CH712463A2

CH712463A2 - Mouvement d'horlogerie mécanique, avec régulateur et mécanisme d'échappement, à débit d'énergie doublement contrôlé.

Info

Publication number: CH712463A2
Application number: CH01423/16A
Authority: CH
Inventors: Conus Thierry; Di Domenico Gianni; Favre Jérôme; Hinaux Baptiste; Léchot Dominique
Original assignee: Swatch Group Res & Dev Ltd
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-10-25
Publication date: 2017-10-31
Also published as: CH712463B1; CH712205A2

Abstract

Mécanisme régulateur (1) d’horlogerie à force constante 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 (4) formant un mécanisme d’échappement (10) avec un mobile de résonateur (5) soumis au couple d’un moyen de rappel (6), ce mobile d’échappement (4) coopérant avec le mobile de résonateur (5), soit directement, soit au travers d’un arrêtoir (7), le mécanisme d’échappement (10) étant agencé pour fonctionner quand le mobile d’échappement (4) reçoit un couple supérieur ou égal à un couple d’entretien propre au mécanisme d’échappement (10), et le rouage de transmission (3) comporte un moyen de régulation de couple (30) agencé pour délivrer au mobile d’échappement (4) un couple constant.

Description

Domaine de l’invention [0001] L’invention concerne un mouvement d’horlogerie comportant un mécanisme régulateur qui comporte un mécanisme résonateur et un mécanisme d’échappement, ledit mouvement comportant au moins un moyen de stockage d’énergie ou/et un barillet 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 que comporte ledit mécanisme d’échappement, et ledit mécanisme résonateur comportant un mobile de résonateur, soumis au couple d’au moins un moyen de rappel élastique, et qui est agencé pour coopérer avec ledit mobile d’échappement, soit directement, soit au travers d’un arrêtoir.

[0002] L’invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement d’horlogerie.

[0003] L’invention concerne le domaine des mécanismes régulateurs d’horlogerie, et plus particulièrement des mécanismes d’échappement à force constante.

Arrière-plan de l’invention [0004] Un mouvement d’horlogerie mécanique est classiquement un compromis accordant au mieux un producteur d’énergie, qui n’est pas toujours isochrone, et un consommateur d’énergie, qui est un facteur de déperdition non négligeable.

[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.

[0006] Le document EP 13 199 427 au nom de SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT Ltd remplace cette interaction mécanique par des forces magnétiques à l’aide d’aimants en répulsion, ce qui minimise grandement les pertes par frottements.

[0007] Toutefois, le rendement est intrinsèquement lié au niveau du couple fourni par le producteur d’énergie, en général un barillet, du fait de la conception de l’échappement à ancre. 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 tes rebonds de la roue d’échappement. 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 plus longtemps. Ce phénomène a pour conséquence une diminution du rendement de l’échappement lorsque le couple à la roue d’échappement est élevé.

[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.

[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.

[0010] Pour réguler au mieux le mouvement, il est avantageux de fournir un niveau d’énergie constant au mobile d’échappement, et aussi de fournir un niveau d’énergie constant au mobile du résonateur. Résumé de l’invention [0011] L’invention se propose de s’affranchir des variations de couple dues au rouage, et par conséquent de bénéficier d’une amplitude constante, tout en minimisant la perte d’énergie par écrêtage. Tout en garantissant la fourniture d’un niveau d’énergie constant au mobile d’échappement, et aussi au mobile du résonateur, et donc en optimisant respectivement le rendement et l’isochronisme, la réserve de marche du mouvement s’en trouve logiquement augmentée.

[0012] A cet effet, l’invention concerne un mécanisme régulateur d’horlogerie selon la revendication 1.

[0013] L’invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement.

