CH709058A2 - Mécanisme d'échappement à cylindre d'horlogerie sans contact. - Google Patents

Abstract

L’invention concerne un mécanisme d’échappement comportant une roue d’échappement (3) soumise à un couple de pivotement et un résonateur solidaire d’un mobile régulateur (5) monté pivotant, ladite roue d’échappement (3) comportant une pluralité d’actionneurs (6) régulièrement espacés sur sa périphérie, chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste dudit mobile régulateur (5). Chaque dit actionneur (6) comporte une première surface (61) magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, agencée pour coopérer avec ladite première piste qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour repousser ou attirer chaque dite première surface (61) dudit actionneur (6). Et chaque dit actionneur (6) comporte une butée mécanique (9) agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5) pour constituer avec elle un mécanisme d’échappement autonome.

Description

Domaine de l’invention

[0001] L’invention concerne un mécanisme d’échappement d’horlogerie, comportant une roue d’échappement soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d’un premier axe de pivotement, et un résonateur solidaire d’un mobile régulateur monté pivotant autour d’un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel, ladite roue d’échappement comportant une pluralité d’actionneurs régulièrement espacés sur sa périphérie, et chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste dudit mobile régulateur.

[0002] L’invention concerne encore un mouvement d’horlogerie comportant au moins un tel mécanisme d’échappement, et comportant des moyens moteurs d’entraînement soumettant une dite roue d’échappement à un couple de pivotement de sens unique autour d’un premier axe de pivotement.

[0003] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant un tel mouvement.

[0004] L’invention concerne le domaine des mécanismes d’échappement d’horlogerie, et, plus particulièrement, le domaine des échappements sans contact.

Arrière-plan de l’invention

[0005] L’échappement à cylindre est satisfaisant du point de vue sécurité, mais il présente deux points faibles importants:

Résumé de l’invention

[0006] L’invention se propose d’adapter le principe des échappements à cylindre mécanique, qui présente l’avantage d’assurer une sécurité en cas de couple trop important, notamment lors d’un choc, mais dont le niveau de frottements élevé altère de façon importante le rendement de l’échappement.

[0007] L’invention se base sur le principe de la suppression du contact et du frottement dans un échappement à cylindre, par la mise en place d’aimants, ou d’électrets, ou similaires, qui, judicieusement placés, forment une répulsion magnétique ou électrostatique, qui supprime le frottement et donc le défaut principal de cet échappement. Les aimants, ou similaires, placés sur la roue d’échappement, font office de butée sans contact. Des butées mécaniques sont ajoutées pour éviter tout emballement de la roue d’échappement en cas de choc.

[0008] Le fait de combiner un système sans contact avec des sécurités mécaniques est un point important de l’invention.

[0009] A cet effet, l’invention concerne un mécanisme d’échappement d’horlogerie, comportant une roue d’échappement soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d’un premier axe de pivotement, et un résonateur solidaire d’un mobile régulateur monté pivotant autour d’un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel, ladite roue d’échappement comportant une pluralité d’actionneurs régulièrement espacés sur sa périphérie, et chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste dudit mobile régulateur, caractérisé en ce que chaque dit actionneur comporte des premiers moyens d’arrêt magnétiques ou électrostatiques faisant barrière et agencés pour coopérer avec ladite première piste qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour exercer sur ladite première piste un couple de moment supérieur audit moment nominal, et encore caractérisé en ce que chaque dit actionneur comporte encore des deuxièmes moyens d’arrêt agencés pour constituer une butée de limitation de course, agencée pour constituer un mécanisme d’échappement autonome avec au moins une première surface complémentaire de butée que comporte ledit mobile régulateur.

[0010] L’invention concerne encore un mouvement d’horlogerie comportant au moins un tel mécanisme d’échappement, et comportant des moyens moteurs d’entraînement soumettant une dite roue d’échappement à un couple de pivotement de sens unique autour d’un premier axe de pivotement, caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs d’entraînement sont agencés pour délivrer un couple suffisant pour autoriser la superposition complète de chaque dite première surface avec ladite première piste.

[0011] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie comportant un tel mouvement.

