Echappement à cylindre à long repos pour fusées mécaniques à temps à mouvement d'horlogerie. On a déjà appliqué, aux fusées mécani ques à temps à mouvement d'horlogerie, di vers types d'échappement susceptibles de donner au balancier des oscillations de très grande amplitude; ces échappements sont d'une construction compliquée et coûteuse.
On a cependant renoncé jusqu'à présent à iztilis-@r dans. ces fusées les échappements à cylindre à, long repos du type Graham pour les raisons suivantes: On ,sait en effet que l'i#chappement, à cylindre de Graham, bien connu en horlogerie et employé dans les montres à cause de sa simplicité par rapport à l'échappement à ancre libre, plus coûteux et de mise au point plus délicate, -est consti tué, comme représenté en fig. 1 -et 2 du des sin annexé, par un cylindre creux 1 à paroi mince (ljla mm environ) dans lequel est pra tiquée une première encoche 2, appelée grande coche,
dont les bords sont munis de lèvres d'impulsion coopérant avec les dents coudées en équerre 3 de la roue d'échappement 4 soli daire du pignon 5, et qui. est entaillée dans sa partie inférieure par une encoche 6 de hau teur moindre, dite petite coche, destinée à permettre au cylindre 1 de décrire, depuis sa position -de repos (fig. 2) une demi-oscillation d'environ 180 d'amplitude, sans faire recu ler la roue 4 en venant heurter le bras 7 de celle des dents 3 qui, après avoir donné une impulsion sur la lèvre d'entrée de la bande coche, a pénétré :
à, l'intérieur du cylindre (fig. 2) -et repose pendant une partie de l'oscillation du cylindre (qui est d'environ 180 , ce qui justifie le qualificatif "à long repos" donné à cet échappement) par la pointe de .sa rampe d'actionnement contre la face interne -de la partie 8 de la paroi du cylindre (fig. 1 et 2) subsistant à la hauteur de la partie .supérieure .de la grande encoche 2.
Le cylindre ainsi réalisé est fragile, car, d'une part, pour obtenir une demi-oscillahon d@ l'ordre (le 18() ", on est obligé de l'entailler profondément par la, petite coche au point que la partie restante 9 de la paroi (fi-. 1 et ?) occupe un arc de faible lo:
nbueur, et du fait, d'autre part, que le cylindre pré sente une très faible élasticité parce que trempé très dur afin de résister le phis pos sible. à, l'usure provoquée par les 43200() chocs et frottements journaliers des dents de la roue d'échappement contre la paroi ou écorce de -ce cylindre (le régime standardisé pour les montres étant de 18000 demi-oscillations par heure).
De plus, les angles vifs du con- taur des encoche: qui sont taillées suivant des génératrices du cylindre, ainsi que l'emman- chement à force des tampons 10, 1()' portant les pivots 11., 11' contribuent à la fragilité de ce cylindre qui est assez fréquemment fendu par suite de ce forcement.
Cette fragilité de l'écliappeinent à, cylin dre de Graha.m n'empêche pas son utilisation avantageuse dans les montres oii, en raison (le leur fonctionnement continuel, ce n'est pas la, résistance aux chou mais surtout la: ques tion d'usure qui importe et qui est résolue par une trempe très dure.
Par contre, clans les fusées mécaniques à temps, le mécanisme d'horlogerie ne fonctionne qu'une seule fois au départ du coup et cela pendant un temps très court (de 40 à 1.00 secondes suivant le type de fusée). donc la question d'usure n'in tervient pas dans ce cas pour le cylindre d'é chappement; ce dernier doit cependant satis faire aux conditions suivantes:
d'une part, résister aux efforts considérables (chocs, vi brations) engendrés au départ du projectile et s'exerçant aussi bien dans le sens axial que dans le sens transversal du cylindre et, d'autre part, np subir aucun déréglabe sous l'effet de ces efforts, pour maintenir la dis tance des. centres, entre roue d'échappement et cylindre, absolument fixe et invariable, du fait que l'axe d'oscillation dudit cylindre doit normalement coïncider exactement avec l'axe de la, fusée et du projectile.
Ces condition n'étant pas réunies, pour les raisons ei-dessu@, dans l'échappement à cylindre de Graham. cc, dernier ne pouvait pas trouver d'application aux mécanismes d'horlogerie des fusées iné- caniques à temps.
