du comment...
Et ca change un peu des wristshots...

laurent42 a écrit:

Remarque:
Le rapport des bras de levier est d'environ 5.
L'effort sur la butée est donc 5 x inférieur à l'effort moteur

Pourquoi ce 5 stp? Quelle conclusion cinétique ou mathématique?
Je suppose que tout dépend de la forme de l'ancre (surtout sa longueur) de toute façon, mais est-ce une valeur 'standard'?

Bonjour LIPNOTIC

Comme tu l'as écrit, le rapport de 5 vient de la forme de l'ancre et de la position des butées

Par contre, je ne sais pas si c'est une valeur standard.
Mais l'idée (à mon avis) c'est de réduire l'effort sur les butées et d'augmenter leur diamètre.
Afin de réduire la pression de contact (hertz)

Mais j'espère écrire sous le couvert des sachants du forum car je suis en quête de compréhension (et non expert).

Merci encore
Laurent

L'échappement: suite...

La force étant normale au plan de contact.
La roue d’échappement exerce une force qui fait tourner l'ancre autour de son axe.

L'ancre applique une force sur le balancier: c'est l'impulsion.
Techniquement la cheville est percutée par la fourche (2ème choc)

L'ancre arrive en butée (choc).

Et la roue d'échappement vient s’arrêter contre la deuxième palette (choc).
Le balancier poursuit son chemin (libre)

Comme nous avons pu le voir c'est un échappement libre (et à choc)
Le WE prochain, je posterai l'impulsion sur la 2ème alternance.

D'ici là, j'espère voir s'il est utile d'équilibrer l'ancre (centre de gravité sur son axe de rotation).
Comprendre pourquoi on n'huile pas les pivots de cette ancre.
Et s'il est possible (et utile) de classer les échappements par leur performance.

Merci de votre collaboration et bonne semaine
Laurent

L'échappement: suite...

Nous allons donc observer l'impulsion sur la deuxième alternance.

Arrêté puis relancé par le ressort spiral, le balancé fait "machine arrière".
Le "doigt" du plateau vient donc rentrer dans la fourchette.
Et faire pivoter l'ancre dans le sens anti horaire.

C'est donc le dégagement de la dent sur la 2ème palette.
(Remarque: nous ne parlerons pas du recul de la roue)