EP2132604B1 - Mouvement de piece d'horlogerie a tourbillon - Google Patents

Mouvement de piece d'horlogerie a tourbillon Download PDF

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EP2132604B1
EP2132604B1 EP08735729A EP08735729A EP2132604B1 EP 2132604 B1 EP2132604 B1 EP 2132604B1 EP 08735729 A EP08735729 A EP 08735729A EP 08735729 A EP08735729 A EP 08735729A EP 2132604 B1 EP2132604 B1 EP 2132604B1
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Robert Greubel
Stephen Forsey
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    • G—PHYSICS
    • 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
    • G04B17/28—Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of unbalance of the weights, e.g. tourbillon
    • G04B17/285—Tourbillons or carrousels

Definitions

  • the present invention relates to the movements of tourbillon timepieces. Such movements are well known to those skilled in the art.
  • the tourbillon is a device for improving the accuracy of the timepiece. It comprises a cage rotatably mounted on the frame of the timepiece and a rocker mounted oscillating in the cage. The swinging movement of the balance is generally maintained by an escapement also mounted on the cage. The cage is rotated by a train whose last mobile meshes with a pinion secured to the cage. The escape wheel, mounted on the cage, meshes with a fixed wheel.
  • the present invention is intended in particular to produce a tourbillon timepiece comprising a fixed escape wheel, in which the speed of rotation of the cage is reduced.
  • the bearings of the balance are arranged so that it oscillates about a second axis inclined relative to the first axis.
  • the movement is defined by the independent claim 6.
  • the vortex 12 comprises a cage 24, formed of two parts 26 and 28 interconnected by pillars 30, only one being visible in the drawing, a rocker 32 and an anchor 34, both pivotally mounted on the cage 24.
  • the two parts 26 and 28 each comprise a shaft portion respectively referenced 36 and 38, and a board respectively referenced 40 and 42.
  • the shafts 36 and 38 are each provided with a tigeron 36a and 38a.
  • the shaft 38 forms a pinion 38b engaged with the wheel 14.
  • the shaft 36 and the board 40 are integral with each other.
  • the latter is inclined relative to the shaft by an angle of the order of 60 °. It is pierced with a hole in which is conventionally driven, a balance bearing not shown in the drawing. The latter receives, in a conventional manner, one of the pivots of the pendulum 32.
  • the shaft 38 and the board 42 are also integral with each other.
  • the latter comprises a first portion 42a inclined relative to the shaft 38 and parallel to the board 40, and a second portion 42b disposed perpendicularly to the axis of the shaft 38.
  • a hole is formed in the first portion 42a, aligned relative to the hole of the board 40, to form the second bearing of the rocker 32, together defining a pivot axis BB of the rocker 32.
  • Another hole is made in the portion 42b, in which is driven a stone 44 forming a bearing for the Anchor 34.
  • the latter pivots, in addition, in a second stone 46 carried by a bridge 48, which is fixed on the portion 42b, by means of a screw represented by a dashed line.
  • the anchor 34 comprises a rod 50 pivotally mounted in the bearings 44 and 46, of axis parallel to the axis AA.
  • the rod 50 carries, rigidly fixed, a part 52 formed of pallets 52a and their support 52b, and a fork 54.
  • the part 52 is substantially oriented in a plane perpendicular to the axis AA. Its pallets 52a cooperate with the fixed escape wheel 16.
  • the fork 54 has a portion 54a engaged on the rod 50 and a tail 54b inclined in a direction substantially parallel to the board 40 and the portion 42b of the board 42. It extends to the vicinity of the balance 32, allowing the transmission of energy to the latter by means of a plate 56 secured to the balance shaft 32.
  • the anchor pivots on an axis parallel to the axis of the cage. It is also possible to use a pivoting anchor on an axis parallel to the axis of the balance.
  • the escape wheel fixed, advantageously present a set of teeth in a truncated cone.
  • control member will be formed by the cylinder, which is associated with the balance.
  • the movement could include two vortex cages, the first being pivotally mounted on the second.
