CH699081A2 - Résonateurs couplés pour pièce d'horlogerie. - Google Patents

Abstract

Le résonateur (1) pour pièce d'horlogerie résulte du couplage d'un premier résonateur (2) à basse fréquence avec un second résonateur (3) à plus haute fréquence. Le premier résonateur (2) comporte un premier balancier (4) associé à un premier ressort spiral (5). Le second résonateur (3) comporte un second balancier (6) associé à un deuxième ressort spiral (7). Pour coupler lesdits premier (2) et second (3) résonateurs, soit un troisième ressort spiral est disposé entre les premier (4) et second (6) balanciers, soit le second ressort relie les première et seconde masses d'inertie des résonateurs.

Description

  [0001]    La présente invention est relative à un résonateur pour pièce d'horlogerie résultant du couplage d'un premier résonateur à basse fréquence avec un second résonateur à plus haute fréquence.

  

[0002]    Un résonateur répondant à la définition qui vient d'être donnée a été décrit dans le document EP 1 843 227 A1. Dans cet exposé le premier résonateur à basse fréquence est un balancier-spiral et le second résonateur à haute fréquence est un diapason. Une branche du diapason est directement liée à la spire extérieure du spiral pour former le couplage entre les deux résonateurs. Le but de cette disposition est de stabiliser la fréquence de fonctionnement de la pièce d'horlogerie et de rendre cette fréquence plus indépendante des sollicitations extérieures pour finalement améliorer la précision de marche de cette même pièce. Dans la disposition décrite la fréquence propre du premier résonateur est de quelques hertz, celle du second résonateur étant de l'ordre du kHz.

   L'idée est donc d'asservir un premier résonateur très sensible aux perturbations extérieures à un second résonateur qui, de par sa fréquence de fonctionnement élevée, est bien moins sensible aux dites perturbations. De cet asservissement va résulter une amélioration des performances du premier résonateur quant à sa résistance aux chocs par exemple, ce premier résonateur coopérant avec un système d'échappement classique.

  

[0003]    La réalisation qui vient d'être décrite fait appel cependant à deux résonateurs très différents l'un de l'autre dont on peut penser que le couplage et l'ajustage vont présenter des difficultés, certes non pas insurmontables, mais tout de même suffisamment grandes eu égard à la faible inertie du résonateur à haute fréquence et donc à sa capacité d'influencer la marche du premier résonateur à basse fréquence.

  

[0004]    Il résulte de ce qui vient d'être décrit que si l'on parvient à régler la marche d'un premier résonateur à basse fréquence utilisant un balancier-spiral au moyen d'un second résonateur à plus haute fréquence utilisant aussi un balancier-spiral, on sera parvenu à stabiliser jusqu'à un certain point la fréquence de fonctionnement de la pièce d'horlogerie et cela en mettant en oeuvre des résonateurs qui n'ont plus de secret pour l'homme du métier.

  

[0005]    On utilise couramment en horlogerie pour le résonateur balancier-spiral, les nombres d'alternances à l'heure de 18 000, 21 600 et 28 800, correspondant à des fréquences d'oscillation de 2, 5, 3 et 4 Hz. On connaît cependant des montres équipées de résonateurs à balancier-spiral oscillant à des fréquences plus élevées, le but recherché étant de permettre à la montre d'atteindre de meilleures performances chronométriques au porter.

  

[0006]    Comme le montre l'ouvrage "Echappement et Moteurs pas à pas" de Charles Huguenin et al (FET, Neuchâtel 1974, pages 137 à 148) le fait de multiplier la fréquence par deux diminue l'effet d'un défaut d'équilibre sur la marche diurne de quatre fois. Ainsi une augmentation de la fréquence d'oscillation du balancier a le double avantage d'augmenter le pouvoir réglant du résonateur et de rendre moins sensible la marche de la montre aux changements de positions.