Description sommaire des dessins [0014] 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 est un graphique représentant la variation, en fonction du temps, du couple fourni au cours du temps à un échappement à force constante par un barillet et un rouage traditionnels: la fig. 2 est un schéma-blocs illustrant symboliquement la coopération d’un système fournissant un couple constant, d’un rouage, d’un échappement à force constante, et d’un résonateur; la fig. 3 est un graphique similaire à la fig. 1, représentant, dans le cas de l’invention, la variation, en fonction du temps, du couple fourni à un échappement à force constante par un système à force constante et un rouage traditionnels; la fig. 4 représente, de façon schématisée et en plan, un exemple non limitatif de système à force constante, avec une fusée-chaîne; la fig. 5 représente, de façon schématisée et en perspective, un autre exemple non limitatif de système à force constante, avec une fusée-chaîne; la fig. 6 représente, de façon schématisée et en plan, un exemple non limitatif de rouage selon l’invention, analogue à celui de la fig. 5, et où un rouage démultiplicateur est interposé entre un barillet et un tambour porteur de la chaîne; la fig. 7 illustre un mécanisme d’échappement comportant une ancre en deux parties, articulées avec une lame bis-table agencée pour accumulation l’énergie et la restituer de façon instantanée; la fig. 8 est un schéma-blocs représentant une montre comportant un mouvement selon l’invention, dépourvu d’arrêtoir entre le mobile d’échappement et le mobile de résonateur; la fig. 9 est un schéma-blocs représentant une montre comportant un mouvement selon l’invention, comportant un arrêtoir entre le mobile d’échappement et le mobile de résonateur.

Description détaillée des modes de réalisation préférés [0015] Pour optimiser à la fois l’isochronisme et la réserve de marche d’un mouvement d’horlogerie mécanique, l’invention combine une transmission à force constante, par exemple mais non limitativement de type fusée-chaîne, avec tout dispositif régulateur à force constante, par exemple mais non limitativement un mécanisme d’échappement bistable ou un remontoir d’égalité.

[0016] L’invention optimise ainsi l’utilisation de l’énergie de la source d’énergie, notamment d’un barillet, en faisant travailler un mécanisme d’échappement à force constante 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 à force constante, notamment en utilisant une transmission de type fusée-chaîne.

[0017] Il est utile de rappeler que le concept «force constante» désigne, selon le cas d’emploi, deux choses différentes: - d’une part en début de rouage, comme un dispositif fusée-chaîne, - d’autre part en fin de rouage, comme une ancre bistable ou un remontoir d’égalité.

[0018] Il est connu que le couple fourni par un barillet traditionnel à n’importe quel échappement n’est pas constant, il diminue au cours du temps. De plus, le rouage de transmission ajoute des variations rapides qui peuvent être importantes.

[0019] Un échappement à force constante reçoit donc un couple qui varie au cours du temps, tel qu’illustré sur la fig. 1, qui montre la décroissance du couple fourni à un échappement à force constante par un barillet et un rouage traditionnels. A cause des imperfections du rouage, le couple varie entre deux courbes enveloppes Cr min et Cr max. La zone hachurée représente l’énergie El perdue dans l’échappement par des chocs ou des frottements. Le système s’arrête lorsque le couple est inférieur à Cstopl, ce qui limite la réserve de marche à t1, alors qu’elle serait de t2 si le rouage était parfait, c’est-à-dire s’il ne créait pas de variations de couple fourni à l’échappement. L’énergie excédentaire est dissipée dans des chocs ou des frottements.

[0020] L’invention combine une transmission à force constante, de type fusée-chaîne ou similaire, avec tout dispositif régulateur à force constante, selon la fig. 2, qui montre la coopération d’un système fournissant un couple constant à partir d’une source d’énergie 2, d’un rouage 3, d’un mécanisme d’échappement 10 à force constante, et d’un résonateur 1.

[0021] Le fait de combiner, en amont un système fournissant un couple constant, et en aval un mécanisme d’échappement à force constante peut, prima facie, paraître redondant.

[0022] Toutefois il n’en est rien, car cette combinaison résout plusieurs problèmes de l’art antérieur, en particulier le problème récurrent des variations de couple dues aux rouages, qui ont la propriété d’arrêter le mouvement trop tôt, tout en minimisant l’énergie perdue par écrêtage.

[0023] Un échappement à force constante reçoit alors un couple constant au cours du temps, tel qu’illustré sur la fig. 3, qui représente le couple fourni à un échappement à force constante par un système à force constante, de type fusée-chaine ou similaire, et un rouage traditionnel, selon l’invention. A cause des imperfections du rouage, le couple varie de manière aléatoire entre les courbes enveloppes Cr min et Cr max, qui sont cette fois sensiblement des droites horizontales, et non plus des courbes décroissantes. La zone hachurée représente l’énergie E2 perdue dans l’échappement par des chocs ou des frottements. Le système s’arrête lorsque le couple est inférieur à Cstop2, après une réserve de marche t. Si la différence «a» entre le couple Cr min et Cstop2 est minimisée, l’énergie perdue dans les chocs E2 peut être significativement plus faible que la valeur E1 de l’art antérieur illustré par la fig. 2. L’énergie du barillet est mieux utilisée et la réserve de marche est augmentée.