Description sommaire des dessins

[0012] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où: <tb>la fig. 1<SEP>représente, de façon schématisée, partielle, et en vue en plan, un mécanisme d’échappement selon l’invention, dans une alternative magnétique, où une roue d’échappement équipée d’actionneurs particuliers à sa périphérie, comportant chacun des pistes magnétiques et une butée mécanique, coopère avec un balancier à plateau porteur d’un mobile régulateur qui comporte une couronne cylindrique tronquée, et aimantée parallèlement à l’axe de pivotement du balancier; <tb>la fig. 2<SEP>représente, de façon schématisée et en coupe passant par les axes de pivotement du balancier et de la roue d’échappement, le mécanisme de la fig. 1 <tb>les fig. 3 et 4<SEP>représentent, de façon analogue aux fig. 1 et 2 , la coopération d’une première surface magnétique d’un actionneur avec la couronne; <tb>les fig. 5 , 6 , 6A et 7<SEP>représentent un mécanisme similaire avec des actionneurs de forme particulière, regroupant chacun une première surface magnétique, une deuxième surface magnétique, et une butée mécanique: la fig. 5 en vue en plan globale, la fig. 6 en vue de côté, la fig. 6A en vue de dessus, la première piste magnétique étant en coopération avec la couronne aimantée, et la fig. 7 en perspective dans cette même position de la fig. 6A ; <tb>les fig. 8 , 9 , et 10<SEP>montrent, en vue partielle et en plan, la coopération, en cas de surcouple, des butées mécaniques des actionneurs avec, selon le cas, la surface cylindrique intérieure ou extérieure de la couronne; <tb>les fig. 11 à 13<SEP>illustrent un exemple de réalisation d’un mécanisme d’échappement selon l’invention, dans une alternative magnétique: Dans cet exemple non limitatif, une roue d’échappement comporte deux disques, supérieur et inférieur, chacun équipé d’actionneurs aimantés selon une direction axiale. Cette roue d’échappement coopère avec un balancier à plateau, non représenté sur les fig. 12 et 13 qui montrent seulement un mobile régulateur que porte ce plateau, et qui comporte une couronne cylindrique tronquée, aimantée selon une direction axiale; <tb>la fig. 14<SEP>représente le mécanisme des fig. 11 à 13 , le disque supérieur n’étant pas représenté, de façon à illustrer la position des actionneurs, notamment dans la zone d’interférence avec la couronne; <tb>les fig. 15 à 35<SEP>sont des vues de dessus de cet éclaté partiel que constitue la fig. 14 , et illustrent la cinématique du mécanisme d’échappement selon l’invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

[0013] L’invention concerne le domaine des mécanismes d’échappement d’horlogerie, et, plus particulièrement, le domaine des échappements sans contact.

[0014] L’invention se propose d’adapter le principe des échappements à cylindre mécanique, qui présente l’avantage d’assurer une sécurité en cas de couple trop important, notamment lors d’un choc, mais dont le niveau de frottements élevé altère de façon importante le rendement de l’échappement.

[0015] A cet effet, l’invention concerne un mécanisme d’échappement 1 d’horlogerie, qui est agencé pour coopérer avec des moyens de fourniture de couple, notamment de moyens moteurs d’entraînement 2, tel qu’un barillet ou similaire.

[0016] Ce mécanisme d’échappement 1 comporte une roue d’échappement 3, qui est soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d’un premier axe de pivotement D1, sous l’action de tels moyens de fourniture de couple.

[0017] Ce mécanisme d’échappement 1 comporte un organe régulateur ou résonateur 4 solidaire d’un mobile régulateur 5, de préférence monté pivotant autour d’un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel D2.

[0018] La roue d’échappement 3 comportant une pluralité d’actionneurs 6, qui sont régulièrement espacés sur sa périphérie. Chacun de ces actionneurs 6 est agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste 7 que comporte le mobile régulateur 5.

[0019] Selon l’invention, chaque tel actionneur 6 comporte des premiers moyens d’arrêt magnétiques ou électrostatiques faisant barrière et agencés pour coopérer avec une telle au moins une première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour exercer sur cette première piste 7 un couple de moment supérieur au moment nominal.

[0020] Et chaque actionneur 6 comporte encore des deuxièmes moyens d’arrêt agencés pour constituer une butée de limitation de course, agencée pour constituer un mécanisme d’échappement autonome avec au moins une première surface complémentaire de butée 10 que comporte le mobile régulateur 5.

[0021] Plus particulièrement, ces premiers moyens d’arrêt comportent une surface 61, 610, 62, 620, qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, faisant barrière, et qui est agencée pour coopérer avec la première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, de façon à créer entre la première piste 7 et chaque surface 61, 610, 62, 620, de l’actionneur 6 concerné un couple de moment supérieur audit moment nominal.

[0022] Plus particulièrement, ces premiers moyens d’arrêt comportent, agencées pour coopérer avec la première piste, d’une part une première surface 61, 62, pour exercer un couple avec un premier moment inférieur à un deuxième moment d’un couple d’arrêt qu’exerce d’autre part une deuxième surface 610, 620,faisant barrière où règne un champ magnétique, respectivement électrostatique, d’intensité supérieure au champ magnétique, respectivement électrostatique, présent au niveau de la première surface 61, 62, et la deuxième surface 610, 620, étant agencée pour coopérer avec au moins une première surface complémentaire de butée 10 que comporte le mobile régulateur 5 pour constituer avec elle un mécanisme d’échappement autonome.

[0023] Plus particulièrement, les deuxièmes moyens d’arrêt comportent une butée mécanique 9, qui est agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée 10 que comporte le mobile régulateur 5, pour constituer avec elle un mécanisme d’échappement autonome.

[0024] Plus particulièrement, chaque tel actionneur 6 comporte successivement, dans un sens unique d’entrée en coopération avec la première piste 7, une dite première surface 61, 62, une deuxième surface 610, 620), et une butée mécanique 9.

[0025] Plus particulièrement, une première surface 61 magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, est agencée pour coopérer avec une telle au moins une première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, de façon à repousser ou attirer chaque première surface 61 de chaque actionneur 6.