  

[0007]    Ces avantages doivent cependant se payer par une augmentation du nombre de dents de la roue d'échappement. En effet, la roue d'échappement classique a généralement 15 dents pour des fréquences du résonateur balancier-spiral de 2, 5 à 3 Hz. Ce nombre a été longuement admis comme tel, car il tient compte des problèmes de fabrication de la roue d'échappement et d'une répartition judicieuse des rapports et des nombres de dents des roues et des pignons du rouage de finissage de la montre. Avec des fréquences plus élevées du résonateur se situant entre 4 et 10 Hz, les rapports d'engrenages deviennent trop grands, mais cet inconvénient disparaît si l'on augmente le nombre de dents de la roue d'échappement.

   Le nombre de 21 dents est cité pour une fréquence d'oscillation de 5 Hz, ce changement amenant cependant une réduction des sécurités telles que repos et chutes qui nécessitent un soin particulier lors du remontage. D'autre part et généralement, il est bien connu que le rendement d'un échappement à ancre suisse diminue fortement au-dessus de 4 ou 5 Hz.

  

[0008]    Ainsi pour bénéficier des avantages que présente un résonateur à haute fréquence on va le coupler avec un résonateur à basse fréquence ce dernier étant commandé par un échappement classique sans augmentation du nombre de dents de la roue d'échappement et avec les sécurités bien connues qui accompagnent ce type d'échappement.

  

[0009]    Cette disposition est représentée dans le schéma-bloc de la fig. 1. Dans cette figure, le premier résonateur à basse fréquence 2,41 est constitué par un balancier-spiral entraîné par un échappement et un rouage de finissage 70, ce rouage étant actionné par un barillet 71. Dérivé du rouage 70, on trouve l'affichage de l'heure 72 matérialisé par des aiguilles par exemple. Le second résonateur à plus haute fréquence est représenté par le bloc 3, 42. Le couplage entre les deux résonateurs est représenté par le bloc à double flèche 8, 46.

  

[0010]    La présente invention présente deux modes de réalisation, le second mode étant un cas particulier du premier mode.

  

[0011]    Le premier mode de réalisation, en plus qu'il satisfait à ce qui est dit au premier paragraphe de cette description, est remarquable en ce que le premier résonateur comporte une première masse d'inertie associée à un premier ressort, en ce que le second résonateur comporte une seconde masse d'inertie associée à un deuxième ressort et en ce qu'un troisième ressort est disposé entre les première et seconde masses d'inertie pour coupler lesdits premier et second résonateurs.

  

[0012]    Le second mode de réalisation, en plus qu'il satisfait à ce qui est dit au premier paragraphe de cette description, est remarquable en ce que le premier résonateur comporte une première masse d'inertie associée à un premier ressort, en ce que le second résonateur comporte une seconde masse d'inertie associée à un second ressort spiral et en ce que ledit second ressort relie lesdites première et seconde masses d'inertie pour coupler lesdits premier et second résonateurs.

  

[0013]    L'invention va être expliquée maintenant en détail ci-dessous au moyen de dessins illustrant les deux modes de réalisation cités plus haut, ces modes étant donnés à titre d'exemple non limitatif, dessins dans lesquels :
<tb>la fig. 1<sep>est un schéma bloc illustrant le résonateur de l'invention et son implication dans une pièce d'horlogerie,


  <tb>la fig. 2<sep>est un schéma équivalent montrant comment sont arrangés et couplés les deux résonateurs selon le premier mode de réalisation de l'invention,


  <tb>la fig. 3<sep>est une vue en plan du premier mode de réalisation d'un résonateur résultant du couplage de résonateurs composés chacun d'un balancier-spiral,


  <tb>la fig. 4<sep>est une coupe selon la ligne IV-IV de la fig. 3,


  <tb>les fig. 5 et 6<sep>sont des vues en perspective du résonateur montré en plan et en coupe sur les fig. 3et 4.