  • the fixed escape wheel 16 would then be fixed on the second cage.
  • the axis of the first cage, in which the balance oscillates, would be inclined relative to the balance shaft.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte aux mouvements de pièces d'horlogerie à tourbillon. De tels mouvements sont bien connus de l'homme du métier. Le tourbillon est un dispositif permettant d'améliorer la précision de la pièce d'horlogerie. Il comprend une cage montée tournante sur le bâti de la pièce d'horlogerie et un balancier monté oscillant dans la cage. Le mouvement d'oscillation du balancier est généralement entretenu par un échappement également monté sur la cage. La cage est entraînée en rotation par un rouage dont le dernier mobile engrène avec un pignon solidaire de la cage. La roue d'échappement, montée sur la cage, engrène avec une roue fixe.
    • Etat de la technique
  • Certains horlogers ont développé des tourbillons dits rapides, dans lesquels seule l'ancre est embarquée sur la cage, la roue d'échappement étant montée fixe sur le bâti du mouvement. De telles solutions sont décrites dans l'ouvrage intitulé « Le Tourbillon », de R. Meis, ISBN No2-58917-097-8.
  • De tels dispositifs n'ont fait l'objet que de quelques pièces uniques. Bien que l'inertie totale du tourbillon soit sensiblement réduite, celle-ci est toutefois importante dès lors que, pour des raisons de construction, il est difficilement envisageable de disposer de plus d'une douzaine de dents sur la roue fixe d'échappement. Cela revient à dire que, si le balancier oscille à une fréquence de 3 Hz, la cage doit faire un tour en quatre secondes.
  • Par ailleurs, on connait également des dispositifs du genre tourbillon décrits, par exemple, dans les documents WO 2007/033513 , WO 2005/043257 , WO 03/017009 et EP 1 564 608 . Mais dans ces dispositifs, la roue d'échappement associée à l'ancre est montée pivotante sur la cage du tourbillon. Ces documents ne peuvent donc pas être pris en compte pour résoudre des problèmes qui concernent des dispositifs comprenant une roue d'échappement fixe.
  • La présente invention a notamment pour but de réaliser une pièce d'horlogerie à tourbillon comportant une roue d'échappement fixe, dans laquelle la vitesse de rotation de la cage est réduite.
    • Divulgation de l'invention
  • Le mouvement de pièce d'horlogerie selon l'invention, comme défini par la revendication 1, comporte :
    • un bâti,
    • une source d'énergie,
    • un rouage entraîné par la source d'énergie,
    • une cage de tourbillon montée en rotation sur le bâti autour d'un premier axe et entraîné par ledit rouage,
    • un balancier monté oscillant sur la cage dans des paliers, et
    • un échappement comprenant une roue d'échappement fixe montée sur le bâti et un organe de commande coopérant avec le balancier et la roue d'échappement fixe pour permettre l'entretien du balancier.
  • Les paliers du balancier sont disposés de manière à ce que celui-ci oscille autour d'un deuxième axe incliné par rapport au premier axe. Dans une seconde forme d'exécution, le mouvement est défini par la revendication indépendante 6. De la sorte, il est possible d'avoir un bras de levier de l'organe de commande de l'échappement relativement long, sans pour autant augmenter l'inertie totale de la cage. Cela permet d'augmenter le nombre de dents de la roue fixe et ainsi réduire la vitesse de rotation de la cage.
  • Avantageusement :
    • L'angle d'inclinaison est compris entre 15° et 50°;
    • L'échappement est de type à ancre ;
    • La roue d'échappement est de type à denture extérieure.
    Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, dans lequel la figure unique représente, en coupe et de manière schématique, une partie de mouvement de pièce d'horlogerie selon l'invention.