L'on a bien cherché à simplifier l'échap pement à cylindre de Graham ci-dessus pour les montres, eu ménageant dans le cylindre une seule encoche taillée à. angle droit par rapport. à la génératrice et en adoptant une roue d'échappement plate. Comme l'a montré l'expérience, un tel échappement simplifié ne donnait pas satisfaction, surtout du fait qu'il ne pouvait pas assurer aux montres une pré cision suffisante. Pour cela, cet échappement à. cylindre à encoche unique a été abandonné depuis lontemps pour les montres.
L'inventeur a pensé que ce dernier échap pement simplifié de Graham pouvait trouver une application intéressante aux mouvement; d'lioi-loberie des fusées mécaniques à teiirps qui ont un régime de fonctionnement. parti culier suivant:
EMI0002.0047
Contrairement <SEP> à <SEP> ce <SEP> qui <SEP> a <SEP> lien <SEP> dans <SEP> les
<tb> montres <SEP> oii, <SEP> pour <SEP> engendrer <SEP> un <SEP> tour <SEP> complet
<tb> du <SEP> cadran <SEP> par <SEP> l'aiguille <SEP> des <SEP> minute:
, <SEP> le <SEP> ba lancier <SEP> décrit <SEP> en <SEP> général <SEP> 18ï)00 <SEP> demi-oseilla nons <SEP> par <SEP> lierre, <SEP> soit <SEP> environ <SEP> 5 <SEP> denii-oscilla fions <SEP> par <SEP> seconde, <SEP> ayant <SEP> eliaeune <SEP> environ
<tb> <B>100'</B> <SEP> d'amplitude <SEP> moyenne, <SEP> soit <SEP> <B>320'</B> <SEP> d'am plitude <SEP> totale, <SEP> (lins <SEP> les <SEP> fusées <SEP> mécaniques <SEP> à
<tb> temps <SEP> à <SEP> mouveinciit:
<SEP> d'horlogerie <SEP> dont <SEP> l'organe
<tb> rotatif <SEP> de <SEP> commande <SEP> de <SEP> déclenchement <SEP> de <SEP> la
<tb> percussion <SEP> a <SEP> une <SEP> courte <SEP> durée <SEP> de <SEP> fonctionne tirent <SEP> variant, <SEP> suivant <SEP> la <SEP> trajectoire <SEP> du <SEP> pro jeetile <SEP> auquel <SEP> elles <SEP> sont <SEP> destinées, <SEP> de <SEP> 40 <SEP> à
<tb> 100 <SEP> secondes, <SEP> le <SEP> nombre <SEP> d'oscillations <SEP> du <SEP> ba lancier <SEP> est, <SEP> suivant <SEP> le <SEP> type <SEP> d'échappement, <SEP> de
<tb> :î0 <SEP> à <SEP> :3ï0 <SEP> pal- <SEP> seconde, <SEP> soit <SEP> 180000 <SEP> <B>il</B> <SEP> 1.080 <SEP> O(fl
<tb> à <SEP> l'heure:
<SEP> ce <SEP> régime <SEP> d'oscillations <SEP> beaucoup
<tb> plus <SEP> rapide <SEP> du <SEP> balancier <SEP> et. <SEP> partant, <SEP> de <SEP> moins
<tb> grande <SEP> amplitude <SEP> qui <SEP> ne <SEP> dépasse <SEP> guère <SEP> 80 <SEP> à
<tb> 911 <SEP> " <SEP> par <SEP> deini-oscillation, <SEP> soit <SEP> <B>160</B> <SEP> à <SEP> 180 <SEP> " <SEP> par
<tb> oscillation <SEP> complète, <SEP> est, <SEP> obtenu <SEP> dans <SEP> les
<tb> fusées <SEP> mécaniques <SEP> à <SEP> temps <SEP> grâce <SEP> au <SEP> fait <SEP> que
<tb> le <SEP> balancier <SEP> est <SEP> très <SEP> léger <SEP> et <SEP> qu'il <SEP> a <SEP> un <SEP> Mo ment <SEP> d'inertie <SEP> assez <SEP> petit, <SEP> par <SEP> rapport <SEP> à <SEP> la
<tb> force <SEP> relativement <SEP> brande <SEP> du <SEP> ressort,
<SEP> conipa rativement <SEP> au <SEP> rapport <SEP> qui <SEP> existe <SEP> dans <SEP> une
<tb> montre, <SEP> entre <SEP> le <SEP> moment <SEP> d'inertie <SEP> du <SEP> balan cier <SEP> et <SEP> la <SEP> force <SEP> du <SEP> spiral. En se basant ,sur les considérations qui viennent d'être exposées, l'inventeur a jugé possible l'application de l'échappement à cylindre simplifié de Graham aux fusées mé caniques à temps auxquelles celui-ci pouvait assurer un fonctionnement précis dans le ré gime d'oscillations ci-dessus.