  <tb>la fig. 7<sep>est un graphique montrant la fréquence d'oscillation propre de chacun des résonateurs lorsqu'on fait varier le couple du ressort spiral reliant les deux résonateurs,


  <tb>la fig. 8<sep>est un graphique montrant l'effet stabilisant résultant du couplage des premier et second résonateurs sur des perturbations affectant soit le couple du ressort spiral du premier résonateur, soit la masse d'inertie du balancier dudit premier résonateur lorsqu'on fait varier le couple du ressort spiral reliant les deux résonateurs,


  <tb>la fig. 9<sep>est un schéma équivalent montrant comment sont arrangés et couplés les deux résonateurs selon le second mode de réalisation de l'invention,


  <tb>la fig. 10<sep>est une vue en plan du second mode de réalisation d'un résonateur résultant du couplage de résonateurs composés chacun d'un balancier-spiral,


  <tb>la fig. 11<sep>est une coupe selon la ligne XI-XI de la fig. 10,


  <tb>les fig. 12 et 13<sep>sont des vues en perspective du résonateur montré en plan et en coupe sur les fig. 10et 11,


  <tb>la fig. 14<sep>est un graphique montrant la fréquence d'oscillation propre de chacun des résonateurs lorsqu'on fait varier le couple du ressort spiral du premier résonateur, et


  <tb>la fig. 15<sep>est un graphique montrant l'effet stabilisant résultant du couplage des premier et second résonateurs sur des perturbations affectant soit le ressort spiral du premier résonateur, soit la masse d'inertie du balancier dudit premier résonateur lorsqu'on fait varier le couple du ressort spiral de ce même premier résonateur.

Premier mode d'exécution de l'invention

  

[0014]    On peut assimiler le résonateur 1 exécuté selon le premier mode de réalisation de l'invention au schéma équivalent de la fig. 2. Ce résonateur 1 résulte du couplage d'un premier résonateur 2 avec un second résonateur 3. Le premier résonateur 2 comporte une première masse d'inertie 4 (illustrée ici par une masse carrée) associée à un premier ressort 5 (illustré ici par un ressort hélicoïdal dont une extrémité est attachée à la masse carrée et dont l'autre extrémité est attachée à une partie fixe 73 de la pièce d'horlogerie, par exemple à la platine).

   Le second résonateur 3 comporte une seconde masse d'inertie 6 (illustrée ici par une masse carrée) associée à un deuxième ressort 7 (illustré ici par un ressort hélicoïdal dont une extrémité est attachée à la masse carrée et dont l'autre extrémité est attachée à une partie fixe 74 de la pièce d'horlogerie, par exemple à un pont). Un troisième ressort 8 (représenté ici par un ressort hélicoïdal) est disposé entre les première (4) et seconde (6) masses d'inertie pour coupler lesdits premier (2) et second (3) résonateurs.

  

[0015]    Les fig. 3 à 6 illustrent une construction pratique du premier mode de réalisation de l'invention. Ici les première et seconde masses d'inertie sont constituées respectivement par des premier et second balanciers 4 et 6, et les premier, deuxième et troisième ressorts sont respectivement des premier, deuxième et troisième ressorts spiraux 5, 7 et 8.

  

[0016]    On s'aperçoit aussi que, selon un mode préféré de l'invention, les premier et second résonateurs 2 et 3 sont disposés coaxialement à l'intérieur de la pièce d'horlogerie entre une platine 11 et un pont 17. L'invention n'est cependant pas limitée à cette disposition, les deux résonateurs pouvant être disposés, par exemple, côte à côte dans la pièce d'horlogerie.

  

[0017]    Plus particulièrement et comme cela apparaît bien sur la fig. 4, le premier résonateur 2 comprend essentiellement un premier balancier 4 auquel est associé un premier ressort spiral 5. Ce premier résonateur 2 est monté sur un premier arbre 9 qui pivote à sa première extrémité dans un palier 10 fixé dans une platine 11 et à sa seconde extrémité dans un palier 12 fixé dans un pont intermédiaire 13. Les spires extérieure et intérieure du premier ressort spiral 5 sont fixées respectivement sur un piton 23 porté par la platine 11 et sur un point d'attache intérieur 28 fixé sur le premier arbre 9.

