EP1801668A1 - Dispositif anti-galop pour échappement d'horlogerie - Google Patents

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EP1801668A1
EP1801668A1 EP05112521A EP05112521A EP1801668A1 EP 1801668 A1 EP1801668 A1 EP 1801668A1 EP 05112521 A EP05112521 A EP 05112521A EP 05112521 A EP05112521 A EP 05112521A EP 1801668 A1 EP1801668 A1 EP 1801668A1
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balance
rotation
antigalop
pinion
beyond
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Alain Zaugg
Thierry Conus
Andréas Cabezas Jurin
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Montres Breguet SA
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    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/20—Compensation of mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/26—Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of the impulses

Definitions

  • the present invention relates to an antigalop device for a timepiece escapement essentially comprising a balance spring, this device to prevent the angular extension of said balance beyond a normal angle of rotation.
  • This device is implemented on an escapement comprising inter alia a spiral composed of several turns and a rocker provided with at least one arm, this rocker being pivotally mounted between a plate and a bridge.
  • the device comprises a finger fixed on the balance arm, two columns between which can pass the finger when the pendulum is in motion, these columns being integral with the balance bridge, and a locking arm attached to the outer turn of the balance spring.
  • the locking arm is capable of interposing between these columns and this finger to prevent the rotation of the balance beyond an angle exceeding its normal operating angle.
  • This device is implemented in so-called expansion escapements that are suitable for large timepieces such as marine chronometers. These parts are appreciated for their great precision, which is why it is very often called a relaxation exhaust itself renowned for its high accuracy.
  • This exhaust has an important defect, namely its sensitivity to shocks. Because of this, it is considered not to be well suited to wristwatches. Indeed a shock applied to the timepiece can cause the pendulum to rotate beyond a normal operating angle. It then occurs, at least for a direction of rotation of the balance, a gallop because two clearances and two pulses occur during the same alternation.
  • the solution proposed by Alois Irk described above could be applied to a wristwatch but seems to immediately have at least two disadvantages.
  • the first drawback appears to be the use of a locking arm attached to an elastic element, in this case the outer coil of the spiral. It is a non-mechanical solution, prone to all kinds of hazards related to the elasticity of the hairspring that can deform unexpectedly, and precisely following a shock applied to the watch.
  • the second disadvantage lies in the fact that the Irk system operates only in a direction of rotation of the balance, the direction of the largest expansion of the spiral. In the other direction, the direction of the contraction of the hairspring, the exhaust can also gallop and the Irk system remains ineffective.
  • the present invention besides it obeys the generic definition in the first paragraph of this description, is remarkable in that the shaft which is equipped with the balance is provided with a gear meshing with means preventing said balance to rotate beyond a normal angle of rotation, regardless of the direction of rotation.
  • the attached figures show two embodiments of the antigalop device according to the invention.
  • This device is intended for a clock escapement, more particularly, but not exclusively for a detent escapement, of which only the elements necessary for the understanding of the invention are represented in the figures, namely essentially a spiral balance 1.
  • the device antigalop aims to prevent the angular extension of the balance beyond a normal angle of operation or rotation.
  • the expansion escapement is taken here as an example to which the antigalop device can be applied.
  • This exhaust further includes the following elements: shown in the drawings, but clearly visible in the document EP-A 1,538,491 mentioned above, namely: an escape wheel provided with generally pointed teeth which rest in turn on a pallet of rest, a toggle blocker, this blocker carrying at its first end said pallet rest and its second end a first actuating finger capable of being actuated by a second actuating finger carried by a plate integral with the balance, this plate also carrying a pulse pallet adapted to receive pulses from the teeth of the wheel 'exhaust.
  • the pallet rest is released from the tooth of the escape wheel and another tooth of the same wheel, acting on the pulse pallet, gives a pulse to the balance.
  • the second actuating finger is arranged so as to actuate the first finger of the blocker only in a direction of rotation of the balance, that is to say at the first oscillation alternation following what is the impulse?
  • the rocker rotates in the other direction, that is to say during the second alternation of the oscillation, the first finger of the blocker is not actuated because the second finger carried by the plate is arranged for s' then hide from what no impulse occurs.
  • the first finger of the blocker can be operated a second time. There is then a second pulse during the same alternation, which causes the escapement to gallop. It will also be understood that if the second alternation causes the balance to rotate beyond its normal range of operation, the second finger carried by the plate can retract a second time following which, by changing the direction of rotation of the plate, said second finger causes the release of the pallet of rest, then an unwanted pulse, thus distorting the isochronism of the oscillator.
  • the present invention is remarkable in that, and as shown in all the accompanying figures, the shaft 2 which is equipped with the balance 1 is equipped with a gear 3 meshing with means 4 preventing said balance 1 to rotate beyond a normal rotation angle and this whatever the direction of this rotation.
  • Figures 1 and 2 show a first embodiment of the invention.
  • the means 4 preventing the rocker 1 from rotating beyond a normal angle of rotation consist of a gear 5 meshing with the pinion 3 carried by the shaft 2 of the rocker 1.
  • This wheel 5 carries at least two spokes 6 and 7 likely to abut against a fixed stop 8 if the rocker 1 is driven beyond its normal angle of rotation.
  • Figure 2 shows more precisely that the fixed stop 8 is a pin 13 driven into the plate 15 that includes the timepiece.
  • Figures 3 and 4 show a second embodiment of the invention.
  • the means 4 preventing the rocker 1 from rotating beyond a normal angle of rotation consist of a pivoted toothed sector forming a rake 9.
  • This rake 9 carries two terminal radii 10 and 11 may abut against a fixed stop 8 if the pendulum is driven beyond its normal angle of rotation.
  • Figure 4 shows more precisely that the fixed stop 8 is a pin 14 screwed into the plate 15 that includes the timepiece.
  • the spokes 6 and 7 of the wheel 5 and the terminal radii 10 and 11 of the rake 9 prevent the balance 1 from turning beyond its normal operating angle, whatever its meaning. rotation, which has an advantage over the system proposed above by Alois Irk where this limitation occurs only in a direction of rotation of the balance. It will also be observed that the present invention uses a mechanical connection that could be called rigid between the beam and the means of limitation of its stroke since it uses a gear connection without any elastic element as proposed by Alois Irk .
  • Both exemplary embodiments show that the pinion 3 of the balance 1 has nine wings.
  • This limitation occurs when the terminal radius 11 abuts against the pin 14. The same applies to the other direction of rotation of the balance where the terminal radius 10 meets the pin 14 and for which we find the same angle of 80 °, but which has not been represented in drawing.
  • FIG. 3 shows that a counterweight 16 opposite to the teeth of the rake has been used. and placed as close as possible to the center of rotation to lower the moment of inertia of the whole assembly.
  • the toothed wheel 5 may only carry one spoke, in this case, of course, the gear ratio will be adopted between this wheel and the pinion 3 so that the arm abuts against the fixed stop. 8 if the pendulum is driven beyond the normal angle.