[0024] Différentes réalisations sont possibles, avec n’importe quelle combinaison d’un système fournissant un couple constant avec n’importe quel échappement à force constante.

[0025] Plus particulièrement, un système fusée-chaîne tel qu’illustré par la fig. 4, selon les enseignements du brevet EP2735919 au nom de MONTRES BREGUET, fournit un couple constant. La chaîne peut être remplacée par une courroie, ou autre.

[0026] La fig. 5 Illustre aussi un système fusée-chaîne selon les enseignements de la demande de brevet EP 16 159 798.8 au nom de THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT LTD.

[0027] La fig. 6 montre une variante avec l’interposition d’un rouage démultiplicateur 31 entre le barillet 20 et le rouage, avec un tambour 21 portant la chaîne 9.

[0028] Plus particulièrement, un système d’échappement à force constante peut comporter une ancre bistable, restituant toujours la même quantité d’énergie, tel que visible sur la fig. 7 correspondant à la demande de brevet EP 2 706 416 A1 au nom de NIVAROX-FAR SA.

[0029] Plus particulièrement, et tel que visible sur tes figures, (Invention concerne un mouvement 200 d’horlogerie comportant un mécanisme régulateur 100 qui comporte au moins un mécanisme résonateur 1 et un mécanisme d’échappement 10. L’invention est illustrée dans le cas non limitatif d’un seul résonateur et d’un seul mécanisme d’échappement.

[0030] Ce mouvement 200 comporte au moins un moyen de stockage d’énergie 2, ou/et un barillet 20, qui est 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 4 que comporte ce mécanisme d’échappement 10.

[0031] Le mécanisme résonateur 1 comporte un mobile de résonateur 5, soumis au couple d’au moins un moyen de rappel élastique 8, et qui est agencé pour coopérer avec le mobile d’échappement 4, soit directement, soit au travers d’un arrêtoir 7, notamment une ancre.

[0032] Le mobile de résonateur 5 et le moyen de rappel 6 sont ici illustrés, non limitativement, respectivement sous la forme d’un balancier et d’un spiral.

[0033] Selon l’invention, le mécanisme régulateur 100 est un mécanisme à force constante, et le mécanisme d’échappement 10 est un mécanisme d’échappement à force constante, qui est agencé pour fonctionner quand le mobile d’échappement 4 reçoit un couple supérieur ou égal à un couple d’entretien propre au mécanisme d’échappement 10 à force constante.

[0034] Le mécanisme d’échappement 10 comporte à cet effet des moyens intermédiaires 50 mécaniques d’accumulation et de restitution d’énergie, pour la transmission au mobile de résonateur 5 d’impulsions à quantité d’énergie constante.

[0035] Et le rouage de transmission 3 comporte un moyen de régulation de couple 30, qui est agencé pour délivrer au mobile d’échappement 4 un couple constant.

[0036] Ce couple constant est de préférence compris entre 1.0 et 2.0 fois te couple d’entretien, plus particulièrement entre 1.0 et 1.5 fois le couple d’entretien, plus particulièrement encore entre 1.0 et 1.2 fois le couple d’entretien, et le plus près possible de ce couple d’entretien, en fonction des complications consommatrices de couple, et de la structure du rouage de finissage. Ce couple correspond à l’auto-démarrage et à l’annulation des rebonds.

[0037] Dans une réalisation particulière illustrée par les fig. 4 à 6, le moyen de régulation de couple 30 comporte une fusée 8 à section continûment variable dont se déroule une chaîne 9 enroulée par un tambour 21 entraîné par le moyen de stockage d’énergie 2 ou/et un barillet 20.

[0038] Dans une réalisation particulière, les moyens intermédiaires 50 d’accumulation et de restitution d’énergie, ou bien comportent au moins une lame flexible bistable qui est agencée pour accumuler de l’énergie jusqu’à un niveau constant, aux limites de l’instabilité, et la retransmettre instantanément et dans son intégralité avant de recommencer à accumuler de l’énergie, ou bien comportent au moins un moyen de rappel élastique intermédiaire, tel qu’un ressort secondaire, ou une détente, qui est réarmé périodiquement par un moyen de stockage d’énergie 2 ou/et un barillet 20.