  

[0018]    Le second résonateur 3 comprend essentiellement un second balancier 6 auquel est associé un second ressort spiral 7. Ce second résonateur 3 est monté sur un second arbre 14 qui pivote à sa première extrémité dans un palier 15 fixé dans le pont intermédiaire 13 et à sa seconde extrémité dans un palier 16 fixé dans un pont 17. Les spires extérieure et intérieure du deuxième ressort spiral 7 sont fixées respectivement sur un piton 25 porté par le pont 17 et sur un point d'attache intérieur 26 fixé sur le second arbre 14.

  

[0019]    L'examen des fig. 3 à 6 montre encore que le premier résonateur 2 comprend un balancier 4 présentant un plus grand diamètre que le balancier 6 du résonateur 3, ce qui indique que la fréquence du premier résonateur est plus basse que la fréquence du second résonateur, à condition bien sûr que le couple développé par chacun des ressorts spiraux soit sensiblement le même. Dans ces conditions, on comprendra que le mécanisme d'échappement devra être lié au premier résonateur, celui qu'il s'agit d'asservir au second pour améliorer sa résistance aux perturbations. La fig. 4 montre que le premier arbre 9 auquel est attaché le premier résonateur 2 porte un plateau 18 et une cheville de plateau 19, cette dernière coopérant par exemple avec une ancre laquelle coopère à son tour avec une roue d'échappement.

  

[0020]    Reste à décrire le couplage existant entre les résonateurs 2 et 3. Ce couplage est réalisé au moyen d'un troisième ressort spiral 8. Les fig. 4et 5 montrent que ce ressort spiral 8 comporte deux enroulements 20 et 21 disposés en série et montés de part et d'autre du pont intermédiaire 13. Dans cette façon de faire, la spire intérieure du premier enroulement 20 est fixée à un point d'attache intérieur 27 fixé sur le second arbre 14 alors que la spire intérieure du second enroulement 21 est fixée à un point d'attache intérieur 22 fixé sur le premier arbre 9, les spires extérieures desdits enroulements étant reliées l'une à l'autre par un ruban 75.

  

[0021]    L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être dit. En effet le troisième ressort spiral peut ne comporter qu'un seul enroulement. Dans ce cas, et sans qu'il soit nécessaire de le montrer par un dessin, la spire intérieure de cet enroulement unique est fixée à un point d'attache 27 fixé sur le second arbre 14 tandis que la spire extérieure est fixée à un piton porté par le premier balancier 4.

  

[0022]    On va montrer maintenant de façon sommaire l'avantage qu'il y a de coupler deux résonateurs oscillant l'un à basse fréquence et l'autre à plus haute fréquence dans le but de rendre plus stable le résonateur oscillant à basse fréquence.

  

[0023]    Un résonateur mécanique composé d'une masse et d'un ressort est caractérisé par le poids de sa masse m et la constante de son ressort k qui s'expriment, dans le cas du schéma équivalent de la figure 2et dans les ordres de grandeur relatives à l'horlogerie, respectivement en milligramme (mg) et en micronewton par mètre (uN/m). Dans le cas présent la masse m est un balancier caractérisé par sa masse d'inertie exprimée en milligramme centimètre carré (mg-cm<2>), et la constante k est relative à un ressort spiral qui est caractérisé par son couple unitaire exprimé en micronewtonmètre par radian ([micro]N-m/rad). Ceci étant, la fréquence d'un résonateur s'écrit:

 <EMI ID=2.1> 


  

[0024]    Pour prendre un exemple relevé sur un calibre horloger courant se trouvant dans le commerce, on a k=1.10<-><6>Nm/rad et m = 16.10<-><10> kg-m<2>, d'où résulte la fréquence f=4Hz.