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Abstract

Le dispositif antigalop pour un échappement de pièce d'horlogerie comprend essentiellement un balancier-spiral (1), ce dispositif visant à empêcher l'extension angulaire dudit balancier au delà d'un angle normal de rotation. Le dispositif est caractérisé en ce que l'arbre (2) dont est équipé le balancier (1) est muni d'un pignon (3) engrenant avec des moyens (4) empêchant ledit balancier de tourner au delà dudit angle normal de rotation, quelque soit le sens de cette rotation.

Description

  • La présente invention est relative à un dispositif antigalop pour un échappement de pièce d'horlogerie incluant essentiellement un balancier-spiral, ce dispositif visant à empêcher l'extension angulaire dudit balancier au delà d'un angle normal de rotation.
  • On trouve dans la littérature plusieurs systèmes de dispositif antigalop. Un de ceux-ci a été décrit dans l'ouvrage intitulé "Der Chronometer Gang" dû au professeur Alois Irk et publié par Deutsche Uhrmacher Zeitung. Berlin 1923. On se référera particulièrement aux paragraphes 116 à 120 (pages 74 à 77) et à la figure 25 de l'ouvrage cité. Ce dispositif est mis en oeuvre sur un échappement comprenant entre autres un spiral composé de plusieurs spires et un balancier pourvu d'au moins un bras, ce balancier étant monté à pivotement entre une platine et un pont. Le dispositif comprend un doigt fixé sur le bras du balancier, deux colonnes entre lesquelles peut passer le doigt quand le balancier est en mouvement, ces colonnes étant solidaires du pont de balancier, et un bras de blocage fixé sur la spire extérieure du spiral. Le bras de blocage est susceptible de s'interposer entre ces colonnes et ce doigt pour empêcher la rotation du balancier au delà d'un angle dépassant son angle de fonctionnement normal.
  • Ce dispositif est mis en oeuvre dans les échappements dits à détente qui conviennent à des pièces d'horlogerie de grande dimension comme des chronomètres de marine. Ces pièces sont appréciées pour leur grande précision, raison pour laquelle il est fait appel très souvent à un échappement à détente lui-même réputé pour sa grande précision. Cet échappement cependant présente un défaut important, à savoir sa sensibilité aux chocs. De ce fait, il est réputé ne pas bien convenir aux montres-bracelet. En effet un choc appliqué à la pièce d'horlogerie peut amener son balancier à tourner au-delà d'un angle normal de fonctionnement. Il se produit alors, au moins pour un sens de rotation du balancier, un galop car deux dégagements et deux impulsions ont lieu pendant la même alternance.
  • Lorsque l'on désire équiper une pièce d'horlogerie de petite dimension, par exemple une montre-bracelet, d'un échappement à détente pour remplacer par exemple l'échappement à ancre classique et la faire bénéficier ainsi des avantages conférés par cet échappement, il s'agira d'utiliser de nouvelles techniques différentes de celles connues jusqu'à aujourd'hui si l'on ne veut pas aboutir à un échec. Diverses solutions ont été proposées récemment pour pallier le manque d'énergie développée par le balancier-spiral d'une montre-bracelet pour vaincre les forces agissant sur la détente d'un échappement à détente. Une solution est exposée, par exemple, dans le document EP-A 1 538 491 . Il n'est reste pas moins que le problème du galop demeure et qu'il s'agit de le résoudre lorsqu'on a affaire à un spiral de petite dimension, tel celui monté sur une montre-bracelet.
  • La solution proposée par Alois Irk décrite ci-dessus pourrait être appliquée à une montre-bracelet mais semble présenter d'emblée au moins deux inconvénients. Le premier inconvénient parait être l'emploi d'un bras de blocage fixé sur un élément élastique, en l'occurrence la spire extérieure du spiral. C'est une solution peu mécanique, sujette à toutes sortes d'aléas liés à l'élasticité du spiral qui peut se déformer de façon inattendue, et précisément à la suite d'un choc appliqué à la montre. Le second inconvénient réside dans le fait que le système Irk ne fonctionne que dans un sens de rotation du balancier, le sens de la plus grande expansion du spiral. Dans l'autre sens, le sens de la contraction du spiral, l'échappement peut aussi galoper et le système Irk reste alors inefficace.