    • Mode de réalisation de l'invention
  • La partie de pièce d'horlogerie représentée au dessin comprend notamment :
    • un bâti comprenant une platine 10 et un pont 12 de tourbillon,
    • un rouage de finissage dont une roue 14 seulement est visible,
    • une roue d'échappement fixe 16 montée rigidement sur la platine 10, et
    • un tourbillon 18, monté rotatif entre deux paliers 20 et 22, solidaires l'un de la platine 10, l'autre du pont 12, autour d'un axe AA perpendiculaire au plan de la platine 10.
  • Le tourbillon 12 comprend une cage 24, formées de deux parties 26 et 28 reliées entre elles par des piliers 30, un seulement étant visible sur le dessin, un balancier 32 et une ancre 34, tous les deux montés pivotants sur la cage 24.
  • Les deux parties 26 et 28 comportent chacune une portion d'arbre respectivement référencées 36 et 38, et une planche respectivement référencées 40 et 42. Les arbres 36 et 38 sont munis chacun d'un tigeron 36a et 38a. En outre, l'arbre 38 forme un pignon 38b en prise avec la roue 14.
  • L'arbre 36 et la planche 40 sont solidaires l'un de l'autre. Cette dernière est inclinée par rapport à l'arbre d'un angle de l'ordre de 60°. Elle est percée d'un trou dans lequel est chassé de manière classique, un palier de balancier non représenté au dessin. Ce dernier reçoit, de manière classique, l'un des pivots du balancier 32.
  • L'arbre 38 et la planche 42 sont aussi solidaires l'un de l'autre. Cette dernière comporte une première partie 42a inclinée par rapport à l'arbre 38 et parallèle à la planche 40, et une deuxième partie 42b disposée perpendiculairement à l'axe de l'arbre 38. Un trou est pratiqué dans la première partie 42a, aligné par rapport au trou de la planche 40, pour former le deuxième palier du balancier 32, définissant ensemble un axe BB de pivotement du balancier 32. Un autre trou est pratiqué dans la partie 42b, dans laquelle est chassée une pierre 44 formant palier pour l'ancre 34. Cette dernière pivote, en outre, dans une deuxième pierre 46 portée par un pont 48, lequel est fixé sur la partie 42b, au moyen d'une vis représenté par un trait mixte.
  • L'ancre 34 comprend une tige 50 montée pivotante dans les paliers 44 et 46, d'axe parallèle à l'axe AA. La tige 50 porte, fixés rigidement, une pièce 52 formée de palettes 52a et de leur support 52b, ainsi qu'une fourchette 54. La pièce 52 est sensiblement orientée dans un plan perpendiculaire à l'axe AA. Ses palettes 52a coopèrent avec la roue d'échappement fixe 16.
  • La fourchette 54 comporte une partie 54a engagée sur la tige 50 et une queue 54b inclinée selon une direction sensiblement parallèle à la planche 40 et à la partie 42b de la planche 42. Elle s'étend jusqu'au voisinage du balancier 32, permettant la transmission de l'énergie à ce dernier par l'intermédiaire d'un plateau 56 solidaire de l'arbre du balancier 32.
  • Grâce au fait que la fourchette est inclinée, sa longueur peut être augmentée, de telle sorte que, pour un même angle d'impulsion sur le balancier, l'ancre parcourt un angle plus faible. Il est ainsi possible d'augmenter le nombre de pas par tour et, de la sorte, réduire la vitesse de rotation du tourbillon. Avec une telle configuration, il apparaît comme possible de réaliser une roue de trente dents, ce qui, avec un balancier oscillant à une fréquence de 3 HZ, amène le tourbillon à faire un tour en dix secondes.
  • Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, l'ancre pivote sur un axe parallèle à l'axe de la cage. Il est également possible d'utiliser une ancre pivotant sur un axe parallèle à l'axe du balancier. Dans ce cas, la roue d'échappement, fixe, présentera avantageusement une denture inscrite dans un tronc de cône.
  • Dans l'un comme dans l'autre des modes de réalisation évoqués ci-dessus, il serait également possible d'utiliser une roue fixe avec une denture intérieure, les palettes étant alors tournées vers l'extérieur.
