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Dispositif d'échappement à ancre pour mouvement d'horlogerie Les échappements à ancre ont fait depuis longtemps l'objet d'études, multiples et diverses. On a en particulier cherché à réaliser une transmission de couple uniforme et à améliorer le rendement par des modifications de forme. On a, d'autre part, diminué le frottement en employant des matières telles que le rubis pour les parties, frottantes. Ces, différents essais ont partiellement donné satisfaction, en ce sens qu'on a réussi à améliorer le rendement dans une certaine mesure, mais sans cependant arriver à supprimer les chocs et rebondissements se produisant notamment après le dégagement de l'ancre.
Or, la présente invention a précisément pour but d'améliorer le rendement de l'échappement à ancre en supprimant, ou du moins en réduisant, les chocs et les rebondissements des dents de la roue d'échappement contre les palettes de l'ancre. Une des con- séquences importantes de la suppression de ces chocs est la possibilité d'employer, pour la confection des palettes de l'ancre et/ou de la roue d'échappement, une matière synthétique telle que le produit Teflon (marque déposée), qui est relativement tendre, et présente, un coefficient de frottement très faible et des propriétés autolubrifiantes.
Jusqu'à présent, en effet, il n'était pas possible d'employer une telle matière pour la confection des palettes., car les chocs auxquels ces dernières étaient soumises de la part des dents de la roue d'échappement formaient en peu de temps des creux ou des rainures dans le plan d'impulsion de ces palettes, et ces chocs dissipaient une quantité non négligeable d'énergie.
Pour atteindre le but susmentionné, le dispositif d'échappement à ancre suivant l'invention est caractérisé en ce que les dents de la roue d'échappement et les palettes de l'ancre présentent des profils con- jugués de telle façon que, au cours du déplacement correspondant à la période d'impulsion, la seconde dérivée du déplacement angulaire d'une dent, par rapport au déplacement angulaire de l'ancre, soit une fonction continue.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif d'échappement à ancre suivant l'invention.
La figure unique est une vue en plan d'une partie de cette forme d'exécution.
La roue d'échappement 1, pivotant en 2, présente des dents pointues 3. Le dos de chacune des dents 3 présente une échancrure 4 prévue pour une raison donnée plus loin.
L'ancre 5, pivotant en 6, porte les deux palettes ou levées 7 et 8 et est du type dit à bras de levier égaux ou à palettes équidistantes , c'est-à-dire que les axes longitudinaux 9 et 10 des palettes 7 et 8 sont situés à égale distance du centre de l'axe 6 de l'ancre 5.
On a montré en pointillé sur la figure, en 11 et 12, à titre de comparaison, le tracé classique du plan d'impulsion de chacune des palettes 7 et 8. Ce tracé présente l'inconvénient que, pendant la fonction d'impulsion, il se produit des chocs et des rebondissements des dents de la roue d'échappement contre les palettes de l'ancre, de sorte que la vitesse et l'accé- lération du mouvement de la roue d'échappement présentent plusieurs. discontinuités.
Pour remédier à cet inconvénient, qui diminue le rendement de l'échappement et exclut l'emploi de matières synthétiques relativement tendres et à faible coefficient de frottement, les plains d'impulsion 11 et 12 sont remplacés respectivement par des faces d'impulsion
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13 et 14 de forme courbe. La forme des faces 13 et 14 est déterminée de façon que, au cours du déplacement des pièces de l'échappement correspondant à la période d'impulsion, la seconde dérivée du déplacement angulaire d'une dent, par rapport au déplacement angulaire de l'ancre, soit une fonction continue.
On entend par période d'impulsion la durée comprise entre le moment où la cheville de plateau heurte une des cornes de la fourchette de l'ancre, en vue du dégagement de l'ancre, et le moment de la chute de la roue d'échappement. Dans le dessin, les pièces de l'échappement sont représentées dans la position qu'elles occupent à la fin du dégagement de la roue par une des palettes de l'ancre, c'est-à-dire au début de la fonction d'impulsion.
Pour déterminer mathématiquement la forme d'une des faces d'impulsion 13 et 14, on commence par supposer que l'ancre 5 tourne uniformément autour de son axe 6, c'est-à-dire que son élongation est proportionnelle au temps, et cela pendant la période d'impulsion.
On se donne ensuite des con-- ditions aux limites, c'est-à-dire qu'on fixe la valeur de la vitesse et de l'accélération de la roue d7échap- peme.nt 1 lorsque la pointe d'une dent 3 se trouve à chaque extrémité de la face d'impulsion, ces conditions aux limites permettant de déterminer les paramètres caractérisant le mouvement de la roue d'échappement. Ce mouvement sera caractérisé par une fonction analytique dépendant de paramètres ajustables afin d'obtenir les bonnes conditions aux limites.