[0039] Notamment dans la variante de la fig. 7, ces moyens intermédiaires 50 d’accumulation et de restitution d’énergie comportent au moins une lame flexible bistable 55, qui est agencée pour accumuler de l’énergie jusqu’à un niveau constant, aux limites de l’instabilité, et la retransmettre instantanément et dans son intégralité avant de recommencer à accumuler de l’énergie. Plus particulièrement, le mécanisme régulateur 100 comporte un arrêtoir 7, qui comporte au moins une telle lame flexible bistable 55.

[0040] Dans une autre variante, les moyens intermédiaires 50 d’accumulation et de restitution d’énergie comportent au moins un moyen de rappel élastique intermédiaire, qui est réarmé périodiquement par un moyen de stockage d’énergie 2 ou/et un barillet 20.

Claims

[0041] Dans une autre variante, les moyens intermédiaires 50 d’accumulation et de restitution d’énergie comportent au moins un premier mobile engrenant directement ou indirectement avec un tel moyen de stockage d’énergie 2 ou/et un barillet 20, et un deuxième mobile engrenant directement ou indirectement avec le mécanisme régulateur 100, le deuxième mobile étant libre en pivotement par rapport au premier mobile vers lequel un moyen de rappel élastique intermédiaire le ramène vers une position de butée et d’entraînement. Plus particulièrement, le mécanisme régulateur 100 comporte un arrêtoir 7, et un moyen de rappel élastique intermédiaire, générant la force constante, est monté sur cet arrêtoir 7. [0042] Dans une autre variante, le mécanisme régulateur 100 comporte un remontoir d’égalité de régulation du couple transmis vers le mécanisme d’échappement 10, comportant un tel moyen de rappel élastique intermédiaire, qui est monté sur l’axe du mobile d’échappement 4. [0043] Dans une autre variante, le rouage de transmission 3 comporte un rouage démultiplicateur, qui est agencé pour transformer le couple de sortie en un couple intermédiaire, inférieur au couple de sortie, à l’entrée du moyen de régulation de couple 30. [0044] Plus particulièrement, le moyen de stockage d’énergie 2 comporte au moins un barillet 20. L’invention utilise alors de façon optimale la totalité d’énergie du barillet, lequel ne tourne plus à vitesse constante, puisque sa vitesse tangentielle instantanée dépend du rayon d’enroulement instantané de la chaîne 9 sur la fusée 8. [0045] Dans une application particulière, le mécanisme d’échappement 10 est un mécanisme à force constante tel que décrit dans la demande de brevet EP 2 977 830 au nom de Nivarox-FAR SA. [0046] Dans une application particulière, le mécanisme d’échappement 10 est un mécanisme à détente à force constante, plus particulièrement tel que décrit dans la demande de brevet EP 15 188 481.8-1503 au nom de Montres Breguet SA. [0047] Dans une application particulière, le mécanisme d’échappement 10 est un mécanisme à remontoir d’égalité. [0048] Dans une autre application particulière, te mécanisme d’échappement 10 est un mécanisme à échappement bis-table. [0049] Plus particulièrement, ce mécanisme d’échappement 10bistable comporte une ancre flexible bistable, par exemple selon les enseignements du brevet EP 2 706 416 B1 au nom de The Swatch Group Research & Development Ltd. [0050] L’invention concerne encore une montre 1000 comportant un tel mouvement d’horlogerie 200. [0051] Les fig. 8 et 9 schématisent l’agencement global, respectivement dans une variante sans arrêtoir, et dans une variante avec arrêtoir. [0052] En somme, l’invention permet d’obtenir un mouvement d’horlogerie mécanique, avec régulateur et mécanisme d’échappement, à débit d’énergie doublement contrôlé. La valeur élevée du rendement, devenu constant, permet d’augmenter la réserve de marche de plus de 50% par rapport à une configuration à ancre suisse traditionnelle, pour un barillet, un résonateur et une puissance réglante donnés. [0053] Pour l’utilisateur, cela signifie que la montre peut rester plus longtemps sans être remontée ou réarmée. [0054] L’invention allie l’isochronisme et la régularité de marche propres au mécanisme d’échappement à force constante, avec une notable économie d’énergie. Revendications