Il fallait cepen dant:, pour rendre cette application possible, perfectionner l'échappement à cylindre sim plifié de Graham de manière à éliminer toutes les difficultés résultant de la mise en jeu d'efforts considérables, au moment du départ du projectile, efforts qui font travailler l'échappement dans des conditions très dures.
Ces difficultés étaient notamment dues aux facteurs suivants: d'une part, la fragilité du cylindre d'échappement qui, malgré l'encoche unique. ne subsistait pas moins en raison de la forme de cette encoche dont le contour était rectangulaire, donc à angles vifs, en projection sur la surface du cylindre, ce qui affaiblissait ce dernier à l'endroit des angles; d'autre part, la. facilité du déréglage dudit échappement sous l'effet des forces engen drées au départ du projectile, ce qui pourrait eauser de gros ennuis au point de vue de la précision de fonctionnement de la fusée.
L'échappement .suivant la, présente inven tion permet d'éliminer les difficultés men tionnées en dernier lieu; il est caractérisé par le fait que la .courbe fermée délimitant ladite encoche sur la surface cylindrique présente une forme arrondie sans angles vifs, et par des moyens de sûreté pour empêcher tout dérégla.ge -de la position déterminée du cylin dre, d'une part, par rapport au ressort de balancier et, d'autre part, par rapport au balancier, sous. l'effet des forces mises en jeu au départ du projectile.
Ainsi, le fait de donner à l'encoche une forme arrondie a pour effet d'accroître consi dérablement la résistance du cylindre et d'évi- tei, sa, rupture éventuelle à la, partie affaiblie dont le contour ne comporte plus d'angles vifs dangereux,
tandis que les moyens de sfireté pour le cylindre permettent de rendre son montage absolument fixe et invariable à l'intérieur de la fusée et d'empêcher par con- séquent tout déréglage de l'ajustement angu- laire du cylindre par rapport aux pièces aux quelles il est accouplé, en éliminant ainsi toutes les conséquences néfastes, du point de vue du' fonctionnement de l'échappement, qu'un tel déréglage pourrait entraîner.
Les fi-. 3 à 8 du dessin représentent, à titre d'exemple et à. échelle agrandie, une forme :d'exécution de l'échappement suivant l'invention.
La fig. 1 rappelée ci-dessus représente respectivement en :coupe axiale longitudinale et transversale, un échappement à cylindre tel qu'il est utilisé actuellement dans l'horlo gerie.
La fig. 2 également rappelée plus haut montre respectivement une coupe transversale du cylindre suivant la ligne II-II de la fig. 1, ainsi que la roue d'échappement en plan.
La fi-. S représente en élévation le cylin dre de la ,susdite forme .d'exécution.
La fig. 4 représente en coupe et élévation partielles le tampon amovible du cylindre, fixé au balancier.
La fig. 5 montre en coupe et élévation partielles les pièces de l'échappement dans leur position ,de service.
La fi-. 6 est un plan de la roue d'échap pement du balancier et une coupe transver sale du cylindre suivant la ligne VI-VI de la fig. 5 et montrant schématiquement le fonctionnement de l'échappement au moment où s'amorce la. première impulsion sur la lèvre d'entrée.
La fil-. 7 est un plan schématique mon trant .le fonctionnement de l'échappement après. la première impulsion sur la lèvre d'en trée avec la pointe de la dent en repos .sur la face interne du cylindre, tandis que -la fig. 8 représente schématiquement le fonc tionnement dudit échappement après l'impul sion sur la lèvre de sortie, avec la pointe de la, dent en repos sur la face externe du cy lindre.