  

[0025]    La question centrale est de savoir si la présence du second résonateur à plus haute fréquence stabilise la fréquence du premier résonateur à basse fréquence. Cet effet est pris en compte par le facteur de stabilisation S défini par:

 <EMI ID=3.1> 
relation dans laquelle [omega]1est la pulsation normale du premier résonateur seul, [omega]1pla pulsation perturbée du premier résonateur seul, [Omega]1 la pulsation normale du système couplé et [Omega]1pla pulsation perturbée du système couplé. On comprendra que si le facteur de stabilisation S est égal à deux, la pièce d'horlogerie est deux fois plus précise avec un système de résonateurs couplés qu'avec le premier résonateur seulement. Par exemple, une pièce d'horlogerie ayant une avance de dix secondes par jour n'en n'aura plus que cinq pour la même période.

  

[0026]    On va prendre maintenant un exemple pratique mettant en oeuvre des premier et second résonateurs ayant les caractéristiques suivantes:
Résonateur 1: m1=21 mg.cm<2>, k1=1[micro]N.m/rad d'où f1=3,47 Hz
Résonateur 2 : m2=21 mg-cm<2>, k2=5[micro]N-m/rad d'où f2=7,75 Hzces résonateurs étant couplés par un ressort spiral de constante kc.

  

[0027]    Si l'on se réfère aux fig. 2et 4, le résonateur 1 à basse fréquence porte la référence 2, mi étant le balancier 4, k1 étant la constante du ressort spiral 5. Le résonateur 2 à plus haute fréquence porte la référence 3, m2 étant le balancier 6, k2étant la constante du ressort spiral 7. On remarquera cependant que dans cet exemple pratique les balanciers sont de mêmes dimensions, ce qui n'est pas le cas des balanciers de la fig. 4, le second résonateur ayant une fréquence propre plus élevée de par sa constante de ressort également plus élevée.

  

[0028]    Des calculs analytiques ont permis d'établir les graphiques des fig. 7 et 8 sur la base des données pratiques énoncées ci-dessus.

  

[0029]    La fig. 7 est un graphique montrant l'évolution des fréquences propres f1et f2 du système de résonateurs couplés en fonction de la constante kc du ressort spiral qui couple les deux résonateurs.

  

[0030]    La fig. 8 est un graphique montrant l'évolution du facteur de stabilisation S en fonction de la constante kc du ressort spiral 8 qui couple les deux résonateurs.

  

[0031]    La courbe Sm montre l'effet stabilisant qui résulte du couplage des premier et second résonateurs sur des perturbations affectant la masse d'inertie du balancier du premier résonateur à basse fréquence quand on fait varier la constante kc. Cet effet n'est pas très prononcé, ce qui est relativement peu important, la masse d'inertie du balancier étant peu influencée par des perturbations extérieures.

  

[0032]    La courbe Sk montre l'effet stabilisant qui résulte du couplage des premier et second résonateurs sur des perturbations affectant le couple du ressort spiral du premier résonateur, soit celui entraîné par le système d'échappement. On voit que pour une valeur de kc de 1 [micro]Nm/rad, le facteur de stabilisation n'est pas loin d'atteindre 2, ce qui est positif, car c'est surtout sur le ressort spiral que se portent les perturbations, dues entre autres à la position du ressort, aux chocs et aux variations de température.

Second mode d'exécution de l'invention

  

[0033]    On peut assimiler le résonateur 40 exécuté selon le second mode de réalisation de l'invention au schéma équivalent de la fig. 9. Le résonateur 40 résulte du couplage d'un premier résonateur 41 avec un second résonateur 42. Le premier résonateur 41 comporte une première masse d'inertie 43 (illustrée ici par une masse carrée) associée à un premier ressort 44 (illustré ici par un ressort hélicoïdal dont une extrémité est attachée à la masse carrée et dont l'autre extrémité est attachée à une partie fixe 73 de la pièce d'horlogerie, par exemple à la platine).

