Dispositif d'échappement
La présente invention a pour objet un dispositif d'échappement pour l'entretien mécanique de I'oscilla- tion d'un résonateur, pour appareil horaire.
I1 existe en principe deux possibilités d'entretenir
l'oscillation d'un résonateur mécanique. L'entretien peut
se faire par augmentation de l'énergie cinétique de la masse oscillante, à chaque alternance, en compensation
des pertes subies. Cette méthode d'entretien est la méthode utilisée dans les échappements traditionnels, dans lesquels on donne des impulsions à la masse du résonateur, ces impulsions étant données au voisinage immédiat de la position d'équilibre du système, quand la vitesse du balancier est maximum et cela durant un temps le plus court possible. C'est encore cette méthodelà qui est utilisée dans le cas où l'ancre est reliée rigidement ou fait partie intégrante de la masse oscillante.
L'autre possibilité théorique d'entretien de l'oscillation du résonateur consiste à augmenter l'énergie potentielle à chaque alternance ou à chaque oscillation. Cette augmentation de l'énergie potentielle s'opère en agissant sur la partie élastique du résonateur, en particulier, sur le ressort spiral, par exemple en déplaçant le piton. La théorie montre dans ce cas que la perturbation d'entretien est nulle lorsque l'impulsion a lieu lorsque la vitesse du balancier est nulle, c'est-à-dire au maximum de l'amplitude.
Dans le but d'augmenter les qualités régnantes des résonateurs, il est actuellement reconnu qu'une augmentation de la fréquence est judicieuse. Or l'entretien du balancier-spiral par échappement traditionnel ainsi que le principe du balancier-spiral présentent rapidement, par leurs conceptions mêmes, des limites à l'augmentation de la fréquence au-delà de certaines valeurs.
Si l'on veut tout de même augmenter la fréquence, il est alors nécessaire d'utiliser d'autres types de résonateurs tels que lames vibrantes, diapasons, etc., déjà utilisés dans des montres électromécaniques. Dans le cas
d'un entretien mécanique de tels résonateurs, il apparaît
avantageux d'agir sur leur partie élastique, c'est-à-dire
par augmentation de l'énergie potentielle.
On connaît des dispositifs d'entretien des oscillations
d'un résonateur par une roue d'échappement mécanique agissant sur une masse mobile pivotée munie d'un ressort d'équilibrage encastré ou libre, l'entretien se faisant au moment où le résonateur passe à sa vitesse maximum.
Ces dispositifs présentent, à haute fréquence, les mêmes défauts que ceux de l'échappement classique.
On connaît aussi des échappements magnétiques d'entretien des oscillations d'une lame vibrante; ceux-ci sont sujets au galopement lors d'une augmentation subite du couple moteur, lors du démarrage ou d'un choc.
L'invention a précisément pour objet un dispositif d'échappement pour l'entretien mécanique de l'oscillation d'un résonateur pour appareil horaire qui obvie à ces inconvénients. I1 est caractérisé par le fait qu'il comprend au moins une roue d'échappement coopérant avec au moins un organe de butée muni d'au moins un élément élastique chargé à l'une de ses extrémités par une masse d'inertie, cet élément élastique et sa masse d'inertie jouant le rôle de résonateur, de telle manière que la roue d'échappement fournisse des impulsions d'entretien à la partie élastique du résonateur à chacune des alternances.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, quelques formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 représente une première forme d'exécution.
La fig. 2 représente une deuxième forme d'exécution.
La fig. 3 représente une variante de la fig. 2.
La fig. 4 représente une troisième forme d'exécution.
La fig. 1 montre un dispositif d'échappement comprenant d'une part une ancre 1 oscillant autour d'un axe 2 sur lequel est fixé un résonateur mécanique constitué de deux masses 3 et 4 fixées aux extrémités de deux lames élastiques 5 et 6 partant de l'axe 2, et d'autre part d'une roue d'échappement 7 coopérant avec l'ancre 1.
Le couplage de l'ancre et de la roue d'échappement est tel que durant l'alternance A du résonateur, la dent 8 de la roue d'échappement vient buter contre l'extrémité encochée 9 de l'ancre 1 verrouillant ainsi ltéchappement.