  • Pour pallier les inconvénients cités, la présente invention, outre qu'elle obéit à la définition générique posée au premier paragraphe de cette description, est remarquable en ce que l'arbre dont est équipé le balancier est muni d'un pignon engrenant avec des moyens empêchant ledit balancier de tourner au delà d'un angle normal de rotation, quel que soit le sens de cette rotation.
  • Les caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, et donnant à titre d'exemple explicatif, mais nullement limitatif, deux formes avantageuses de réalisation, dessins dans lesquels:
    • la figure 1 est une vue en plan du dispositif antigalop selon une première forme d'exécution,
    • la figure 2 est une vue en coupe de la forme d'exécution montrée en figure 1,
    • la figure 3 est une vue en plan du dispositif antigalop selon une seconde forme d'exécution, et
    • la figure 4 est une vue en coupe de la forme d'exécution montrée en figure 3.
  • Les figures annexées montrent deux formes d'exécution du dispositif antigalop selon l'invention. Ce dispositif est destiné à un échappement d'horlogerie, plus particulièrement, mais pas exclusivement à un échappement à détente dont ne sont représentés aux figures que les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention à savoir essentiellement un balancier-spiral 1. Le dispositif antigalop vise à empêcher l'extension angulaire du balancier au delà d'un angle normal de fonctionnement ou de rotation.
  • L'échappement à détente est pris ici comme exemple auquel peut s'appliquer le dispositif antigalop. Cet échappement comporte en outre les éléments suivants non représentés aux dessins, mais bien apparents dans le document EP-A 1 538 491 cité ci-dessus, à savoir: une roue d'échappement munie de dents généralement pointues qui reposent à tour de rôle sur une palette de repos, un bloqueur à bascule, ce bloqueur portant à sa première extrémité ladite palette de repos et à sa seconde extrémité un premier doigt d'actionnement susceptible d'être actionné par un second doigt d'actionnement porté par un plateau solidaire du balancier, ce plateau portant en outre une palette d'impulsion apte à recevoir des impulsions en provenance des dents de la roue d'échappement. A chaque oscillation du balancier, la palette de repos est dégagée de la dent de la roue d'échappement et une autre dent de la même roue, agissant sur la palette d'impulsion, donne une impulsion au balancier. On observera que le second doigt d'actionnement est arrangé de façon à n'actionner le premier doigt du bloqueur que dans un sens de rotation du balancier, c'est-à-dire lors de la première alternance de l'oscillation en suite de quoi a lieu l'impulsion. Quand le balancier tourne dans l'autre sens, c'est-à-dire lors de la seconde alternance de l'oscillation, le premier doigt du bloqueur n'est pas actionné car le second doigt porté par le plateau est arrangé pour s'escamoter ensuite de quoi aucune impulsion ne se produit.
  • Les explications qui viennent d'être données font comprendre que si la première alternance amène le balancier à tourner au-delà d'une amplitude normale qui est de l'ordre de 320 degrés, par exemple à la suite d'un choc appliqué à la montre, le premier doigt du bloqueur peut être actionné une seconde fois. Il se produit alors une seconde impulsion pendant la même alternance, ce qui entraîne l'échappement à galoper. On comprendra aussi que si la seconde alternance amène le balancier à tourner au delà de son amplitude normale de fonctionnement, le second doigt porté par le plateau peut s'escamoter une seconde fois en suite de quoi, par changement de sens de rotation du plateau, ledit second doigt provoque le dégagement de la palette de repos, puis une impulsion non désirée, faussant ainsi l'isochronisme de l'oscillateur.