   Le second résonateur 42 comporte une seconde masse d'inertie 45 (illustrée ici par une masse carrée) associé à un second ressort 46 (illustré ici par un ressort hélicoïdal dont une extrémité est attachée à la masse carrée 43 et dont l'autre extrémité est attachée à la masse carrée 45). Ce second ressort spiral 46 relie donc les première (43) et seconde (45) masses d'inertie pour coupler lesdits premier (41) et second (42) résonateurs. En fait le ressort 46 joue ici un double rôle : celui de former le second résonateur 42 et celui de coupler les premier et second résonateurs 41 et 42.

  

[0034]    Ce second mode d'exécution peut être considéré comme un cas particulier du premier mode d'exécution. En effet, si dans ce premier mode représenté par la fig. 2, on supprime le troisième ressort 7 ainsi que son attache à un point fixe 74, on retrouve le schéma équivalent de la fig. 9qui illustre le second mode d'exécution et qui va être expliqué maintenant en détail en s'aidant des fig. 10 à 13.

  

[0035]    Les fig.10 à 13 illustrent une construction pratique du second mode de réalisation de l'invention. Ici, comme cela a été dit à propos du premier mode d'exécution de l'invention, les première et seconde masses d'inertie sont constituées respectivement par des premier et second balanciers 43 et 45, et les premier et second ressorts sont respectivement des premier et second ressorts spiraux 44 et 46.

  

[0036]    On s'aperçoit aussi que le premier balancier 43 présente une cage circulaire à l'intérieur de laquelle est confiné le second résonateur 42 à plus haute fréquence, ladite cage circulaire 43 formant avec le premier ressort spiral 44 le premier résonateur 41 à basse fréquence.

  

[0037]    Comme le montre bien la coupe de la fig. 11, la cage circulaire 43 formant le premier balancier est équipée d'une première joue 47 portant un premier tourillon 48 pivotant dans un palier 49 fixé dans une platine 50. Ce premier tourillon 48 porte un plateau 51 et une cheville de plateau 52, cette dernière coopérant par exemple avec une ancre laquelle coopère à son tour avec une roue d'échappement. La cage circulaire 43 est équipée encore d'une seconde joue 53 portant un second tourillon 54 pivotant dans un palier 55 fixé dans un pont 56. Le pont 56 est équipé d'un piton 57 auquel est fixé la spire extérieure du premier ressort spiral 44, la spire intérieure dudit premier ressort spiral 44 étant fixée à un point d'attache intérieur 58 fixé sur le second tourillon 54.

   La cage circulaire ou balancier 43 et le ressort spiral 44 forment le premier résonateur 41 à basse fréquence, celui dont il s'agit d'améliorer les performances.

  

[0038]    La fig. 11 montre encore que les second balancier 45 et ressort spiral 46 constituant le second résonateur 42 - et qui est confiné dans la cage 43 - sont supportés par un arbre 59 pivotant à sa première extrémité dans un palier 60 fixé dans la première joue 47 de la cage 43 et à sa second extrémité dans un palier 61 fixé dans la seconde joue 53 de la cage. De plus, les spires extérieure et intérieure du second ressort spiral 46 sont fixées respectivement à un piton 62 porté par la seconde joue 53 de la cage 43 et à un point d'attache intérieur 63 fixé sur l'arbre 59.

  

[0039]    L'examen des fig. 10à 12 montre que le premier résonateur 41 comprend un balancier ou cage 43 présentant un plus grand diamètre que le balancier 45 du second résonateur 42, ce qui indique que la fréquence du premier résonateur est plus basse que la fréquence du second résonateur, le couple développé par chacun des ressorts spiraux étant égal par ailleurs. On comprendra donc que le mécanisme d'échappement sera lié au premier résonateur, celui qu'il s'agit d'asservir au second pour améliorer sa résistance aux perturbations.

  

[0040]    On a montré, lors des propos tenus au sujet du premier mode d'exécution, l'avantage qu'il y avait de coupler deux résonateurs oscillant l'un à basse fréquence et l'autre à plus haute fréquence dans le but d'améliorer les performances du résonateur oscillant à basse fréquence. On ne reviendra donc pas ici sur la théorie développée qui s'applique également au second mode de réalisation qu'on vient de décrire.