1. Mouvement (200) d’horlogerie comportant un mécanisme régulateur (100) qui comporte un mécanisme résonateur (1) et un mécanisme d’échappement (10), ledit mouvement (200) comportant au moins un moyen de stockage d’énergie (2) ou/et un barillet (20) 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 (4) que comporte ledit mécanisme d’échappement (10), et ledit mécanisme résonateur (1 ) comportant un mobile de résonateur (5), soumis au couple d’au moins un moyen de rappel élastique (6), et qui est agencé pour coopérer avec ledit mobile d’échappement (4), soit directement, soit au travers d’un arrêtoir (7), caractérisé en ce que ledit mécanisme régulateur (100) est un mécanisme à force constante, en ce que ledit mécanisme d’échappement (10) est un mécanisme d’échappement à force constante qui est agencé pour fonctionner quand ledit mobile d’échappement (4) reçoit un couple supérieur ou égal à un couple d’entretien propre audit mécanisme d’échappement (10) à force constante, et comporte à cet effet des moyens intermédiaires (50) mécaniques d’accumulation et de restitution d’énergie pour la transmission audit mobile de résonateur (5) d’impulsions à quantité d’énergie constante, et caractérisé en ce que ledit rouage de transmission (3) comporte un moyen de régulation de couple (30) agencé pour délivrer audit mobile d’échappement (4) un couple constant.
2. Mouvement (200) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen de régulation de couple (30) est agencé pour délivrer audit mobile d’échappement (4) un couple constant compris entre 1.0 et 2.0 fois ledit couple d’entretien.
3. Mouvement (200) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit moyen de régulation de couple (30) comporte une fusée (8) à section continûment variable dont se déroule une chaîne (9) enroulée par un tambour (21) entraîné par ledit moyen de stockage d’énergie (2) ou/et un dit barillet (20).
4. Mouvement (200) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits moyens intermédiaires (50) d’accumulation et de restitution d’énergie, ou bien comportent au moins une lame flexible bistable (55) agencée pour accumuler de l’énergie jusqu’à un niveau constant, aux limites de l’instabilité, et la retransmettre instantanément et dans son intégralité avant de recommencer à accumuler de l’énergie, ou bien comportent au moins un moyen de rappel élastique intermédiaire réarmé périodiquement par un dit moyen de stockage d’énergie (2) ou/et un dit barillet (20).
5. Mouvement (200) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens intermédiaires (50) d’accumulation et de restitution d’énergie comportent au moins une lame flexible bistable (55) agencée pour accumuler de l’énergie jusqu’à un niveau constant, aux limites de l’instabilité, et la retransmettre instantanément et dans son intégralité avant de recommencer à accumuler de l’énergie.
6. Mouvement (200) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit mécanisme régulateur (100) comporte un dit arrêtoir (7) qui comporte au moins une lame flexible bistable (55) agencée pour accumuler de. l’énergie jusqu’à un niveau constant, aux limites de l’instabilité, et la retransmettre instantanément et dans son intégralité avant de recommencer à accumuler de l’énergie.
7. Mouvement (200) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits moyens intermédiaires (50) d’accumulation et de restitution d’énergie comportent au moins un moyen de rappel élastique intermédiaire réarmé périodiquement par un dit moyen de stockage d’énergie (2) ou/et un dit barillet (20).
8. Mouvement (200) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens intermédiaires (50) d’accumulation et de restitution d’énergie comportent au moins un premier mobile (51) engrenant directement ou indirectement avec un dit moyen de stockage d’énergie (2) ou/et un dit barillet (20), et un deuxième mobile (52) engrenant directement ou indirectement avec ledit mécanisme régulateur (100), ledit deuxième mobile (52) étant libre en pivotement par rapport audit premier mobile (51) vers lequel un moyen de rappel élastique intermédiaire (53) le ramène vers une position de butée et d’entraînement.
9. Mouvement (200) selon ta revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que mécanisme régulateur (100) comporte un dit arrêtoir (7), et en ce qu’un dit moyen de rappel élastique intermédiaire générant ladite force constante est monté sur ledit arrêtoir (7).
10. Mouvement (200) selon l’une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que mécanisme régulateur (100) comporte un remontoir d’égalité de régulation du couple transmis vers ledit mécanisme d’échappement (10), comportant un dit moyen de rappel élastique intermédiaire monté sur l’axe dudit mobile d’échappement (4).
11. Mouvement (200) selon l’une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ledit rouage de transmission (3) comporte un rouage démultiplicateur agencé pour transformer ledit couple de sortie en un couple intermédiaire inférieur audit couple de sortie, à l’entrée dudit moyen de régulation de couple (30).
12. Montre (1000) comportant un mouvement (200) d’horlogerie selon l’une des revendications 1 à 11.