  • Pour empêcher l'extension angulaire du balancier et éviter ainsi les inconvénients cités au paragraphe ci-dessus, la présente invention est remarquable en ce que, et comme le font voir toutes les figures annexées, l'arbre 2 dont est équipé le balancier 1 est muni d'un pignon 3 engrenant avec des moyens 4 empêchant ledit balancier 1 de tourner au delà d'un angle normal de rotation et cela quel que soit le sens de cette rotation.
  • Les figures 1 et 2 montrent une première forme d'exécution de l'invention. Ici les moyens 4 empêchant le balancier 1 de tourner au-delà d'un angle normal de rotation consistent en une roue dentée 5 engrenant avec le pignon 3 porté par l'arbre 2 du balancier 1. Cette roue 5 porte au moins deux rayons 6 et 7 susceptibles de venir buter contre un arrêt fixe 8 si le balancier 1 est entraîné au delà de son angle normal de rotation. La figure 2 montre plus précisément que l'arrêt fixe 8 est une goupille 13 chassée dans la platine 15 que comporte la pièce d'horlogerie.
  • Les figures 3 et 4 montrent une seconde forme d'exécution de l'invention. Ici les moyens 4 empêchant le balancier 1 de tourner au-delà d'un angle normal de rotation consistent en un secteur denté pivotant formant un râteau 9. Ce râteau 9 porte deux rayons terminaux 10 et 11 susceptibles de venir buter contre un arrêt fixe 8 si le balancier est entraîné au-delà de son angle normal de rotation. La figure 4 montre plus précisément que l'arrêt fixe 8 est une goupille 14 vissée dans la platine 15 que comporte la pièce d'horlogerie.
  • On voit que pour les deux formes d'exécution, les rayons 6 et 7 de la roue 5 et les rayons terminaux 10 et 11 du râteau 9 empêchent le balancier 1 de tourner au delà de son angle normal de fonctionnement, quel que soit son sens de rotation, ce qui présente un avantage par rapport au système proposé plus haut par Alois Irk où cette limitation n'a lieu que dans un sens de rotation du balancier. On observera aussi que la présente invention fait appel à une liaison mécanique que l'on pourrait appeler rigide entre le balancier et les moyens de limitation de sa course puisqu'il fait appel à une liaison par engrenages sans aucun élément élastique comme proposé par Alois Irk.
  • Les deux formes d'exécution prises en exemple montrent que le pignon 3 du balancier 1 comporte neuf ailes. La roue 5 de la figure 1 ainsi que le râteau 9 de la figure 3 (si on le rapporte à une roue complète) comprennent chacun trente-huit dents d'où un rapport d'engrenage de 9/38 = 0.24. Or on a indiqué plus haut que l'amplitude normale du balancier est de l'ordre de 320 degrés, ce qui conduit le râteau 9 de la figure 3 à tourner d'un angle de 320 x 0.24 = 76.8 degrés. Comme le montre la figure 3, en limitant la rotation du râteau à un angle ∝ =80°, d'une part on est assuré du bon fonctionnement de l'échappement et d'autre part on va empêcher toute velléité de galop. Cette limitation a lieu quand le rayon terminal 11 bute contre la goupille 14. Il en va de même pour l'autre sens de rotation du balancier où le rayon terminal 10 rencontre la goupille 14 et pour lequel on trouve le même angle de 80°, mais qui n'a pas été représenté en dessin.
  • Comme la roue 5, ou le râteau 9, est en prise permanente avec le pignon 3 du balancier sans cesse en mouvement, il est important de choisir pour ces éléments des matériaux présentant un coefficient de frottement très bas. L'expérience a montré de bons résultats si le pignon 3 est en acier et si la roue 5, ou le râteau 9, est en laiton.
  • Des deux modes d'exécution qui viennent d'être présentés, on accordera une légère préférence à celle mettant en oeuvre le râteau 9. En effet cet élément est plus léger qu'une roue entière. Se pose cependant le problème d'équilibrage du râteau 9. La figure 3 montre qu'on a fait usage d'un contre poids 16 opposé à la denture du râteau et placé le plus près possible du centre de rotation pour abaisser le moment d'inertie de tout l'ensemble.
  • Selon une variante de réalisation non représentée la roue dentée 5 peut ne porter qu'un rayon, dans ce cas, on adoptera bien entendu le rapport d'engrange entre cette roue et le pignon 3 pour que le bras vienne buter contre l'arrêt fixe 8 si le balancier est entraîné au delà de l'angle normal.