[0026] Et chaque dit actionneur 6 comporte une butée mécanique 9, qui est agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée 10, ou/et avec une surface de jonction 12 oblique, que comporte le mobile régulateur 5, pour constituer avec cette surface, ou avec ces surfaces, un mécanisme d’échappement autonome.

[0027] Le mécanisme d’échappement 1 selon l’invention est plus particulièrement un échappement à repos sans contact. En effet, le rôle de la butée mécanique est d’assurer le fonctionnement du mécanisme d’échappement même en cas d’application d’un sur-couple ou lors d’un choc: en marche normale, la coopération des premières surfaces 61 avec la ou les pistes 7 du mobile régulateur 5 suffit à assurer le fonctionnement de l’échappement.

[0028] De préférence, la roue d’échappement 3 est soumise à un couple de pivotement de sens unique autour d’un premier axe de pivotement D1, sous l’action du couple auquel elle est soumise, notamment en provenance des moyens moteurs d’entraînement 2.

[0029] De préférence, le résonateur 4 est en mouvement de pivotement alternatif, et est solidaire d’un tel mobile régulateur 5 monté pivotant autour d’un deuxième axe de pivotement D2.

[0030] De préférence, tous les actionneurs 6 sont identiques entre eux. Ils ont de préférence un positionnement radial identique.

[0031] Dans la réalisation particulière illustrée sur les figures, la première piste 7 est située sur un secteur d’un corps de révolution axé sur le deuxième axe de pivotement D2 et est d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°. Cette première piste 7 peut être continue comme dans le cas illustré, ou encore être constituée de tronçons de piste voisins les uns des autres sur au moins une partie de la périphérie du mobile régulateur 5. Dans une réalisation particulière, la première piste 7 magnétisée, respectivement électrisée, est formée d’une succession de plots aimantés, respectivement électrisés. Dans la suite de la présente description, on appelle indifféremment «première piste 7» l’une ou l’autre exécution.

[0032] De préférence, la première piste 7 est plane, et tous les actionneurs 6 qui sont agencés pour coopérer avec elle ont leurs premières surfaces 61 situées dans un même plan.

[0033] Dans une réalisation particulière non limitative, et tel que visible sur les figures, la première surface complémentaire de butée 10 est portée par une couronne tronquée 50, qui est un secteur d’un corps de révolution axé sur le deuxième axe de pivotement D2. Cette première surface complémentaire de butée 10 est d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°, de façon à minimiser l’échange d’énergie entre le résonateur 4 et la roue d’échappement 3, hormis au voisinage de la position d’équilibre du résonateur.

[0034] Dans une réalisation particulière, la première piste 7 génère un premier champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque première surface 61 de chaque actionneur 6, laquelle première surface 61 est magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle du premier champ magnétique, respectivement électrostatique.

[0035] Dans une réalisation particulière, chaque actionneur 6 comporte une première surface 61 magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec la première piste 7 qui est magnétisée, respectivement électrisée, de façon à attirer chaque première surface 61 de chaque actionneur 6. La roue d’échappement 3 peut aussi comporter une pluralité d’aimants qui interagissent avec une piste en fer ou en matériau ferromagnétique, respectivement électrostatiquement conducteur, sur un plateau solidaire du résonateur 4.

[0036] Plus particulièrement, ce plateau est un anneau comportant des trous disposés de façon à former des chicanes.

[0037] De façon particulière, chaque dit actionneur 6 comporte une deuxième surface 62 magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec une deuxième piste 8 du mobile régulateur 5. De préférence, la deuxième piste 8 est plane, et tous les actionneurs 6 qui sont agencés pour coopérer avec elle ont leurs deuxièmes surfaces 61 situées dans un même plan. Plus particulièrement, cette deuxième piste 8 est parallèle à ladite première piste 7, et perpendiculaire au deuxième axe de pivotement D2.

[0038] De façon similaire à la première piste 7, cette deuxième piste 8 est un secteur annulaire axé sur le deuxième axe de pivotement D2 et d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°, et elle génère un deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque deuxième surface 62, laquelle deuxième surface 62 est magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle dudit deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique. Dans une réalisation particulière, la deuxième piste 8 magnétisée, respectivement électrisée, est formée d’une succession de plots aimantés, respectivement électrisés.

[0039] De façon avantageuse, tel que visible sur les fig. 12 et 13 , la roue d’échappement 3 comporte au moins un disque supérieur 31 comportant les premières surfaces 61, et un disque inférieur 32 comportant les deuxièmes surfaces 62 situées au droit de ces premières surfaces 61 et opposées à celles-ci, et la roue d’échappement 3 comporte des moyens de fermeture de champ magnétique, respectivement électrostatique, entre le disque supérieur 31 et le disque inférieur 32. Cette disposition évite un effort axial trop important sur la roue d’échappement. De préférence les efforts exercés de part et d’autre du mobile régulateur 5 sont égaux.

[0040] Selon une caractéristique particulière de l’invention, chaque butée mécanique 9 est encore agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une deuxième surface complémentaire de butée 11 que comporte le mobile régulateur 5. Cette deuxième surface complémentaire de butée 11 est plus particulièrement portée par une surface de révolution axée sur le deuxième axe de pivotement D2, et est d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°.