Cette fonction est, dans l'exemple représenté au dessin, un polynôme du cinquième degré dont la deuxième dérivée s'annule en trois points, soit à l'origine, et en deux points de l'axe des abscisses (l'origine correspondant au début de la face d'impulsion et le troisième point, à la fin de la face d'impulsion, tandis que le second point correspond approximativement au milieu de la face d'impulsion).
Représentée graphiquement, cette fonction ressemble, dans l'intervalle considéré, à une sinusoïde, et l'on pourrait d'ailleurs, suivant une variante, prendre une vraie sinusoïde. L'accélération part donc de zéro, puis devient positive, passe par un maximum, décroit, passe par zéro, devient négative, passe par un minimum et revient à zéro. En intégrant la fonction représentant l'accélération, on obtient la vitesse de la roue 1 ; une seconde intégration donne l'élongation de la roue en fonction du temps.
Les constantes d'intégration sont déterminées par les conditions aux limites choisies. Il suffit ensuite de cons- truire point par point les positions successives de la roue 1 et de chaque palette pour trouver la forme cherchée des faces d'impulsion. La courbe obtenue présente d'abord une partie convexe (vue depuis la roue 1), qui se raccorde de façon continue au plan de repos 15 de la palette, puis un point d'inflexion, et ensuite une partie concave se terminant au plan de fuite 16 de la palette.
L'équation du mouvement de la roue par rapport à celui de l'ancre définit para- métriquement la face d'impulsion de la palette, dont la courbure est continue. Par construction, dans la mesure où le mouvement de l'ancre est uniforme pendant la durée des fonctions de l'échappement, nous aurons obtenu un mouvement à vitesse et accé- lération continues de la roue d'échappement. L'agencement de l'échappement et du balancier est tel que le mouvement de l'ancre est pratiquement uniforme, ce qui justifie la forme donnée aux faces d'impulsion.
Il convient de remarquer que la partie la plus importante de la face d'impulsion 13, respectivement 14, est son début, c'est-à-dire la partie située à gauche sur le dessin, correspondant au moment qui suit immédiatement la fin du repos de la roue 1. Du fait que l'accélération de la roue 1 est continue, cette dernière se déplace pratiquement sans à-coups, de sorte que les chocs et rebondissements des dents 3 contre les palettes sont pratiquement supprimés.
D'autre part, en raison du fait que l'accélération de la roue 1 est négative pendant la dernière partie de la fonction d'impulsion, la vitesse de la roue 1 diminue, cette diminution de vitesse se faisant au profit du mouvement de l'ancre 5. Il en résulte une meilleure restitution de l'énergie au balancier.
L'échancrure 4 que présente le dos des dents 3 de la roue 1 permet à la pointe d'une des palettes (8 dans la position montrée an dessin) de ne pas heurter la dent correspondante 3 de la roue 1 lorsque l'autre palette (7 dans le cas du dessin) commence à recevoir son. impulsion. La roue 1 est ensuite entraînée peu à peu dans le sens horaire du dessin, de sorte que la palette de sortie peut sans autre pénétrer dans un entretient de la roue 1.
La suppression quasi totale des chocs des dents 3 contre les palettes de l'ancre 5 a pour conséquence qu'on peut employer pour la confection des palettes et/ou de la roue 1 une matière relativement tendre du genre de celle du produit Teflon . Cette matière présente, outre un coefficient de frottement très faible, des propriétés autolubrifiantes permettant de supprimer l'huilage des pièces de l'échappement. Du fait de la suppression des chocs, on n'a plus à redouter la formation de creux ou de rainures dans les faces d'impulsion des palettes.
Par suite du faible coefficient de frottement de la matière en question, les pertes d'énergie par frottement sont fortement réduites, ce qui améliore d'autant le rendement de l'échappement.
Il va de soi que le tracé de l'échappement pourrait être différent de celui montré au dessin. En particulier, la partie terminale de la face d'impulsion de chaque palette pourrait être dépourvue de la partie concave représentée, l'important étant, comme déjà dit, d'assurer une forme correcte à la partie initiale de cette face d'impulsion. De même, les dents de la roue d'échappement pourraient présenter une autre forme que celle représentée au dessin et avoir, par exemple, chacune, au lieu d'une pointe, une face d'impulsion, de façon à obtenir un échappement à impulsion partagée.
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