  

[0041]    On va prendre cependant un exemple pratique, soit:
résonateur 1: m1 = 20 mg.cm<2>, k1=variable
résonateur 2: m2 = 6,4 mg.cm<2>, kc=0,4 [micro]N.m/rad, k2=0

  

[0042]    Si l'on se réfère aux fig. 9et 11, le résonateur 1 à basse fréquence porte la référence 41, mi étant le balancier ou la cage 43, k1 étant la constante du ressort spiral 44 et le résonateur 2 à plus haute fréquence porte la référence 42, m2 étant le balancier 45, kc étant la constante du ressort spiral 46, kc étant aussi le ressort spiral qui couple les deux résonateurs.

  

[0043]    Sur la base des données pratiques énoncées ci-dessus, des calculs analytiques ont permis d'établir les graphiques des fig. 14 et 15. La variable choisie n'est plus kc comme dans le premier mode d'exécution mais k1 qui a paru être le paramètre le plus déterminant.

  

[0044]    La fig. 14 est un graphique montrant l'évolution des fréquences propres f1et f2 du système de résonateurs couplés en fonction de la constante k1 du ressort spiral 44 composant le premier résonateur 41.

  

[0045]    La fig. 15 est un graphique montrant l'évolution du facteur de stabilisation - qui a été défini plus haut à propos du premier mode de réalisation - en fonction de la constante k1 du ressort spiral 44 affectant le premier résonateur 41.

  

[0046]    La courbe Sm montre l'effet stabilisant qui résulte du couplage des premier et second résonateurs 41 et 42 sur des perturbations affectant la masse d'inertie du balancier du premier résonateur à basse fréquence 41 quand on fait varier la constante k1 du ressort spiral 44. Cet effet est beaucoup plus prononcé que celui observé à propos du premier mode de réalisation.

  

[0047]    La courbe Sk montre l'effet stabilisant qui résulte du couplage des premier et second résonateurs 41 et 42 sur des perturbations affectant le couple du ressort spiral 44 du premier résonateur 41. On voit que pour une valeur de k1de 2 [micro]N.m/rad, le facteur de stabilisation S est de l'ordre de 2,5.

Conclusions

  

[0048]    Les deux modes d'exécution présentés ont montré que les performances d'un premier résonateur à balancier-spiral à basse fréquence, cette dernière étant de l'ordre de 2 à 6 Hz, peuvent être améliorées si on le couple à un second résonateur à balancier-spiral à plus haute fréquence, cette dernière étant de l'ordre de 10 Hz. Le premier résonateur à basse fréquence est plus sensible à certaines perturbations dues par exemple au porter, ou aux chocs que le second résonateur à plus haute fréquence. On peut imaginer compenser la variation thermique et/ou le défaut d'isochronisme du premier résonateur par ceux du second. Par ailleurs le premier résonateur coopère aisément avec un système d'échappement usuel alors que ce n'est pas le cas du second résonateur.

   Il est donc logique de coupler les deux résonateurs en question pour bénéficier à la fois de la bonne adaptation du premier au système d'échappement et de la bonne insensibilisation du second aux perturbations citées ci-dessus.

Claims (10)

1. Résonateur (1) pour pièce d'horlogerie résultant du couplage d'un premier résonateur (2) à basse fréquence avec un second résonateur (3) à plus haute fréquence, caractérisé en ce que le premier résonateur (2) comporte une première masse d'inertie (4) associée à un premier ressort (5), en ce que le second résonateur (3) comporte une seconde masse d'inertie (6) associée à un deuxième ressort (7) et en ce qu'un troisième ressort (8) est disposé entre les première (4) et seconde (6) masses d'inertie pour coupler lesdits premier (2) et second (3) résonateurs.

2. Résonateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les première et seconde masses d'inertie sont constituées respectivement par des premier (4) et second (6) balanciers et en ce que les premier, deuxième et troisième ressorts sont respectivement des premier (5), deuxième (7) et troisième (8) ressorts spiraux.

3. Résonateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premier (2) et second (3) résonateurs sont disposés coaxialement à l'intérieur de la pièce d'horlogerie.

4. Résonateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le premier résonateur (2) est monté sur un premier arbre (9) pivotant à sa première extrémité dans un palier (10) fixé dans une platine (11) et à sa seconde extrémité dans un palier (12) fixé dans un pont intermédiaire (13), les spires extérieure et intérieure du premier ressort spiral (5) dudit premier résonateur (2) étant fixées respectivement sur un piton (23) porté par la platine (11) et sur un point d'attache intérieur (28) fixé sur ledit premier arbre (9) et en ce que le second résonateur (3) est monté sur un second arbre (14) pivotant à sa première extrémité dans un palier (15) fixé dans ledit pont intermédiaire (13) et à sa seconde extrémité dans un palier (16) fixé dans un pont (17), les spires extérieure et intérieure du deuxième ressort spiral (7)

dudit second résonateur (3) étant fixées respectivement sur un piton (25) porté par le pont (17) et sur un point d'attache intérieur (26) fixé sur ledit second arbre (14).

5. Résonateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier arbre (9) porte un plateau (8) et une cheville (19) de plateau, cette dernière coopérant avec un mécanisme d'échappement.

6. Résonateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que le troisième ressort spiral (8) comporte deux enroulements (20, 21) disposés en série et montés de part et d'autre du pont intermédiaire (13), la spire intérieure du premier enroulement (20) étant fixée à un point d'attache intérieur (27) fixé sur le second arbre (14) et la spire intérieure du second enroulement (21) étant fixée à un point d'attache intérieur (22) fixé sur le premier arbre (9).

7. Résonateur (40) pour pièce d'horlogerie résultant du couplage d'un premier résonateur (41) à basse fréquence avec un second résonateur (42) à plus haute fréquence, caractérisé en ce que le premier résonateur (41) comporte une première masse d'inertie (43) associée à un premier ressort (44), en ce que le second résonateur (42) comporte une seconde masse d'inertie (45) associée à un second ressort (46) et en ce que ledit second ressort relie lesdites première et seconde masses d'inertie pour coupler lesdits premier (41) et second (42) résonateurs.

8. Résonateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que les première et seconde masses d'inertie sont constituées respectivement par des premier (43) et second (45) balanciers et en ce que les premier et second ressorts sont respectivement des premier (44) et second (46) ressorts spiraux.

9. Résonateur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier balancier (43) présente une cage circulaire (43) à l'intérieur de laquelle est confiné le second résonateur (42) à plus haute fréquence, ladite cage circulaire (43) formant avec le premier ressort spiral (44) le premier résonateur (41) à basse fréquence.

10. Résonateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cage circulaire (43) est équipée d'une première joue (47) portant un premier tourillon (48) pivotant dans un palier (49) fixé dans une platine (50), ce premier tourillon (48) portant un plateau (51) et une cheville (52) de plateau pour coopérer avec un mécanisme d'échappement, et en ce que cette cage circulaire (43) est équipée d'une second joue (53) portant un second tourillon (54) pivotant dans un palier (55) fixé dans un pont (56), ce dernier étant équipé d'un piton (57) auquel est fixée la spire extérieure du premier ressort spiral (44), la spire intérieure dudit premier ressort spiral étant fixée à un point d'attache intérieur (58) fixé sur le second tourillon (54), et en ce que les seconds balancier (45) et ressort spiral (46) constituant le second résonateur (42)

sont supportés par un arbre (59) pivotant à sa première extrémité dans un palier (60) fixé dans la première joue (47) de la cage (43) et à sa seconde extrémité dans un palier (61) fixé dans la seconde joue (53) de la cage (43), les spires extérieure et intérieure du second ressort spiral (46) étant fixées respectivement à un piton (62) porté par la seconde joue (53) de la cage (43) et à un point d'attache intérieur (63) fixé sur l'arbre (59).