[0041] De préférence, la deuxième surface complémentaire de butée 11 est reliée à la première surface complémentaire de butée 10 par au moins une surface de jonction 12, laquelle est agencée pour constituer une rampe d’impulsion de le résonateur 4 quand cette surface de jonction 12 est en appui de butée sur un actionneur 6, agencée pour apporter de l’énergie au résonateur au voisinage de sa position d’équilibre. Dans une réalisation préférée, non limitative, illustrée par les figures, cette surface de jonction 12 est plane ou sensiblement plane, parallèle au deuxième axe de pivotement D2, et inclinée par rapport au plan radial la joignant au deuxième axe de pivotement D2 et passant par celui-ci.

[0042] Dans une réalisation particulière, la butée mécanique 9 comporte, de façon similaire, une rampe d’impulsion agencée pour apporter de l’énergie au résonateur au voisinage de sa position d’équilibre.

[0043] De préférence, une telle rampe d’impulsion n’apporte de l’énergie au résonateur au voisinage de sa position d’équilibre que si le couple moteur imprimé à la roue d’échappement 3 est tel que la répulsion, ou respectivement l’attraction, entre la première piste 7 et chaque première surface 61, est insuffisante pour éviter le contact entre la butée mécanique 9 et le mobile régulateur 5.

[0044] Dans une réalisation particulière, la première piste 7 magnétisée, respectivement électrisée, est formée d’une succession de plots aimantés, respectivement électrisés.

[0045] Dans un mode particulier de réalisation, chaque première surface 61 magnétisée, respectivement électrisée, comporte une section dégressive dans la direction radiale d’éloignement par rapport au premier axe de pivotement D1, de façon à ce que l’aire d’une surface de superposition 71 correspondant à la projection de la première surface 61 sur la première piste 7 soit variable pendant le pivotement relatif de la roue d’échappement 2 et du mobile régulateur 5.

[0046] De préférence, la roue d’échappement 3 apporte, de façon progressive, de l’énergie au mobile régulateur 5, et ce mobile régulateur 5 restitue de façon instantanée toute cette énergie accumulée, sous forme d’une impulsion imprimée au résonateur 4, ce mécanisme d’échappement 1 constituant ainsi un mécanisme d’échappement à force constante.

[0047] Dans un mode de réalisation illustré par les figures, le mécanisme d’échappement 1 selon l’invention constitue un mécanisme d’échappement à cylindre, où la première surface complémentaire de butée 10 est la surface intérieure d’un secteur tubulaire cylindrique, et où la deuxième surface complémentaire de butée 11 est la surface extérieure de ce secteur tubulaire cylindrique.

[0048] Dans un mode de réalisation alternatif, le mécanisme d’échappement 1 selon invention constitue un mécanisme d’échappement à chevilles de type Lepaute, où la roue d’échappement 3 comporte une demi-cheville au niveau de chaque actionneur 6, et où la première surface complémentaire de butée 10 est la surface intérieure d’une première branche de compas, et où la deuxième surface complémentaire de butée 11 est la surface extérieure d’une deuxième branche de compas. La surface intérieure de la première branche de compas et la surface extérieure de ladite deuxième branche de compas sont séparées par un espace, dont la largeur est supérieure au rayon de la demi-cheville. Dans une première alternative, la première branche de compas et la deuxième branche de compas sont solidaires l’une de l’autre Dans une deuxième alternative, la première branche de compas et la deuxième branche de compas pivotent autour d’un axe commun, et sont liées l’une à l’autre par un ressort ou similaire. Cet échappement à chevilles est plus adapté à des pièces d’horlogerie statiques, l’élimination des frottements grâce à la mise en œuvre des champs magnétiques ou électrostatiques procure une marche précise et silencieuse, qui autorise son emploi pour des pendules ou horloges de salon.

[0049] Dans une réalisation très particulière, et plus particulièrement détaillée ci-après avec les fig. 12 à 31 , chaque actionneur 6 comporte, entre la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62) et la butée mécanique 9, une barrière 610 (respectivement 620) magnétisée, respectivement électrisée, où règne un champ magnétique, respectivement électrostatique, d’intensité supérieure au champ magnétique, respectivement électrostatique, présent au niveau de la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62).

[0050] L’échappement est ainsi amélioré et constitue un système à force constante. La combinaison de plusieurs pôles magnétiques, ou respectivement électrostatiques, qui se succèdent dans le défilement de la roue d’échappement 3 par rapport au mobile régulateur 5 permet de recharger un potentiel magnétique, ou respectivement électrostatique, de répulsion (entre ces pôles et le mobile régulateur 5), qui est libéré au passage de l’encoche de plateau du balancier. La roue d’échappement 3 a alors suffisamment de couple pour superposer la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62) à la première piste 7 (ou respectivement la deuxième piste 8), mais pas suffisamment pour y superposer la barrière 610 (respectivement 620) qui arrête la roue.

[0051] L’énergie transmise correspond donc à ce potentiel de répulsion magnétique ou électrostatique entre d’une part la première surface 61 (ou respectivement la deuxième surface 62) et d’autre part la première piste 7 (ou respectivement la deuxième piste 8), potentiel qui est constant, ce qui procure un effort ou couple constant, qu’on qualifie plus généralement de force constante.

