[0001] La présente invention se rapporte à un mouvement pour pièce d'horlogerie du type comportant un rouage de finissage, un tourbillon et un bâti définissant un plan de référence, les mobiles du rouage de finissage et le tourbillon pivotant sur le bâti autour d'axes perpendiculaires au plan de référence.
[0002] Le tourbillon est un dispositif destiné à moyenner la marche dans les positions verticales. Il comprend une cage sur laquelle sont montés pivotants un balancier-spiral et un mobile d'échappement comprenant une roue et un pignon.
[0003] Une roue fixe est disposée sur le bâti de manière à coopérer avec le pignon pour entraîner le mobile d'échappement, lorsque tourne la cage.
Cette dernière comporte un pignon ou une roue, appelé ci-après pignon de cage, relié cinématiquement au rouage de finissage de la pièce d'horlogerie, en général à la roue de moyenne.
[0004] Chaque fois que le balancier se trouve en position pour recevoir une impulsion motrice de l'échappement, le couple appliqué par la roue de moyenne sur le pignon de cage fait légèrement tourner la cage, l'impulsion au balancier étant donnée par l'échappement dont le mobile tourne par engrènement de son pignon avec la roue fixe.
[0005] Les mobiles du mouvement sont, en général, agencés et nombres de manière à ce que le tourbillon effectue un tour par minute.
Ainsi, lorsque la pièce d'horlogerie est disposée verticalement, la position du point d'attache du balancier fait un tour par minute, ce qui moyenne les écarts de marche dans les positions verticales.
[0006] Par contre, le décalage entre positions horizontales et verticales subsiste. Pour pallier cet inconvénient, l'horloger allemand Walter Prendel (Groitzsch, Allemagne) a réalisé une montre de poche dans laquelle l'axe du balancier fait un angle de 30 deg. avec celui de la cage du tourbillon et ceux des autres mobiles de la montre disposés sur le bâti. De la sorte, la position du balancier varie de 30 à 60 deg. au maximum lorsque la montre est soit en position verticale, soit en position horizontale.
Pour pouvoir entretenir le mouvement du balancier, les composants de l'échappement sont aussi inclinés, l'angle d'inclinaison allant croissant de la roue d'échappement au balancier. Une telle solution est difficile à maîtriser du point de vue technique et les conditions de travail de l'échappement sont peu favorables.
[0007] Pour pallier ces inconvénients, le mouvement de pièce d'horlogerie selon l'invention, du type comportant un rouage de finissage, un tourbillon, une roue fixe et un bâti définissant un plan de référence, présente les caractéristiques suivantes:
le tourbillon comprend une cage sur laquelle sont montés pivotants un balancier-spiral et un mobile d'échappement comprenant une roue et un pignon, et
la roue fixe, munie d'une denture présentant des flancs et montée rigidement sur la bâti, disposée de manière à coopérer avec le pignon du mobile d'échappement pour l'entraîner lorsque la cage tourne.
[0008] Ce mouvement est caractérisé en ce que le balancier et le mobile d'échappement pivotent autour d'axes parallèles entre eux et qui sont en biais par rapport à l'axe de pivotement de la cage.
[0009] Le tourbillon est avantageusement monté pivotant sur le bâti autour d'un axe perpendiculaire au plan de référence.
[0010] Afin d'assurer des frottements aussi faibles que possible,
la roue fixe et le pignon du mobile d'échappement sont agencés de manière à former un engrenage dans lequel les flancs de leurs dents, dans leur zone de contact, sont tangents l'un avec l'autre.
[0011] Dans le cas où l'axe du mobile d'échappement coupe l'axe de rotation du tourbillon, il est alors souhaitable, pour assurer des conditions optimales d'engrènement, que la roue fixe et le pignon d'échappement forment ensemble un engrenage conique.
[0012] Si l'axe du mobile d'échappement ne coupe pas l'axe de la cage et qu'il est tangent à un cylindre dont le rayon est sensiblement égal à la distance séparant le balancier et le mobile d'échappement, il est possible d'obtenir de bonnes conditions d'engrènement si le pignon d'échappement et la roue fixe forment ensemble un engrenage hélicoïdal.