L'échappement à cylindre représenté aux fig. 3 à 8 comporte un cylindre 12 venu de fabrication avec un épaulement 13 et un pivot 14 sur une partie duquel est ménagée une série de cannelures 15 (ou un ou plusieurs pans) dont le rôle sera. décrit plus loin.
Sur la. face extérieure du cylindre est pratiquée une seule encoche 16 dont. le pourtour est d'une forme arrondie, donc sans angles vifs, définie par exemple par l'intersection du cylindre 12 avec une sphère, encoche qui est formée, simultanément avec ses. lèvres d'im pulsion, au cours d'une seule opération (le fabrication à. l'aide d'une fraise profilée, qui ne laisse aucun angle vif après fraisage; cette fraise présente un contour en creux et en relief orienté en vue de la formation desdites lèvres d'impulsion.
Le cylindre est accouplé au balancier 1.7 par l'intermédiaire d'un tampon 18, dont- le tigeron 19 est ajusté libre, mais sans ,jeu dans le sens axial, dans l'alésage dit cylindre et l'immobilisation angulaire de celui-ci avec le balancier est obtenue par ajustement à. mé plat ménagé sous forme de saillie 20 sur le cylindre 12 et d'entaille 21 sur le tampon 18. Ce tampon 18 est également solidaire da deuxième pivot 23 du cylindre.
Avec ce moyen d'ajustement et d'ac.coii- pIement du tampon 1.8 au cylindre 12, ce dernier n'est pas forcé, d'où suppression d'une cause, de rupture, qui se rencontre dans le cylindre usuel à. tampons forcés.
Une roue d'échappement plate \?2 coopère avec les lèvres du cylindre 12.
Dans la, fig. 6, on voit le cylindre. en po sition de repos, au moment où va. s'amorcer Ia. première impulsion dans le sens de la. flèche f par la lèvre d'entrée, impulsion qui, dans. la fig. 7, a donné lieu à une demi- oscillation du cylindre dans le sens. des ai guilles d'une montre, dont l'amplitude atteint environ 85 sans que la lèvre de sortie du cylindre" heurte la. base 25 de la dent 24 et fasse reculer la. roue.
Dans cette vue, on voit qu'après la chute, la dent 24 reste au repos contre la face interne du cylindre 12, et, en fin d'oscillation, ce dernier, sollicité par le ressort du balancier (non représenté) se pré pare à osciller dans le sens inverse indiqué par la flèche<B><I>f</I></B>. En fig. 8, on voil que, après la. chute et une impulsion sur la lèvre de sortie, la. dent suivant 2.1#' de la roue ?\? est en repos sur la face extérieure. dit cylindre.
On voit que celui-ci termine sa demi-oseillation également de 85 d'amplitude.
Les cannelures 15 ménagées sur une par iie du pivot du cylindre reçoivent, par for cement; dur, une virole en métal plus. ductile, sur laquelle est fixé le ressort du balancier, qui peut être de forme quelconque, par exem ple une lame de torsion, ou un ressort en si>iraIe, etc..
La disposition. sur le pivot 14 du cylindre venu de fabrication d'une seule pièce avec celui-ci, d'une partie cannelée engagée dans la virole du ressort du balancier, constitue une sfimté pour ainsi < lire absolue contre tout déréglage, de l'échappement, par suite d'une rotation intempestive de ladite virole par rapport au cylindre. D'autre part, l'ajus tement à méplat prévient toua: déréglage du çvlindre par rapport au balancier. tout en permettant un assemblage commode de ces pièces.
Enfin. le fait d'avoir au cylindre une seule encoche sans angles vifs, permet d'ac croître considérablement la. résistance de celui-ci, car la section de la portion restante 26 (fi-. 6) a sensiblement le profil d'un !1 concentrique, dont on connaît les hautes qua lités de résistance. Cette résistance est encore ,î méliorée par le fait crue. la question d'usure n'entrant pas en jeu dans les mouvements d'horlogerie des fusées en raison de leur fonc tionnement pendant très peu de temps.
le cylindre peut être trempé moins dur que pour les montres, ce qui augmente par conséquent sa limite élastique et, partant, sa résistance aux chocs.