[0052] Il faut noter que la géométrie de l’échappement peut être sensiblement différente de l’échappement à cylindre classique. Par exemple:

[0053] L’invention permet donc d’échapper à certaines contraintes géométriques de l’échappement à cylindre classique.

[0054] Un avantage supplémentaire réside dans le fait que, la plupart du temps, les pivots sont plaqués sur les pierres, ce qui amène une différence de chronométrie entre la position de la montre en horizontale et en verticale plus faible que dans un échappement à cylindre classique.

[0055] La répulsion magnétique ou électrostatique peut être effectuée de différentes manières. Une possibilité est de former, tel que visible sur les figures, une roue d’échappement deux niveaux qui prend en sandwich le plateau du balancier. La roue d’échappement peut être en fer ou matériau ferromagnétique, ou respectivement conducteur électrostatique, afin de former un chemin magnétique, respectivement électrostatique. Une architecture avec un plateau deux niveaux et une roue à un niveau est également possible.

[0056] Le mécanisme d’échappement 1 selon l’invention est, notamment, dépourvu d’arrêtoir tel qu’ancre ou similaire.

[0057] L’invention concerne encore un mouvement d’horlogerie 100 comportant au moins un tel mécanisme d’échappement 1, et comportant des moyens moteurs d’entraînement 2 soumettant une roue d’échappement 3 à un couple de pivotement de sens unique autour d’un premier axe de pivotement D1. Selon l’invention, les moyens moteurs d’entraînement 2 sont agencés pour délivrer un couple suffisant pour autoriser la superposition complète de chaque première surface 61 avec la première piste 7.

[0058] Et, dans la version avantageuse où les actionneurs 6 comportent des barrières, le couple maximal délivré par les moyens moteurs d’entraînement 2 est limité à un niveau qui est insuffisant pour autoriser la superposition complète de chaque barrière 610 avec la première piste 7.

[0059] L’invention concerne encore une pièce d’horlogerie, notamment une montre, comportant un tel mouvement 100.

[0060] Les fig. 11 à 13 illustrent un exemple de réalisation d’un mécanisme d’échappement selon l’invention, dans une alternative magnétique, et où la roue d’échappement 3, d’axe de pivotement D1, comporte deux disques, supérieur 31 et inférieur 32, chacun équipé d’actionneurs 6 qui sont ici aimantés selon une direction axiale parallèle à D1, avec des premières surfaces 61 au niveau du disque supérieur 31, des deuxièmes surfaces 62 au niveau du disque inférieur 32, des premières barrières 610 au niveau du disque supérieur 31, des deuxièmes barrières 620 au niveau du disque inférieur 32, et, sur l’un et l’autre disque, des butées mécaniques 9. Cette roue d’échappement 3 coopère avec un balancier à plateau 4, ce dernier n’est pas représenté sur les fig. 12 et 13 qui montrent seulement le mobile régulateur 5 que porte ce plateau, et qui comporte une couronne 50, de préférence cylindrique, tronquée, d’axe de pivotement D2, ici parallèle à D1. Cette couronne 50 est aimantée selon une direction axiale parallèle à D2.

[0061] La couronne 50 comporte une surface complémentaire de butée 10 interne, et une deuxième surface complémentaire de butée 11 externe, reliées de chaque côté d’une ouverture 51 par une surface de jonction 12, de préférence pentée, et délimitée du côté intérieur par un bec intérieur 13, et du côté extérieur par un bec extérieur 14.

[0062] Dans une exécution préférée, mais non limitative, tel que visibles sur les figures, la configuration des surfaces pentées 12 et des becs 13 et 14 n’est pas symétrique, de part et d’autre de l’ouverture 51. De préférence, les deux surfaces pentées 12 sont planes, et inclinées, et font chacune un angle de même orientation et sensiblement de même valeur, avec la radiale issue de l’axe de pivotement D2.

[0063] La fig. 12 montre les aimantations respectives du mobile régulateur 5 et des actionneurs 6. Le couple de la roue d’échappement 3 force une première partie aimantée, en l’occurrence la première surface 61 ou respectivement la deuxième surface 62, de l’actionneur 6 arrivant au voisinage de la couronne 50, à se superposer sur, ou respectivement sous, la couronne aimantée 50. La deuxième partie aimantée se présentant ensuite en zone d’interférence, et qui est constituée par la première barrière 610, respectivement la deuxième barrière 620, a une trop grande répulsion magnétique avec la couronne 50, dont l’effet est d’arrêter la roue d’échappement 3. Les butées mécaniques 9 empêchent un décrochage du système en cas de choc ou de couple trop élevé sur la roue d’échappement 3.

[0064] Comme le montre la fig. 13 , la réalisation de la roue d’échappement 3 en deux parties 31, 32, permet de fermer le chemin magnétique, et d’éviter une trop grande force axiale sur le plateau.

[0065] La fig. 14 représente le même ensemble, le disque supérieur 31 n’étant pas représenté, de façon à illustrer la position des actionneurs 6, notamment dans la zone d’interférence avec la couronne 50.

[0066] Les fig. 15 à 35 sont des vues de dessus de cet éclaté partiel que constitue la fig. 14 , et illustrent la cinématique du système, depuis la fig. 15 , qui illustre la fin d’un cycle où la roue d’échappement 3 tourne dans le sens horaire A, sous l’effet de moyens moteurs 2 non illustrés, tel qu’un barillet par l’intermédiaire d’un rouage. Le balancier tourne également dans le sens horaire sous l’action de rappel du ressort-spiral. Un actionneur 6 arrive en interférence avec l’extérieur de la couronne 50, au niveau de la deuxième surface complémentaire de butée 11 externe. Le couple de la roue d’échappement 3 force la deuxième surface 62 à se superposer sous la couronne aimantée 50. La deuxième barrière 620 a une trop grande répulsion magnétique avec la couronne 50, dont l’effet est d’arrêter la roue d’échappement 3, avec l’actionneur 6 considéré à l’extérieur de la couronne 50.

[0067] La fig. 16 montre la poursuite de la course du balancier en sens horaire, lequel passe par le point neutre où le couple de rappel du ressort-spiral est nul, et la deuxième surface 62 commence à appliquer une impulsion horaire au balancier par répulsion magnétique, de façon analogue à une force constante.

[0068] Les figures suivantes comportent des flèches illustrant les rotations déjà effectuées du balancier et de la roue d’échappement depuis ce stade.

[0069] La fig. 17 montre la fin de l’impulsion horaire, la deuxième surface 62 franchit la surface de jonction 12, et échappe au bec intérieur 13 qui la délimite. Par sa rotation en sens horaire, le balancier libère la deuxième surface 62 de l’actionneur 6, et en s’oppose pas au passage de la deuxième barrière 620 ni de l’arrêt 9. La roue d’échappement 3 peut alors commencer à tourner en sens horaire.

[0070] La fig. 18 montre le système au début de l’alternance du balancier, qui tourne sous l’effet de l’impulsion dans le sens horaire H, et la rotation de la rue d’échappement 3. L’actionneur 6 pénètre dans le domaine délimité par l’emprise de la couronne 50, à l’intérieur de celle-ci.

[0071] La fig. 19 montre l’arrivée d’un actionneur 6 en interférence avec l’intérieur de la couronne 50, au niveau d’une première surface complémentaire de butée 10 interne, le balancier tournant toujours en sens horaire H sous l’effet de l’impulsion, Le couple de la roue d’échappement 3 force la deuxième surface 62 à se superposer sous la couronne aimantée 50. La deuxième barrière 620 a une trop grande répulsion magnétique avec la couronne 50, dont l’effet est d’arrêter la roue d’échappement 3, avec l’actionneur 6 considéré à l’intérieur de la couronne 50.

[0072] Le balancier poursuit sa rotation en sens horaire H, jusqu’à l’amplitude maximale, la roue d’échappement 3 étant toujours à l’arrêt, tel que visible en fig. 20 .

[0073] Le balancier passe alors en rotation de sens anti-horaire AH, la roue d’échappement 3 étant toujours à l’arrêt, tel que visible en fig. 21 et 22 , sur laquelle un bec intérieur 13 de la couronne 50 se rapproche des actionneurs 6 de la roue d’échappement 3.

[0074] En fig. 23 , le balancier tourne toujours en sens anti-horaire AH, la couronne 50 passe derrière un deuxième actionneur 6B qui est maintenu à l’arrêt, derrière l’actionneur 6A qui est en position de blocage sur la première surface complémentaire de butée 10 interne et qui attend sa libération, qui va permettre d’appliquer l’impulsion au balancier, cette fois dans le sens anti-horaire. Dans cette réalisation particulière, au moins deux actionneurs 6: 6A, 6B, peuvent ainsi rester dans le volume intérieur de la couronne 50.

[0075] La fig. 24 montre, comme la fig. 17 , la fin de l’impulsion horaire, la deuxième surface 62 franchit la surface de jonction 12, et échappe au bec intérieur 13 qui la délimite. Par sa rotation en sens anti-horaire, le balancier libère la deuxième surface 62 de l’actionneur 6, et en s’oppose pas au passage de la deuxième barrière 620 ni de l’arrêt 9. La roue d’échappement 3 peut alors commencer à tourner en sens horaire.

[0076] La fig. 25 montre l’accostage d’un actionneur 6 au niveau de la deuxième surface complémentaire de butée 11 externe de la couronne 50, et, comme précédemment, l’arrêt de la roue d’échappement 3.

[0077] La fig. 26 illustre la fin de la rotation anti-horaire AH du balancier, la roue d’échappement 3 étant à l’arrêt.

[0078] La fig. 27 montre le passage du balancier en sens horaire H2, la roue d’échappement 3 étant toujours à l’arrêt. En fig. 28 le balancier poursuit sa rotation horaire. La fig. 29 montre le début de l’impulsion horaire, la roue d’échappement 3 étant toujours à l’arrêt. L’amplitude des deux alternances est sensiblement symétrique. Il est à noter, que, sur l’exemple illustré par les figures, les impulsions ne sont pas données exactement pour la même position angulaire du plateau, un tracé optimisé d’échappement, à la portée du constructeur horloger d’échappements, permet d’améliorer cette situation.

[0079] Le mécanisme selon l’invention est conçu pour traiter le cas d’un couple trop élevé.

[0080] La fig. 30 illustre le système pour un couple nominal à la roue d’échappement.

[0081] La fig. 31 montre un couple à la roue d’échappement qui est plus élevé que le nominal: en cas de dépassement du couple nominal à la roue d’échappement, les butées mécaniques 9 de l’actionneur 6 évitent un décrochage du système. La fig. 32 montre, dans ce même cas, la poursuite de pivotement du balancier en sens horaire H, avec une butée mécanique 9 en appui sur la deuxième surface complémentaire de butée 11 externe de la couronne 50. La fig. 33 représente l’instant précédant un8 impulsion dite mécanique, où la butée mécanique 9 est en appui sur un bec externe 14 qui marque la nominal entre la deuxième surface complémentaire de butée 11 externe de la couronne 50 et la surface de jonction 12. La fig. 34 montre ensuite le rôle de la surface de jonction 12 inclinée, de la couronne 50, qui imprime une impulsion de type mécanique de la même manière que dans un échappement à cylindre traditionnel. Ceci permet d’assurer le fonctionnement du système même en cas de couple trop élevé. La fig. 35 montre la fin de cette impulsion mécanique.

[0082] L’invention procure un rendement plus élevé que dans un échappement à cylindre classique. Les propriétés chronométriques d’un échappement selon l’invention sont satisfaisantes.

Claims (25)

1. Mécanisme d’échappement (1) d’horlogerie, comportant une roue d’échappement (3) soumise à un couple de pivotement, de moment inférieur ou égal à un moment nominal, autour d’un premier axe de pivotement (D1), et un résonateur (4) solidaire d’un mobile régulateur (5) monté pivotant autour d’un deuxième axe de pivotement réel ou virtuel (D2), ladite roue d’échappement (3) comportant une pluralité d’actionneurs (6) régulièrement espacés sur sa périphérie, et chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste (7) dudit mobile régulateur (5), caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte des premiers moyens d’arrêt magnétiques ou électrostatiques faisant barrière et agencés pour coopérer avec ladite première piste (7) qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, pour exercer sur ladite première piste (7) un couple de moment supérieur audit moment nominal, et encore caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte encore des deuxièmes moyens d’arrêt agencés pour constituer une butée de limitation de course, agencée pour constituer un mécanisme d’échappement autonome avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5).

2. Mécanisme d’échappement (1 ) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d’arrêt comportent une surface (61; 610; 62; 620) magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, faisant barrière, et agencée pour coopérer avec ladite première piste (7) qui est magnétisée, respectivement électrisée, ou ferromagnétique, ou respectivement conductrice électrostatique, de façon à créer entre ladite piste (7) et chaque dite surface (61; 610; 62; 620) dudit actionneur (6) un couple de moment supérieur audit moment nominal.

3. Mécanisme d’échappement (1 ) selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d’arrêt comportent, agencées pour coopérer avec ladite première piste (7), d’une part une première surface (61; 62) pour exercer un couple avec un premier moment inférieur à un deuxième moment d’un couple d’arrêt qu’exerce d’autre part une deuxième surface (610; 620) faisant barrière où règne un champ magnétique, respectivement électrostatique, d’intensité supérieure au champ magnétique, respectivement électrostatique, présent au niveau de ladite première surface (61; 62), et ladite deuxième surface (610; 620) étant agencée pour coopérer avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5) pour constituer avec elle un mécanisme d’échappement autonome.

4. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens d’arrêt comportent une butée mécanique (9) agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une première surface complémentaire de butée (10) que comporte ledit mobile régulateur (5) pour constituer avec elle un mécanisme d’échappement autonome.

5. Mécanisme d’échappement (1) selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte successivement, dans un sens unique d’entrée en coopération avec ladite première piste (7), une dite première surface (61; 62), une dite deuxième surface (610; 620), et une dite butée mécanique (9).

6. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est un échappement à repos sans contact.

7. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits actionneurs (6) sont identiques entre eux.

8. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première piste (7) est située sur un secteur d’un corps de révolution axé sur ledit deuxième axe de pivotement (D2) et est d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°.

9. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première surface complémentaire de butée (10) est portée par une couronne tronquée (50) qui est un secteur d’un corps de révolution axé sur ledit deuxième axe de pivotement (D2), et est d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°, de façon à minimiser l’échange d’énergie entre ledit résonateur (4) et ladite roue d’échappement (3), hormis au voisinage de la position d’équilibre dudit résonateur.

10. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite première piste (7) génère un premier champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque dite première surface (61) dudit actionneur (6), laquelle première surface (61) est magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle dudit premier champ magnétique, respectivement électrostatique.

11. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que chaque dit actionneur (6) comporte une première surface (61) magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec ladite première piste (7) qui est magnétisée, respectivement électrisée, de façon à attirer chaque dite première surface (61) dudit actionneur (6).

12. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite roue d’échappement (3) comporte encore d’autres dits actionneurs (6), comportant chacun au moins une deuxième surface (62; 620) magnétisée, respectivement électrisée, agencée pour coopérer avec une deuxième piste (8) dudit mobile régulateur (5), laquelle deuxième piste (8) est parallèle à ladite première piste (7), et perpendiculaire audit deuxième axe de pivotement (D2), et est un secteur annulaire axé sur ledit deuxième axe de pivotement (D2) et d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°et génère un deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique, qui tend à repousser chaque dite deuxième surface (62; 620) magnétisée, respectivement électrisée, selon une polarité opposée à celle dudit deuxième champ magnétique, respectivement électrostatique.