[0013] De manière avantageuse,
la cage comporte deux planches définissant des plans parallèles entre eux et obliques en référence à son axe de pivotement, les axes de pivotement du balancier et du mobile d'échappement étant perpendiculaires aux plans des deux planches.
[0014] Afin de garantir un balancier de grande dimension, son axe coupe celui de la cage dans la partie médiane comprise entre les deux planches.
[0015] Classiquement, l'échappement comporte, en outre, une ancre. Son axe de pivotement est parallèle à celui du balancier et du mobile d'échappement.
[0016] D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé, dans lequel:
<tb>la fig. 1<sep>représente, vue en coupe, la partie du mouvement comportant un tourbillon, et
<tb>la fig. 2<sep>montre une partie de tourbillon d'un deuxième mode de réalisation du mouvement selon l'invention.
[0017] Le mouvement, dans sa partie représentée sur la fig. 1, comprend:
un bâti comportant une platine 10 dont la face inférieure 10a définit un plan de référence, et un pont 12 fixé sur la platine 10, lesquels sont munis de pierres formant chacune un palier 14,
un tourbillon 16, monté pivotant sur les paliers 14 autour d'un axe A-A perpendiculaire au plan de référence,
une roue de moyenne 18 montée pivotante sur le bâti autour d'un axe parallèle à l'axe A-A, dont seule une portion de la planche est visible au dessin, en tant que partie d'un rouage de finissage ainsi partiellement représenté, et
une roue fixe 19 annulaire, à denture conique,
montée rigidement sur la platine 10 et entourant le tourbillon 16.
[0018] Le tourbillon 16 comporte une cage 20 comprenant deux planches 22 et 24 reliées entre elles par des piliers non visibles au dessin, deux arbres 26 et 28, montés respectivement sur les planches 22 et 24 et munis chacun d'un pivot identifié par la lettre a à leur extrémité libre engagé dans l'un des paliers 14. Les arbres sont fixés sur les planches par des vis schématiquement représentées par des traits d'axe.
Il est bien clair que les planches 22 et 24 sont très fortement découpées, de manière à ce que la cage 20 soit la plus légère possible.
[0019] Les surfaces de contact des arbres contre les planches sont en biais par rapport à l'axe A-A, de telle sorte que les planches 22 et 24 sont obliques par rapport à cet axe.
[0020] L'arbre 26 est, en outre, muni d'un pignon 26b engrenant avec la roue de moyenne 18.
[0021] Les planches 22 et 24 sont chacune munies, dans leur partie centrale, d'un logement dans lequel est chassé un chaton 27. Un balancier-spiral 29 est monté pivotant dans ces chatons 27, autour d'un axe B-B perpendiculaire aux planches et incliné d'un angle alpha par rapport à l'axe A-A, typiquement compris entre 20 et 45 . Les axes A-A et B-B se coupent dans l'espace compris entre les deux planches.
De la sorte, le balancier peut présenter un diamètre important, malgré le fait qu'il soit incliné par rapport au plan de référence.
[0022] La planche 22 porte, en outre, un pont 30. Des pierres 32 sont fixées l'une dans le pont 30, l'autre dans la planche 22. Un mobile d'échappement 34, comportant un pignon 34a et une roue 34b, y est monté pivotant. Le pignon 34a est disposé de manière à engrener avec la roue fixe 19. Le mobile d'échappement pivote autour d'un axe C-C parallèle à l'axe B-B. Sur cette figure, le mobile d'échappement est disposé de manière à ce qu'il coupe l'axe A-A, décrivant ainsi un cône dont le sommet se trouve sur l'axe A-A et qui forme un angle égal à 2alpha .
[0023] L'échappement dont est muni le tourbillon est fréquemment de type à ancre suisse.
Dans ce cas, le balancier 29 est relié cinématiquement au mobile d'échappement 34 par une ancre qui transforme le mouvement rotatif de la roue en mouvement alternatif. L'ancre n'a pas été représentée sur le dessin pour éviter de le surcharger. Elle pivote entre deux pierres portées l'une par la planche 24, l'autre par un pont supplémentaire non visible au dessin, autour d'un axe parallèle aux axes B-B et C-C.
