LE ROUAGE DE FINISSAGE
Le rouage de finissage, parfois appelé train de rouage, est l’organe de transmission d’un mouvement et son rôle est de transmettre l’énergie provenant du barillet jusqu’à l’organe régulateur via l’échappement.
Il est composé d’un nombre variable de mobiles (généralement trois) qui permettent de distribuer par leurs différentes vitesses de rotation les informations à l’affichage (heures, minutes, secondes etc.).
Les mobiles
Chaque mobile se compose d’un pignon en acier, dont les dents sont appelées « ailes », et d’une roue (généralement en laiton) également dentée sur sa circonférence. Le pignon représente l’axe du mobile et la planche de la roue y est rivée de manière solidaire.
Lorsque le pignon effectue un tour complet, la roue du même mobile effectue également un tour complet.
Principe multiplicatif & rapport d’engrenage
Le rouage de finissage est un rouage multiplicatif ce qui signifie que chaque mobile tourne plus rapidement que celui qui le précède dans la chaine cinématique selon le principe roue menante-pignon mené; chaque roue entrainant le pignon du mobile suivant.
Exemple
Pour comprendre, prenons l’exemple d’une roue de 100 dents engrenant un pignon comportant 10 ailes.
Lorsque 10 dents de la roue auront engrené les 10 ailes du pignon, la roue aura effectué un dixième de tour alors que le pignon aura effectué un tour complet. Dès lors, on parle d’un rapport d’engrenage de 10.
Le calcul des rapports d’engrenage permet d’établir les vitesses de rotation spécifiques à chaque mobile. Pour mener à bien ce calcul, la fréquence de l’organe régulateur doit être pris en compte.
Les mobiles du rouage de finissage
Le rouage de finisssage est généralement composé de trois mobiles:
Le mobile de centre qui est entrainé directement par le barillet et qui porte généralement l’aiguille des minutes (1t/h)
Le mobile de moyenne est un mobile intermdéraire permettant d’accéder aux bons rapports d’engrenages
Le mobile de secondes qui est placé généralement à l’autre extrémité du rouage de finissage, porte l’aiguille des secondes et tourne donc 60 fois plus rapidement que le mobile de centre pour effectuer une rotation complète en une minute exactement.
Le principe du rouage de finissage existe depuis l’aube de l’horlogerie mécanique et les mobiles ont de tout temps été construits selon le même modèle : Une planche de roue en laiton rivée à son pignon. Cependant les pignons étaient en fer jusqu’à la moitié du 18ème siècle, les premiers alliages d’acier apparaissant à cette période. L’arrivée de l’acier a permis d’obtenir de bien meilleurs résultats en termes de friction, de résistance à l’usure et à la corrosion.
Hormis la qualité des alliages, les principales évolutions historiques concernent essentiellement les outils et les machines destinés à la production des mobiles et, surtout, la définition des profils de denture afin de limiter les frictions et les pertes énergétiques. Les profils des dentures modernes sont épicycloïdaux et favorisent un contact de roulement en limitant les frictions et les jeux d’engrenage.
Le pignon en acier d’un mobile peut être fabriqué aisément à l’aide d’un tour y compris le fraisage de ses ailes. Son polissage, son écrouissage le roulage de ses pivots peut être aisément fait à l’aide d’un petit tour d’établi (motorisé ou non) et d’un tour à pivoter.
Les opérations de tournage de la planche de roue peuvent également être réalisées sur un tour de petite taille. La découpe des bras, l’anglage et la décoration se font, selon cette méthode à la main (bocfil, limes etc.). L’artisan privilégiera une machine à tailler pour fraiser la denture de la planche. Cette machine manuelle permet de tailler la denture et de la polir selon un procédé ancestral inégalé en termes de précision et de qualité.
Une fois le pignon et la planche de roue terminés et décorés, l’artisan procède à leur assemblage. Il rive la roue sur le pignon a l’aide d’une potence qui serti la roue par une piqûre préalablement pratiquée sur le pignon. L’artisan contrôle que la roue tourne à plat selon l’axe du pignon et effectue, le cas échéant les corrections en affinant le rivage.
La décolleteuse est la machine la plus appropriée pour l’usinage industriel des pignons. Dans certains cas, le taillage des ailes pourra être réalisé, aile par aile, à l’aide d’une fraise de la décolleteuse. Pour une précision accrue, on préférera tailler les dents du pignon ultérieurement à l’aide d’une machine à tailler motorisée qui effectuera une taille par génération.
Bien qu’elles puissent être fabriquées par usinage (CNC) ou électroérosion (petites séries), la méthode industrielle privilégiée pour produire les planches de roue est l’étampage qui permet notamment d’effectuer la découpe des bras. La précision, la rapidité d’exécution et les coûts de production de cette méthode demeurent à ce jour les meilleurs. On taillera la denture des planches de roues en petites séries et par génération à l’aide d’une machine à tailler les engrenages.
Les finitions, la décoration et l’assemblage de la planche de roue et du pignon pourront être réalisés par des machines ou à la main selon la gamme de la montre.
Calcul du rapport d’engrenage:
Calcul de la fréquence pour une montre sans aiguille de secondes:
Calcul du rapport d’engrenages (centre-seconde) pour une montre avec aiguille de secondes:
Calcul de la fréquence pour une montre avec aiguille de secondes:
Transmission de l’énergie dans un rouage multiplicatif:
