CH712205A2 - Watchmaker mechanism with magnetic escapement. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un mécanisme régulateur (1) d’horlogerie à échappement magnétique comportant un moyen de stockage d’énergie (2) agencé pour délivrer de l’énergie sous forme d’un couple de sortie, au travers d’un rouage de transmission (3), à un mobile d’échappement magnétique (4) formant un mécanisme d’échappement magnétique (10) avec un mobile de résonateur (5) soumis au couple d’un moyen de rappel (6). Le mobile d’échappement magnétique (4) coopère avec ledit mobile de résonateur (5), soit directement, soit au travers d’un arrêtoir (7) magnétique, ledit mécanisme d’échappement magnétique (10) étant agencé pour fonctionner quand ledit mobile d’échappement magnétique (4) reçoit un couple supérieur ou égal à un couple d’entretien propre audit mécanisme d’échappement magnétique (10). Le rouage de transmission (3) comporte un moyen de régulation de couple (30) agencé pour délivrer audit mobile d’échappement magnétique (4) un couple constant compris entre 1.0 et 2.0 fois ledit couple d’entretien.The invention relates to a clock mechanism (1) with a magnetic escapement comprising energy storage means (2) arranged to deliver energy in the form of an output torque, through a gear train. transmission (3), to a magnetic escape wheel (4) forming a magnetic escape mechanism (10) with a resonator wheel (5) subjected to the torque of a return means (6). The magnetic escapement mobile (4) cooperates with said resonator mobile (5), either directly or through a magnetic retainer (7), said magnetic exhaust mechanism (10) being arranged to function when said mobile magnetic exhaust (4) receives a torque greater than or equal to a maintenance torque specific to said magnetic exhaust mechanism (10). The transmission train (3) comprises a torque control means (30) arranged to deliver to said magnetic escapement wheel (4) a constant torque between 1.0 and 2.0 times said maintenance torque.
Description
DescriptionDescription
Domaine de l’invention [0001] L’invention concerne un mécanisme régulateur d’horlogerie à échappement magnétique comportant un moyen de stockage d’énergie agencé pour délivrer de l’énergie sous forme d’un couple de sortie, au travers d’un rouage de transmission, à un mobile d’échappement magnétique formant un mécanisme d’échappement magnétique avec un mobile de résonateur soumis au couple d’un moyen de rappel, ledit mobile d’échappement magnétique coopérant avec ledit mobile de résonateur, soit directement, soit au travers d’un arrêtoir magnétique, ledit mécanisme d’échappement magnétique étant agencé pour fonctionner quand ledit mobile d’échappement magnétique reçoit un couple supérieur ou égal à un couple d’entretien propre audit mécanisme d’échappement magnétique.FIELD OF THE INVENTION [0001] The invention relates to a magnetic escapement clock control mechanism comprising energy storage means arranged to deliver energy in the form of an output torque, through a transmission train, a magnetic escapement mobile forming a magnetic exhaust mechanism with a resonator mobile subjected to the torque of a return means, said magnetic exhaust movable cooperating with said resonator mobile, either directly or through a magnetic retainer, said magnetic exhaust mechanism being arranged to function when said magnetic escapement mobile receives a torque greater than or equal to a maintenance torque specific to said magnetic exhaust mechanism.
[0002] L’ invention concerne encore un mouvement d’horlogerie comportant un tel mécanisme régulateur.The invention also relates to a watch movement comprising such a regulating mechanism.
[0003] L’invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement d’horlogerie.The invention further relates to a watch comprising such a watch movement.
[0004] L’invention concerne le domaine des mécanismes régulateurs d’horlogerie, et plus particulièrement des mécanismes d’échappement à effet de champ, sans contact ou à contact atténué, de type magnétique ou électrostatique.The invention relates to the field of watchmaking mechanisms, and more particularly to field effect escapement, without contact or attenuated contact, magnetic or electrostatic type.
Arrière-plan de l’invention [0005] Un mécanisme d’échappement à ancre suisse traditionnel possède un rendement de typiquement 35%, voire 40% au mieux. Dans un tel échappement, l’interaction entre la roue d’échappement et l’ancre, dans le cas usuel de dents en acier sur palettes en rubis, génère un frottement considérable, et péjore le rendement de l’échappement.BACKGROUND OF THE INVENTION [0005] A traditional Swiss anchor escape mechanism has a yield of typically 35% or even 40% at best. In such an escapement, the interaction between the escape wheel and the anchor, in the usual case of steel teeth on ruby pallets, generates considerable friction, and adversely affects the efficiency of the escapement.
[0006] Le document EP 13 199 427 au nom de SWATCH GROUP RESARCH & DEVELOPMENT Ltd, incorporé ici par référence, a proposé de remplacer cette interaction mécanique par des forces magnétiques à l’aide d’aimants en répulsion, ce qui a permis de grandement minimiser les pertes par frottements.[0006] EP 13 199 427 in the name of SWATCH GROUP RESARCH & DEVELOPMENT Ltd, incorporated herein by reference, proposed to replace this mechanical interaction with magnetic forces using repulsive magnets, which greatly minimized friction losses.
[0007] Toutefois, le rendement est intrinsèquement lié au niveau du couple fourni par le barillet, du fait de la conception de l’échappement à ancre magnétique. En effet, c’est un échappement à force constante, c’est-à-dire qu’il fournit théoriquement toujours la même énergie au résonateur. Une part variable d’énergie excédentaire est dissipée dans les rebonds de la roue d’échappement magnétique. Plus le couple d’entrée à la roue d’échappement est élevé, plus la puissance totale fournie par le barillet est élevée, ce qui fait rebondir la roue d’échappement magnétique plus longtemps. Ce phénomène a pour conséquence une diminution du rendement de l’échappement lorsque le couple à la roue d’échappement est élevé.However, the efficiency is intrinsically related to the level of torque provided by the barrel, due to the design of the magnetic anchor escapement. Indeed, it is an escapement with constant force, that is to say that it theoretically always provides the same energy to the resonator. A variable portion of excess energy is dissipated in the rebounds of the magnetic escape wheel. The higher the input torque to the escape wheel, the greater the total power delivered by the barrel, which makes the magnetic escapement wheel bounce longer. This phenomenon results in a decrease in the efficiency of the exhaust when the torque at the escape wheel is high.
[0008] A couple faible, la part des rebonds de la roue est faible. Le rendement de l’échappement est élevé, bien supérieur à celui d’un échappement à ancre suisse traditionnel.At low torque, the rebound share of the wheel is low. The efficiency of the exhaust is high, much higher than that of a traditional Swiss anchor escapement.
[0009] A couple élevé, la part des rebonds de la roue est élevée. Le rendement de l’échappement est moindre qu’à couple faible, et revient à un niveau comparable à celui d’un échappement à ancre suisse traditionnel. Résumé de l’invention [0010] L’invention se propose d’optimiser l’utilisation de l’énergie de la source d’énergie, notamment d’un barillet, en faisant travailler un mécanisme d’échappement magnétique au plus proche de la valeur du couple d’entretien minimal pour assurer le fonctionnement, et où le rendement est le plus élevé. Elle se propose, encore, de maintenir ce couple minimum constant le plus longtemps possible, à l’aide d’un mécanisme de régulation du couple entrant sur le mobile d’échappement, notamment en utilisant une transmission de type fusée-chaîne.[0009] At high torque, the part of the rebounds of the wheel is high. The efficiency of the exhaust is lower than low torque, and returns to a level comparable to that of a traditional Swiss lever escapement. SUMMARY OF THE INVENTION [0010] The invention proposes to optimize the use of the energy of the energy source, in particular of a barrel, by making a magnetic escape mechanism work as close as possible to the value of the minimum maintenance torque to ensure the operation, and where the efficiency is the highest. It is further proposed to maintain this constant minimum torque as long as possible, using a mechanism for regulating the torque entering the exhaust cell, in particular by using a rocket-chain type transmission.
[0011] Depuis Léonard de Vinci vers 1540, la fusée est connue pour régulariser la force motrice transmise au rouage, et pour remédier au problème de perte de couple d’un barillet traditionnel: elle est donc usuellement utilisée dans le domaine de couple le plus haut possible, pour compenser la perte de puissance par l’augmentation de couple.Since Leonardo da Vinci around 1540, the rocket is known to regulate the driving force transmitted to the wheel, and to overcome the problem of torque loss of a traditional barrel: it is usually used in the field of torque the most high possible, to compensate for the loss of power by increasing torque.
[0012] L’ invention ne retient, de l’utilisation usuelle d’une fusée-chaîne, que sa capacité à délivrer un couple sensiblement constant. Le mécanisme de régulation du couple se conjugue, avantageusement, avec une transmission démultiplicatrice, pour abaisser le niveau de couple en provenance de la source d’énergie, de façon à ce que, en début de désarmage, le niveau du couple fourni au mobile d’échappement soit égal ou légèrement supérieur à la valeur du couple d’entretien de l’échappement magnétique. Bien sûr, du fait de la régulation du couple, en fin de désarmage de la source d’énergie, le niveau du couple fourni au mobile d’échappement est resté le même.The invention retains, the usual use of a rocket chain, that its ability to deliver a substantially constant torque. The torque control mechanism is advantageously combined with a reduction transmission to lower the torque level from the energy source, so that, at the beginning of disarming, the level of the torque supplied to the mobile phone can be reduced. exhaust is equal to or slightly greater than the value of the maintenance torque of the magnetic exhaust. Of course, because of the torque regulation, at the end of the disarming of the energy source, the level of the torque supplied to the mobile escapement remained the same.
[0013] A cet effet, l’invention concerne un mécanisme régulateur d’horlogerie selon la revendication 1.For this purpose, the invention relates to a clock control mechanism according to claim 1.
[0014] L’ invention concerne encore un mouvement d’horlogerie comportant un tel mécanisme régulateur.The invention also relates to a watch movement comprising such a regulating mechanism.
[0015] L’invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement.The invention also relates to a watch comprising such a movement.
Description sommaire des dessins [0016] 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: la fig. 1 représente, de façon schématisée, et en perspective, un mécanisme régulateur d’horlogerie avec mé canisme d’échappement à ancre magnétique optimisé selon l’invention par l’implantation d’une transmission à fusée-chaîne; les fig. 2 et 3 sont des graphiques illustrant la diminution du rendement d’un échappement magnétique lorsque le couple est élevé: la fig. 2 montre les canaux de pertes absolus dans un échappement magnétique traditionnel, où seules les pertes dues aux rebonds de la roue d’échappement magnétique varient lorsque le couple varie, et la fig. 3 montre les canaux de pertes relatifs dans un échappement magnétique traditionnel: le rendement de l’échappement est faible lorsque le couple est élevé, et il est élevé lorsque le couple est faible; la fig. 4 est un graphique illustrant la constance du rendement dans le temps pour un mécanisme régulateur selon l’invention; la fig. 5 représente, de façon schématisée et en plan, un exemple non limitatif de mécanisme d’échappement magnétique intégré dans un tel mécanisme régulateur selon l’invention; la fig. 6 représente, de façon schématisée et en plan, un exemple non limitatif de rouage selon l’invention; la fig. 7 est un schéma-blocs représentant une montre comportant un mouvement équipé d’un tel mécanisme d’échappement à ancre magnétique optimisé; la fig. 8 représente, de façon schématisée, et en perspective, une telle montre.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS [0016] Other features and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a diagrammatic perspective view of a timepiece control mechanism with an optimized magnetic anchor escapement mechanism according to the invention by the implementation of a rocket-chain transmission; figs. 2 and 3 are graphs illustrating the decrease of the efficiency of a magnetic escapement when the torque is high: FIG. 2 shows the channels of absolute losses in a traditional magnetic escapement, where only the losses due to the rebounds of the magnetic escapement wheel vary as the torque varies, and FIG. 3 shows the relative loss channels in a traditional magnetic escapement: the exhaust efficiency is low when the torque is high, and it is high when the torque is low; fig. 4 is a graph illustrating the constancy of the yield over time for a regulating mechanism according to the invention; fig. 5 is a diagrammatic plan view of a non-limiting example of a magnetic exhaust mechanism integrated in such a regulating mechanism according to the invention; fig. 6 shows, schematically and in plan, a non-limiting example of gear train according to the invention; fig. 7 is a block diagram showing a watch having a movement equipped with such an optimized magnetic anchor escapement mechanism; fig. 8 shows, schematically, and in perspective, such a watch.
Description détaillée des modes de réalisation préférés [0017] L’invention concerne le domaine des mécanismes régulateurs d’horlogerie, et plus particulièrement des mécanismes d’échappement à effet de champ, sans contact ou à contact atténué, de type magnétique ou électrostatique.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0017] The invention relates to the field of watchmaking time control mechanisms, and more particularly to non-contact or attenuated contact field effect escape mechanisms, of the magnetic or electrostatic type.
[0018] Les fig. 2 et 3 sont des graphiques illustrant la diminution du rendement d’un échappement magnétique lors de l’élévation du couple appliqué au mobile d’échappement, en général une roue d’échappement.Figs. 2 and 3 are graphs illustrating the decrease in the efficiency of a magnetic escapement when raising the torque applied to the escapement wheel, generally an escape wheel.
[0019] La fig. 2 montre, en ordonnée les pertes, et en abscisse le couple appliqué au mobile d’échappement. Elle illustre les canaux de pertes absolus dans un échappement magnétique traditionnel, où seules les pertes pR dues aux rebonds du mobile d’échappement, notamment une roue d’échappement magnétique, varient lorsque le couple varie. Ces rebonds consomment une énergie excédentaire inutilisable, dissipée dans l’air et dans les pivots. La courbe supérieure PTF illustre la puissance totale fournie, qui est le cumul de la puissance dissipée par le résonateur PDR qui est à un niveau constant, ce qui est l’avantage d’un échappement magnétique ou électrostatique, des pertes par chocs et frottements pCF (qui sont conséquentes quand le mécanisme d’échappement comporte un arrêtoir tel qu’une ancre ou similaire), et les pertes par rebond pR, qui représentent la consommation d’énergie excédentaire, qui est inefficace.FIG. 2 shows, in ordinate the losses, and in abscissa the torque applied to the mobile of exhaust. It illustrates the channels of absolute losses in a traditional magnetic escapement, where only the losses pR due to the rebounds of the mobile of escape, in particular a magnetic escape wheel, vary when the torque varies. These rebounds consume unusable excess energy, dissipated in the air and in the pivots. The upper curve PTF illustrates the total power supplied, which is the sum of the power dissipated by the PDR resonator which is at a constant level, which is the advantage of a magnetic or electrostatic exhaust, losses by pCF shocks and friction (which are consistent when the escapement mechanism includes a stopper such as an anchor or the like), and rebound losses pR, which represent the excess energy consumption, which is inefficient.
[0020] Le niveau de couple appliqué au mobile d’échappement, nécessaire au fonctionnement du système, est le couple d’entretien CE, auquel les pertes par rebond sont minimales ou nulles; le niveau de couple maximal CMAX dépend de la source d’énergie et du rouage qui transmet l’énergie au mobile d’échappement.The torque level applied to the mobile exhaust, necessary for the operation of the system, is the EC maintenance torque, which rebound losses are minimal or zero; the maximum torque level CMAX depends on the power source and the gear train that transmits the energy to the mobile escape.
[0021] La fig. 3 montre, en ordonnée le rendement p, et en abscisse le couple appliqué au mobile d’échappement. Elle illustre les canaux de pertes relatifs dans le même échappement magnétique traditionnel: le rendement de l’échappement est faible à un niveau pMIN lorsque le couple est élevé à la valeur CMAX, et il est élevé à un niveau pMAX lorsque le couple est à la valeur CE.FIG. 3 shows, on the ordinate, the yield p, and on the abscissa the torque applied to the escapement mobile. It illustrates the relative loss channels in the same traditional magnetic exhaust: the exhaust efficiency is low at a level pMIN when the torque is high at the CMAX value, and it is raised to a pMAX level when the torque is at the CE value.
[0022] L’invention se propose donc de contrôler les pertes, et d’éviter le gaspillage énergétique, en limitant les rebonds ou en les annulant complètement. A cet effet, il s’agit de soumettre le mobile d’échappement à un couple constant, de valeur au moins égale au couple d’entretien CE, La fig. 4 montre alors la constance dans le temps du rendement p à la valeur pMAX.The invention therefore proposes to control losses, and avoid energy waste, limiting bounces or canceling them completely. For this purpose, it is a question of subjecting the escape wheel to a constant torque, of value at least equal to the maintenance torque CE, FIG. 4 then shows the time constancy of the p performance at the pMAX value.
[0023] L’invention est ici décrite dans un mode particulier, non limitatif, qui est celui d’un échappement magnétique. Elle peut être mise en oeuvre dans un mode électrostatique, en se référant au document EP13199427 cité plus haut.The invention is here described in a particular, non-limiting mode, which is that of a magnetic escapement. It can be implemented in an electrostatic mode, with reference to the document EP13199427 cited above.
[0024] Elle est aussi illustrée dans une variante particulière, non limitative, d’un échappement magnétique comportant un arrêtoir, décrit dans le même document.It is also illustrated in a particular variant, not limited to a magnetic escapement comprising a stopper, described in the same document.
[0025] L’ invention peut tout aussi bien être mise en oeuvre dans une variante sans arrêtoir, avec une interaction directe entre un mobile d’échappement et un balancier ou similaire, décrite notamment dans le document EP 14 186 261.5 au nom de Nivarox-FAR SA, incorporé ici par référence.The invention can equally well be implemented in a variant without stop, with a direct interaction between an escapement mobile and a balance or the like, described in particular in the document EP 14 186 261.5 in the name of Nivarox- FAR SA, incorporated herein by reference.
[0026] La fig. 1 montre un exemple non limitatif de construction d’un mécanisme régulateur 1 d’horlogerie comportant un mécanisme d’échappement à ancre magnétique 10, optimisé selon l’invention. L’invention combine les avantages d’un échappement à effet de champ, notamment d’un échappement à ancre magnétique dans la variante illustrée par les figures, qui est un mécanisme à force constante en ce qui concerne le mobile de résonateur, typiquement un balancier,Fig. 3 1 shows a non-limiting example of construction of a watch mechanism 1 with a magnetic anchor escapement mechanism 10, optimized according to the invention. The invention combines the advantages of a field effect escapement, in particular a magnetic anchor escapement in the variant illustrated by the figures, which is a constant-force mechanism with regard to the resonator mobile, typically a pendulum ,
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- 2016-03-11 CH CH00318/16A patent/CH712205A2/en not_active Application Discontinuation
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