[0024] La structure de la roue fixe 19 dépend de la position et de l'orientation du mobile 34 sur la cage. Si son axe C-C coupe l'axe A-A, comme illustré sur la fig. 1, il est avantageux que la roue fixe 19 et le pignon 34a forment ensemble un engrenage conique.
La conicité peut être entièrement définie sur le pignon, sur la roue ou répartie entre les deux.
[0025] Si le mobile 34 est disposé de manière à ce que l'axe C-C soit tangent à un cylindre d'axe A-A dont le rayon est sensiblement égal à la distance comprise entre les axes B-B et C-C, comme représenté sur la fig. 2, alors, l'engrenage que forment la roue fixe 19 et le pignon 34a est avantageusement de type hélicoïdal.
[0026] Si le mobile 34 occupe une position intermédiaire, l'engrenage que forment le pignon 34a et la roue fixe 19 présente alors une structure complexe comprise entre ces deux cas de figure.
Dans tous les cas, toutefois, il est avantageux que l'engrenage que forment la roue fixe 19 et le pignon 34a du mobile d'échappement soit agencé de manière à ce que les flancs de leurs dents, dans leur zone de contact, soient tangents l'un avec l'autre.
[0027] La roue de moyenne 18 et le pignon 26b sont avantageusement nombres de manière à ce que le tourbillon fasse un tour par minute.
[0028] Durant ce tour et si la pièce d'horlogerie est en position horizontale, le balancier 29 décrira un cône et fera en permanence un angle alpha par rapport à la verticale. Si elle est en position verticale, l'angle de l'axe B-B par rapport à la verticale est compris entre 90 deg. + alpha et 90 deg. - alpha . Plus généralement, quelle que soit la position de la pièce d'horlogerie, jamais l'axe du balancier ne reste dans une position fixe.
De la sorte, la marche est mieux moyennée. Par ailleurs, la structure des pièces constitutives reste relativement simple, seuls les arbres 24 et 26 présentant des faces gauches. Par ailleurs, les conditions d'engrènement du pignon 34a et de travail de l'ancre avec la roue d'échappement restent tout à fait normales et de qualité.
[0029] Il est évident que le mouvement décrit peut faire l'objet de nombreuses variantes, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Le tourbillon pourrait sans autre être de type volant, c'est à dire avec un seul point de pivotement.
[0030] Il est également possible d'agencer le mouvement de manière à ce que le tourbillon tourne sur lui-même plus vite ou plus lentement qu'à raison d'un tour par minute.
Il est également envisageable de disposer les planches de la cage perpendiculairement à son axe de pivotement, les paliers du balancier et du mobile d'échappements étant alors inclinés par rapport à ce plan.
[0031] Dans le mode de réalisation de la fig. 1, la conicité de l'engrenage que forment la roue 19 et le pignon 34a est entièrement réalisée sur la roue 19. Il serait également possible d'avoir un pignon 34a conique ou de répartir la conicité entre les deux constituants de l'engrenage.
[0032] Les deux modes de réalisation décrits comportent une cage disposée perpendiculairement au plan de référence du mouvement. Il est également possible d'incliner l'axe A-A de manière à ce qu'il ne soit pas perpendiculaire au plan de référence.
Dans ce cas, les dentures de la roue de moyenne 18 et du pignon 26b sont taillées de manière à former ensemble un engrenage conique.
[0033] Ainsi, grâce aux caractéristiques revendiquées, le mouvement selon l'invention présente des avantages remarquables, sans pour autant poser de problèmes techniques industriellement insurmontables.
The present invention relates to a movement for a timepiece of the type comprising a finishing train, a vortex and a frame defining a reference plane, the wheels of the finishing train and the swirling vortex on the frame around the axes perpendicular to the reference plane.
The vortex is a device for averaging walking in vertical positions. It comprises a cage on which are mounted pivoting a balance spring and an escapement mobile comprising a wheel and a pinion.
A fixed wheel is disposed on the frame so as to cooperate with the pinion to drive the mobile escape when the cage rotates.
The latter comprises a pinion or a wheel, hereinafter referred to as a cage gear, kinematically connected to the finishing gear of the timepiece, generally to the average wheel.
