CH715049A2 - Timepiece including a tourbillon. - Google Patents
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Abstract
La pièce d’horlogerie comprend un tourbillon comprenant une cage (6) qui porte un balancier (16), un spiral (15) et un dispositif d’échappement magnétique (18), ce dernier comprenant un mobile d’échappement (20), comprenant au moins une structure magnétique annulaire (26), et en outre au moins un élément magnétique (33) couplé avec la structure magnétique et ayant un mouvement oscillant synchrone avec l’oscillation du résonateur mécanique (14). L’échappement magnétique (18) est agencé de manière à présenter alternativement des phases d’accumulation d’énergie, provenant d’une conversion d’énergie mécanique fournie par le barillet en énergie potentielle magnétique dans l’échappement magnétique (18), et des phases de transfert d’énergie accumulée dans l’échappement magnétique (18) au résonateur mécanique (14). Au cours des phases de transfert d’énergie, l’élément magnétique (33) subit une force magnétique radiale, relativement à l’axe de rotation du mobile d’échappement (20), de sorte que l’échappement magnétique (18) convertit alors en énergie mécanique de l’énergie potentielle magnétique accumulée dans la phase d’accumulation d’énergie précédente pour pouvoir entretenir l’oscillation du résonateur mécanique (14). L’invention permet d’augmenter la fréquence d’oscillation de résonateur mécanique (14) et aussi la précision de marche.The timepiece comprises a tourbillon comprising a cage (6) which carries a balance (16), a hairspring (15) and a magnetic escapement device (18), the latter comprising an escapement mobile (20), comprising at least one annular magnetic structure (26), and further at least one magnetic element (33) coupled with the magnetic structure and having an oscillating movement synchronous with the oscillation of the mechanical resonator (14). The magnetic escapement (18) is arranged so as to present alternately phases of energy accumulation, coming from a conversion of mechanical energy supplied by the barrel into potential magnetic energy in the magnetic escapement (18), and phases of transfer of energy accumulated in the magnetic escapement (18) to the mechanical resonator (14). During the energy transfer phases, the magnetic element (33) undergoes a radial magnetic force, relative to the axis of rotation of the exhaust mobile (20), so that the magnetic exhaust (18) converts then in mechanical energy of the potential magnetic energy accumulated in the previous energy accumulation phase in order to maintain the oscillation of the mechanical resonator (14). The invention makes it possible to increase the oscillation frequency of the mechanical resonator (14) and also the operating precision.
Description
DescriptionDescription
Domaine technique [0001] La présente invention concerne les pièces d’horlogerie comprenant un mouvement horloger équipé d’un tourbillon portant dans une cage un résonateur mécanique, formé d’un balancier et d’un spiral, et un dispositif d’échappement. Par tourbillon, on comprend aussi ce que l’homme du métier appelle parfois un carrousel. En outre, un tel mouvement horloger comprend un barillet agencé pour accumuler de l’énergie mécanique et un rouage reliant cinématiquement la cage du tourbillon au barillet.Technical Field [0001] The present invention relates to timepieces comprising a timepiece movement equipped with a tourbillon carrying in a cage a mechanical resonator, formed of a balance and a hairspring, and an escapement device. By vortex, we also understand what the skilled person sometimes calls a carousel. In addition, such a watch movement comprises a barrel arranged to accumulate mechanical energy and a cog kinematically connecting the tourbillon cage to the barrel.
Arrière-plan technologique [0002] Les mouvements horlogers équipés d’un tourbillon sont connus de longue date. On nomme généralement ’un tourbillon’ un tel mouvement horloger et même une montre équipée d’un tel mouvement horloger.Technological background [0002] Watch movements equipped with a tourbillon have been known for a long time. This watch movement is generally called a tourbillon and even a watch fitted with such a watch movement.
[0003] Dans un tourbillon classique, la cage fonctionne comme un mobile de seconde. Elle comprend un pignon de seconde et elle est entraînée via ce pignon de seconde par une roue moyenne. La cage porte un échappement classique formé d’un mobile d’échappement et d’une ancre, en particulier d’une ancre suisse. La force est transmise au mobile d’échappement via son pignon qui engrène, à la manière d’un satellite, avec une roue de seconde fixe et solidaire de la platine.In a conventional tourbillon, the cage works like a second mobile. It comprises a second pinion and it is driven via this second pinion by a medium wheel. The cage carries a classic escapement formed by an escapement mobile and an anchor, in particular a Swiss anchor. The force is transmitted to the escapement mobile via its pinion which meshes, like a satellite, with a fixed second wheel secured to the plate.