13. Mécanisme d’échappement (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite roue d’échappement (3) comporte au moins un disque supérieur (31) comportant lesdites premières surfaces (61; 610), et un disque inférieur (32) comportant lesdites deuxièmes surfaces (62; 620) situées au droit desdites premières surfaces (61; 610) et opposées à celles-ci, et en ce que ladite roue d’échappement (3) comporte des moyens de fermeture de champ magnétique, respectivement électrostatique, entre ledit disque supérieur (31) et ledit disque inférieur (32), en ce que ladite première piste (7) magnétisée, respectivement électrisée; est formée d’une succession de plots aimantés, respectivement électrisés, et en ce que ladite deuxième piste (8) magnétisée, respectivement électrisée, est formée d’une succession de plots aimantés, respectivement électrisés.

14. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dite butée mécanique (9) est encore agencée pour coopérer, en butée de limitation de course, avec au moins une deuxième surface complémentaire de butée (11) que comporte ledit mobile régulateur (5), et encore caractérisé en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (11) est portée par une surface de révolution axée sur ledit deuxième axe de pivotement (D2), et est d’amplitude angulaire strictement inférieure à 360°.

15. Mécanisme d’échappement (1) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (11) est reliée à ladite première surface complémentaire de butée (10) par au moins une surface de jonction (12) agencée pour constituer une rampe d’impulsion dudit résonateur (4) quand ladite surface de jonction (12) est en appui de butée sur un dit actionneur (6), agencée pour apporter de l’énergie audit résonateur au voisinage de sa position d’équilibre.

16. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite butée mécanique (9) comporte une rampe d’impulsion agencée pour apporter de l’énergie audit résonateur au voisinage de sa position d’équilibre.

17. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que ladite rampe d’impulsion n’apporte de l’énergie audit résonateur au voisinage de sa position d’équilibre que si ledit couple moteur imprimé à ladite roue d’échappement (3) est tel que ia répulsion, ou respectivement l’attraction, entre ladite première piste (7) et chaque dite première surface (61) dudit actionneur (6), est insuffisante pour éviter le contact entre ladite butée mécanique (9) et ledit mobile régulateur (5).

18. Mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque dite première surface (61) magnétisée, respectivement électrisée, comporte une section dégressive dans la direction radiale d’éloignement par rapport audit premier axe de pivotement (D1), de façon à ce que l’aire d’une surface de superposition (71) correspondant à la projection de ladite première surface (61) sur ladite première piste (7) soit variable pendant le pivotement relatif de ladite roue d’échappement (2) et dudit mobile régulateur (5).

19. Mécanisme d’échappement (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite roue d’échappement (3) apporte, de façon progressive, de l’énergie au système, et que ledit mobile régulateur (5) restitue de façon instantanée toute cette énergie accumulée sous forme d’une impulsion imprimée audit résonateur (4), ledit mécanisme d’échappement (1) constituant ainsi un mécanisme d’échappement à force constante.

20. Mécanisme d’échappement (1) selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu’il constitue un mécanisme d’échappement à cylindre, où ladite première surface complémentaire de butée (10) est la surface intérieure d’un secteur tubulaire cylindrique, et en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (11 ) est la surface extérieure dudit secteur tubulaire cylindrique.

21. Mécanisme d’échappement (1) selon la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce qu’il constitue un mécanisme d’échappement à chevilles, où ladite roue d’échappement (3) comporte une demi-cheville au niveau de chaque dit actionneur (6), et où ladite première surface complémentaire de butée (10) est la surface intérieure d’une première branche de compas, et en ce que ladite deuxième surface complémentaire de butée (11) est la surface extérieure d’un deuxième branche de compas, ladite surface intérieure de ladite première branche de compas et ladite surface extérieure de ladite deuxième branche de compas étant séparées par un espace de largeur supérieure au rayon de ladite demi-cheville.

22. Mécanisme d’échappement (1 ) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est dépourvu d’arrêtoir.

23. Mouvement d’horlogerie (100) comportant au moins un mécanisme d’échappement (1) selon l’une des revendications précédentes, et comportant des moyens moteurs d’entraînement (2) soumettant une dite roue d’échappement (3) à un couple de pivotement de sens unique autour d’un premier axe de pivotement (D1), caractérisé en ce que lesdits moyens moteurs d’entraînement (2) sont agencés pour délivrer un couple suffisant pour autoriser la superposition complète de chaque dite première surface (61) avec ladite première piste (7).

24. Mouvement d’horlogerie (100) selon la revendication 23 et comportant un dit mécanisme d’échappement (1) selon la revendication 22, caractérisé en ce que le couple maximal délivré par lesdits moyens moteurs d’entraînement (2) est limité à un niveau qui est insuffisant pour autoriser la superposition complète de chaque dite barrière (610) avec ladite première piste (7).

25. Pièce d’horlogerie comportant un mouvement (100) selon la revendication 23 ou 24.