Whenever the balance is in position to receive a driving pulse of the exhaust, the torque applied by the average wheel on the cage gear slightly rotates the cage, the pendulum pulse being given by the exhaust whose mobile rotates by meshing of its pinion with the fixed wheel.
The motions of the movement are, in general, arranged and numbers so that the tourbillon performs one revolution per minute.
Thus, when the timepiece is arranged vertically, the position of the point of attachment of the balance is one revolution per minute, which averages the deviations in the vertical positions.
By cons, the shift between horizontal and vertical positions remains. To overcome this drawback, the German watchmaker Walter Prendel (Groitzsch, Germany) made a pocket watch in which the axis of the balance is at an angle of 30 deg. with that of the tourbillon cage and those of the other mobiles of the watch arranged on the frame. In this way, the position of the balance varies from 30 to 60 deg. maximum when the watch is in either a vertical or horizontal position.
In order to maintain the movement of the balance, the components of the exhaust are also inclined, the inclination angle increasing from the escape wheel to the balance. Such a solution is difficult to control from the technical point of view and the working conditions of the exhaust are unfavorable.
To overcome these disadvantages, the timepiece movement according to the invention, of the type comprising a finishing train, a vortex, a fixed wheel and a frame defining a reference plane, has the following characteristics:
the vortex comprises a cage on which are mounted pivoting a balance spring and an escapement comprising a wheel and a pinion, and
the fixed wheel, provided with teeth having flanks and rigidly mounted on the frame, arranged to cooperate with the pinion of the exhaust mobile to drive it when the cage rotates.
This movement is characterized in that the rocker and the movable exhaust pivot about axes parallel to each other and which are oblique with respect to the axis of pivoting of the cage.
The vortex is advantageously pivotally mounted on the frame about an axis perpendicular to the reference plane.
[0010] In order to ensure as low friction as possible,
the fixed wheel and the pinion of the escape wheel are arranged to form a gear in which the flanks of their teeth, in their contact area, are tangent to each other.
In the case where the axis of the movable exhaust crosses the axis of rotation of the vortex, it is desirable, to ensure optimum meshing conditions, that the fixed wheel and the exhaust pinion together a bevel gear.
If the axis of the escapement mobile does not intersect the axis of the cage and is tangent to a cylinder whose radius is substantially equal to the distance between the balance and the mobile exhaust, it It is possible to obtain good meshing conditions if the escape pinion and the fixed wheel together form a helical gear.
[0013] Advantageously,
the cage comprises two boards defining planes parallel to each other and oblique with reference to its pivot axis, the pivot axes of the balance and the escapement mobile being perpendicular to the planes of the two boards.
To ensure a large dimension of the pendulum, its axis cuts that of the cage in the middle portion between the two boards.
[0015] Conventionally, the escapement comprises, in addition, an anchor. Its pivot axis is parallel to that of the balance and the mobile escape.
Other advantages and features of the invention will emerge from the description which follows, made with reference to the accompanying drawing, in which:
<tb> fig. 1 <sep> represents, in section, the part of the movement comprising a vortex, and
<tb> fig. 2 <sep> shows a tourbillon portion of a second embodiment of the movement according to the invention.
The movement, in its part shown in FIG. 1, includes:
a frame comprising a plate 10 whose bottom face 10a defines a reference plane, and a bridge 12 fixed on the plate 10, which are provided with stones each forming a bearing 14,
a vortex 16, pivotally mounted on the bearings 14 about an axis A-A perpendicular to the reference plane,
an average wheel 18 pivotally mounted on the frame about an axis parallel to the axis A-A, of which only a portion of the board is visible in the drawing, as part of a finishing train thus partially shown, and
an annular fixed wheel 19 with conical teeth,
mounted rigidly on the plate 10 and surrounding the vortex 16.
The vortex 16 comprises a cage 20 comprising two boards 22 and 24 interconnected by pillars not visible in the drawing, two shafts 26 and 28, respectively mounted on the boards 22 and 24 and each provided with a pivot identified by the letter has at their free end engaged in one of the bearings 14. The shafts are fixed on the boards by screws schematically represented by center lines.
It is clear that the boards 22 and 24 are very strongly cut, so that the cage 20 is as light as possible.