[0004] Le fonctionnement d’un échappement classique à ancre suisse est bien connu de l’homme du métier. La roue d’échappement présente une pluralité de dents qui coopèrent avec deux palettes portées par l’ancre. Chaque palette présente à son extrémité libre un plan incliné. Pour engendrer une impulsion d’entretien du balancier-spiral, une des dents de la roue d’échappement vient appuyer tangentiellement contre le plan incliné d’une des deux palettes, de manière à exercer un couple de force sur l’ancre qui est ainsi entraînée en rotation par la roue d’échappement, cette dernière étant entraînée en rotation par la rotation de la cage via la roue de seconde fixe. L’impulsion d’entretien se termine lorsque le bec d’impulsion, que comporte chaque dent de la roue d’échappement, se trouve au bas du plan incliné. Ainsi, pour engendrer une impulsion d’entretien, la roue d’échappement doit pouvoir subir une rotation sur une distance angulaire correspondant à la distance angulaire, relativement à l’axe de rotation du mobile d’échappement, du plan incliné de la palette avec laquelle elle interagit. Or, comme indiqué, la rotation de la roue d’échappement est intimement liée à celle de la cage du tourbillon, une liaison cinématique étant prévue entre la roue d’échappement et la cage du tourbillon. Par conséquent, pour entraîner en rotation la roue d’échappement il faut mettre en mouvement de rotation le tourbillon qui a une relativement grande inertie. L’impulsion d’entretien transmise au balancier est donc limitée en intensité par l’inertie du tourbillon et également du rouage reliant cinématiquement la cage du tourbillon au barillet. L’inertie de la cage du tourbillon est rapportée à la roue d’échappement, ce qui augmente l’inertie de cette dernière.The operation of a conventional Swiss lever escapement is well known to those skilled in the art. The escapement wheel has a plurality of teeth which cooperate with two pallets carried by the anchor. Each pallet has an inclined plane at its free end. To generate a maintenance impulse of the balance-spring, one of the teeth of the escape wheel comes to press tangentially against the inclined plane of one of the two pallets, so as to exert a force couple on the anchor which is thus driven in rotation by the escape wheel, the latter being driven in rotation by the rotation of the cage via the second fixed wheel. The maintenance impulse ends when the impulse spout, which each tooth of the escapement wheel contains, is at the bottom of the inclined plane. Thus, to generate a maintenance pulse, the escape wheel must be able to undergo a rotation over an angular distance corresponding to the angular distance, relative to the axis of rotation of the exhaust mobile, of the inclined plane of the pallet with which it interacts with. However, as indicated, the rotation of the escapement wheel is intimately linked to that of the tourbillon cage, a kinematic connection being provided between the escapement wheel and the tourbillon cage. Consequently, in order to drive the escapement wheel in rotation, it is necessary to set in rotation the vortex which has a relatively high inertia. The maintenance impulse transmitted to the balance wheel is therefore limited in intensity by the inertia of the tourbillon and also of the cog kinematically connecting the tourbillon cage to the barrel. The inertia of the tourbillon carriage is related to the escapement wheel, which increases the inertia of the latter.
[0005] Le mécanisme à tourbillon est connu pour moyenner les positions verticales et donc améliorer la marche d’un mouvement horloger dans une montre-bracelet lorsqu’elle est portée. Toutefois, dans un mouvement classique, le tourbillon augmente l’inertie du dispositif d’échappement car la cage du tourbillon est solidaire en rotation de la roue d’échappement. Ceci limite l’accélération que peut subir la roue d’échappement. L’impulsion donnée au balancier étant dépendante de la rotation de la roue d’échappement, il n’est pas possible d’augmenter la fréquence au-dessus de 5 Hz de manière fiable au niveau chronométrique. Il en résulte que la fréquence d’oscillation possible pour le balancier-spiral d’un tel mécanisme à tourbillon est limitée. Ainsi, la fréquence d’oscillation d’un balancier-spiral classique dans un tourbillon est généralement inférieure à cinq Hertz (5 Hz) et peut dans certains cas spécifiques atteindre 5 Hz. Elle vaut usuellement par exemple trois Hertz. On comprend que ceci limite la précision de marche que l’on peut obtenir avec un mouvement horloger équipé d’un tourbillon classique.The tourbillon mechanism is known to average the vertical positions and therefore improve the progress of a watch movement in a wristwatch when it is worn. However, in a conventional movement, the tourbillon increases the inertia of the escapement device because the tourbillon cage is integral in rotation with the escapement wheel. This limits the acceleration the escape wheel can experience. As the momentum given to the balance wheel is dependent on the rotation of the escapement wheel, it is not possible to increase the frequency above 5 Hz reliably at the chronometric level. As a result, the possible oscillation frequency for the balance-spring of such a vortex mechanism is limited. Thus, the frequency of oscillation of a conventional balance-spring in a tourbillon is generally less than five Hertz (5 Hz) and can in certain specific cases reach 5 Hz. It is usually worth for example three Hertz. We understand that this limits the precision of movement that can be obtained with a watch movement equipped with a classic tourbillon.
[0006] Ainsi, l’avantage remarquable du tourbillon pour la précision de la marche au porté d’une montre qui l’incorpore est péjoré, à cause du fonctionnement de l’échappement classique, par la grande inertie que présente généralement sa cage.Thus, the remarkable advantage of the tourbillon for the precision of walking when worn with a watch that incorporates it is degraded, due to the operation of the classic escapement, by the great inertia that its cage generally presents.
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