Claims (5)

  1. Dispositif antigalop pour un échappement de pièce d'horlogerie incluant essentiellement un balancier-spiral (1), ledit dispositif visant à empêcher l'extension angulaire dudit balancier au delà d'un angle normal de rotation, caractérisé en ce que l'arbre (2) dont est équipé ce balancier (1) est muni d'un pignon (3) engrenant avec des moyens (4) empêchant ledit balancier (1) de tourner au delà dudit angle normal de rotation quel que soit le sens de cette rotation.
  2. Dispositif antigalop selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (4) consistent en une roue dentée (5) engrenant avec ledit pignon (3) et portant au moins un rayon (6, 7) susceptible de venir buter contre un arrêt fixe (8) si le balancier (1) est entraîné au delà dudit angle normal de rotation.
  3. Dispositif antigalop selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens (4) consistent en un secteur denté pivotant formant un râteau (9) et portant deux rayons (10, 11) terminaux susceptibles de venir buter contre un arrêt fixe (8) si le balancier (1) est entraîné au delà dudit angle normal de rotation.
  4. Dispositif antigalop selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que ledit arrêt fixe (8) est une goupille (13, 14) fixée dans la platine (15) qui comprend la pièce d'horlogerie.
  5. Dispositif antigalop selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport d'engrange entre le pignon (3) et lesdits moyens (4) entraînés par ledit pignon est de l'ordre de 0.24.
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