  • D'autres types d'échappements sont également utilisables. Ainsi, le fait d'incliner le balancier par rapport à l'axe de rotation de la cage permet, en outre, d'autres perspectives. Il est ainsi tout à fait possible de réaliser une structure dans laquelle le plateau de balancier est sensiblement décentré par rapport à l'axe de rotation de la cage, alors même que le centre de gravité du balancier est sensiblement sur cet axe.
  • Avec une telle configuration il est possible d'utiliser un échappement dans lequel au moins une impulsion sur deux est donnée directement au balancier, sans passer par l'ancre qui est alors remplacé par un organe de commande assujetti au balancier et qui libère le tourbillon quand le balancier peut recevoir une impulsion.
  • Il est même possible d'utiliser un échappement à repos frottant, tel qu'un échappement à cylindre. Dans ce cas, l'organe de commande sera formé par le cylindre, qui est associé au balancier.
  • Le tourbillon décrit tourne sur deux paliers disposés à ses extrémités axiales. Il est bien clair que le même principe peut tout aussi bien s'appliquer à un tourbillon de type volant.
  • Dans une autre variante qui n'a pas été représentée, le mouvement pourrait comporter deux cages de tourbillon, la première étant montée pivotante sur la deuxième. La roue d'échappement fixe 16 serait alors fixée sur la deuxième cage. Dans ce cas, l'axe de la première cage, dans laquelle oscille le balancier, serait incliné par rapport à l'axe de balancier.
  • Ainsi, grâce au fait que le balancier est incliné en référence à l'axe de la cage dans laquelle il est monté oscillant, il est possible de réaliser un tourbillon dans lequel la roue d'échappement est fixe et dont la cage tourne à une vitesse raisonnable, tout en améliorant la précision de la montre.

Claims (10)

  1. Mouvement de pièce d'horlogerie comportant :
    • un bâti (10, 12),
    • une source d'énergie,
    • un rouage entraîné par la source d'énergie (14),
    • une cage (26) de tourbillon (18) montée en rotation sur le bâti (10, 12) autour d'un premier axe (AA) et entraîné par ledit rouage (14),
    • un balancier (32) monté oscillant sur la cage (26) dans des paliers lesdits paliers étant disposés de manière à ce que ledit balancier (32) oscille autour d'un deuxième axe (BB) incliné par rapport au premier axe (AA), et
    caractérisé par un échappement (16, 34) comprenant une roue d'échappement fixe (16) montée sur le bâti et un organe de commande (34) coopérant avec le balancier (32) et la roue d'échappement fixe (16) pour permettre l'entretien du balancier (32).
  2. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison entre les deux axes est compris entre 15° et 50°.
  3. Mouvement selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'échappement est de type à ancre.
  4. Mouvement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la roue d'échappement fixe (16) est de type à denture extérieure.
  5. Mouvement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la cage (26) dudit tourbillon (18) tourne sur deux paliers (20, 22) disposés à ses extrémités.
  6. Mouvement de pièce d'horlogerie comportant :
    • un bâti
    • une source d'énergie,
    • un rouage entraîné par la source d'énergie,
    • une première cage de tourbillon montée en rotation sur le bâti et entraînée par ledit rouage,
    • une deuxième cage de tourbillon montée pivotante sur ladite première cage de tourbillon autour d'un premier axe,
    • un balancier monté oscillant sur la deuxième cage dans des paliers lesdits paliers étant disposés de manière à ce que ledit balancier oscille autour d'un deuxième axe incliné par rapport au premier axe, et
    caractérisé par un échappement comprenant une roue d'échappement fixée sur la première cage de tourbillon et un organe de commande coopérant avec le balancier et la roue d'échappement pour permettre l'entretien du balancier.
  7. Mouvement selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison entre les deux axes est compris entre 15° et 50°.
  8. Mouvement selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que l'échappement est de type à ancre.
  9. Mouvement selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la roue d'échappement fixe est de type à denture extérieure.
  10. Mouvement selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que ladite première cage de tourbillon tourne sur deux paliers disposés à ses extrémités.
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