Le passage des masses 3 et 4 au point d équilibre annule la pression sur la dent 8 et le mouvement ultérieur des masses entraîne l'ancre provoquant le dégagement de la dent 8, ce qui a pour conséquence de libérer la roue 7 dont une dent 10 entre en contact avec l'extrémité 1 1 de l'ancre, repoussant celle-ci qui oscille autour de l'axe 2 déformant élastiquement les lames élastiques 5 et 6, augmentant ainsi l'énergie potentielle du résonateur. La dent 10 après avoir glissé sur le flanc 11 vient buter sur l'extrémité encochée 12 de l'ancre et reste verrouillée comme l'était auparavant la dent 8. La prochaine impulsion d'entretien est donnée sur le flanc 13 de l'ancre par la dent suivant la dent 8. Le résonateur reçoit ainsi une impulsion d'entretien à chacune de ses alternances.
L'échappement décrit opère donc bien à la manière d'un échappement conventionnel par le blocage périodique de l'ancre 1 qui n'est là que pour armer alternativement la partie élastique du résonateur dans un sens puis dans l'autre.
L'axe 2 peut être soit empierré, soit relié au bâti par des éléments élastiques.
La fig. 2 représente schématiquement une deuxième forme d'exécution dans laquelle la fonction de l'ancre est remplie par la pièce triangulaire 14 fixée rigidement sur la partie élastique 15 d'un résonateur constitué par exemple par une lame élastique encastrée à une extrémité et portant à son autre extrémité une masse oscillante 16.
La pièce triangulaire 14 coopère avec deux roues d'échappement 17 et 18 tournant en sens inverse dans le sens des flèches F1 et F2.
Le fonctionnement de l'échappement est le suivant: lorsque la masse oscillante 16 arrive à l'un de ses points de rebroussement, dans le dessin au point de rebroussement situé du côté de la roue 17, la pièce 14 est en contact avec le flanc antérieur de la dent 19 de la roue 17 tandis qu'elle libère d'autre part la dent 20 de la roue d'échappement 18. Le flanc antérieur de la roue 19 vient alors repousser la pièce 14 donnant ainsi l'impulsion d'entretien au résonateur, qui entraîne dans l'alternance suivante la pièce 14 contre la roue 18.
La fig. 3 montre une variante de la solution illustrée dans la fig. 2. Les roues coplanaires 17 et 18 sont ici remplacées par deux roues d'échappement coaxiales 21 et 22 montées sur un arbre commun 23. Pour le reste, le fonctionnement de cet échappement est identique à celui de la fig. 2.
Une troisième forme d'exécution est représentée à la fig. 4.
L'échappement représenté ici est destiné à entretenir un résonateur mécanique par deux de ses éléments élastiques. Un résonateur à deux éléments élastiques est schématiquement représenté au dessin par les deux lames 24 et 25 encastrées en 27 par un pied commun 26 à la manière d'un diapason, les extrémités des lames 24 et 25 portant des masses oscillantes 28 et 29. Les lames 24 et 25 portent en outre des tiges rigides 30 et 31 coopérant respectivement avec une roue d'échappement 32 et une roue d'échappement 33, ces deux roues étant montées sur un arbre commun 34 et leur denture étant décalée l'une par rapport à l'autre de la valeur d'un demi-pas. Précisons pour la bonne règle que les deux masses 28 et 29 oscillent en opposition de phase.
Le fonctionnement de cet échappement est le suivant: dans la position extrême des tiges 30 et 31, représentées en traits forts dans le dessin, la tige 30 est soumise à une poussée de la dent 35 de la roue 32, tandis que la tige 31 retourne librement vers sa position d'équilibre 31'. La position d'équilibre de la tige 30 est indiquée en pointillé en 30'. A ces positions correspondent les positions d'équilibre des branches 24 et 25 du résonateur. Au-delà de cette position d'équilibre, la tige 30 oscille librement vers sa position extrême 30", tandis que la tige 31 se déplace également librement vers sa position extrême 31", le tout étant dimensionné de telle sorte que la dent 36 de la roue 33 atteint la tige 31 alors qu'elle arrive à sa position extrême 31" où elle reçoit l'impulsion d'entretien de la dent 36.
Dès cet instant le même cycle recommence mais cette fois avec la tige 31. Il est évident que les trois formes d'exécution décrites ne sont que trois exemples d'exécutions d'un échappement agissant sur la partie élastique d'un résonateur, qui pourrait tout aussi bien être un résonateur à torsion qu'un résonateur à flexion.