The contact surfaces of the shafts against the planks are oblique with respect to the axis A-A, so that the boards 22 and 24 are oblique with respect to this axis.
The shaft 26 is further provided with a pinion 26b meshing with the average wheel 18.
The boards 22 and 24 are each provided in their central part with a housing in which is chased a kitten 27. A balance-spiral 29 is pivotally mounted in these kittens 27, about an axis BB perpendicular to boards and inclined at an angle alpha to the axis AA, typically between 20 and 45. Axes A-A and B-B intersect in the space between the two boards.
In this way, the balance may have a large diameter, despite the fact that it is inclined relative to the reference plane.
The board 22 carries, in addition, a bridge 30. Stones 32 are fixed one in the bridge 30, the other in the board 22. An exhaust mobile 34, comprising a pinion 34a and a wheel 34b, is mounted pivoting. The pinion 34a is arranged to mesh with the fixed wheel 19. The escape wheel pivots about an axis C-C parallel to the axis B-B. In this figure, the escape wheel is arranged so that it intersects the axis A-A, thus describing a cone whose apex is on the axis A-A and which forms an angle equal to 2alpha.
The exhaust which is provided with the tourbillon is frequently Swiss anchor type.
In this case, the rocker 29 is kinematically connected to the escapement wheel 34 by an anchor which converts the rotary movement of the wheel in reciprocating motion. The anchor was not shown in the drawing to avoid overloading it. It pivots between two stones carried one by the board 24, the other by an additional bridge not visible in the drawing, about an axis parallel to the axes B-B and C-C.
The structure of the fixed wheel 19 depends on the position and orientation of the mobile 34 on the cage. If its axis C-C intersects the axis A-A, as shown in fig. 1, it is advantageous that the fixed wheel 19 and the pinion 34a together form a bevel gear.
The taper can be entirely defined on the pinion, on the wheel or distributed between the two.
If the mobile 34 is arranged so that the axis C-C is tangential to a cylinder axis A-A whose radius is substantially equal to the distance between the axes B-B and C-C, as shown in FIG. 2, then, the gear formed by the fixed wheel 19 and the pinion 34a is preferably of helical type.
If the mobile 34 occupies an intermediate position, the gear that form the pinion 34a and the fixed wheel 19 then has a complex structure between these two cases.
In any case, however, it is advantageous for the gear formed by the fixed wheel 19 and the pinion 34a of the escapement wheel to be arranged in such a way that the flanks of their teeth, in their contact zone, are tangent. with each other.
The average wheel 18 and the gear 26b are advantageously numbers so that the vortex makes one revolution per minute.
During this turn and if the timepiece is in a horizontal position, the balance 29 will describe a cone and will permanently alpha angle relative to the vertical. If it is in a vertical position, the angle of the axis B-B relative to the vertical is between 90 deg. + alpha and 90 deg. - alpha. More generally, whatever the position of the timepiece, never the axis of the balance remains in a fixed position.
In this way, walking is better averaged. Moreover, the structure of the constituent parts remains relatively simple, only the shafts 24 and 26 having left faces. Moreover, the meshing conditions of pinion 34a and working anchor with the escape wheel remain quite normal and quality.
It is obvious that the described movement can be subject to many variations, without departing from the scope of the invention. The tourbillon could be without flying type, ie with a single pivot point.
It is also possible to arrange the movement so that the vortex rotates on itself faster or more slowly than at one revolution per minute.
It is also conceivable to arrange the boards of the cage perpendicularly to its pivot axis, the bearings of the balance wheel and the escapement wheel being then inclined with respect to this plane.
In the embodiment of FIG. 1, the conicity of the gear formed by the wheel 19 and the pinion 34a is entirely made on the wheel 19. It would also be possible to have a pinion 34a conical or to distribute the taper between the two components of the gear.
Both described embodiments comprise a cage disposed perpendicularly to the reference plane of the movement. It is also possible to tilt the A-A axis so that it is not perpendicular to the reference plane.
In this case, the teeth of the average wheel 18 and the gear 26b are cut so as to form together a bevel gear.
Thus, thanks to the claimed features, the movement according to the invention has remarkable advantages, without posing technical problems industrially insurmountable.