EP2309344B1 - Procédé pour changer la fréquence d'oscillation d'un mouvement horloger - Google Patents

Procédé pour changer la fréquence d'oscillation d'un mouvement horloger Download PDF

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EP2309344B1
EP2309344B1 EP11000483A EP11000483A EP2309344B1 EP 2309344 B1 EP2309344 B1 EP 2309344B1 EP 11000483 A EP11000483 A EP 11000483A EP 11000483 A EP11000483 A EP 11000483A EP 2309344 B1 EP2309344 B1 EP 2309344B1
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EP
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frequency
anchor
escapement
distance
rotation
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Christophe Gigandet
Francisco Dias
Armin Behrend
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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
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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
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D1/00—Gripping, holding, or supporting devices
    • G04D1/0092—Devices for positioning and sorting of the components

Definitions

  • the present invention relates to the field of mechanical watch movements.
  • Mechanical watch movements generally comprise, in particular, a barrel housing a mainspring, a train driven by the barrel and whose axes of some of the wheels carry indicator hands, a regulating member such as a balance-spring and, between the gear train and the regulating member, an escapement for maintaining the oscillations of the regulating member.
  • the exhaust includes an escape wheel driven by the gear train and a member, such as an anchor, located between the escape wheel and the regulating member.
  • the watch movements currently found on the market currently have a regulating organ oscillating at a frequency of 4 Hz and a 20-tooth escapement wheel. It has also been marketed, under the trademark Zenith EI Primero, a movement whose regulating organ oscillates at a frequency of 5 Hz and whose escape wheel includes, to the applicant's knowledge, 21 teeth.
  • the present invention aims at providing a method for changing the oscillation frequency of a watch movement allowing said movement of operate at a high frequency without the aforementioned disadvantages.
  • a method for changing the oscillation frequency of a watch movement comprising a first regulating member having an oscillation frequency f1 and a first escapement for sustaining the oscillations of the first regulating member, the first escapement comprising a first escape wheel with N1 teeth and a first anchor, the first regulating member - first escapement defining a first center distance formed by the distance between the center of rotation of the first escape wheel and the center of rotation of the first anchor and a second center distance constituted by the distance between the center of rotation of the first anchor and the center of rotation of the first regulating member, said method being characterized in that said first regulating member - first escapement assembly is replaced by an assembly comprising a second regulating member having an oscillation frequency f2 and a second escapement t to maintain the oscillations of the second regulating member, the second escapement comprising a second escape wheel with N2 teeth and a second anchor, the second regulating member - second escapement defining a third center distance constituted by the distance between the
  • the frequency of the regulating member is increased without increasing the ratio between the number of teeth of the escape wheel and said frequency, which ratio may be equal to a usual value.
  • the angular speed of rotation of the escape wheel therefore remains unchanged, allowing the gear train and more generally the entire movement with the exception of the regulating member and the exhaust to remain unchanged.
  • the power reserve is also preserved.
  • Said ratios between the number of teeth N1 and the frequency f1, measured in Hertz, and between the number of teeth N2 and the frequency f2, measured in Hertz, are typically substantially equal to 5.
  • the frequency f2 is at least equal to at about 5 Hz, preferably at least about 6 Hz, more preferably at least about 8 Hz, more preferably at least about 10 Hz.
  • tooth means a tooth of the escape wheel having a functional role, that is to say, in the case of an anchor escapement, a tooth which cooperates with the pallets of the anchor.
  • a traditional watch movement 1 comprises in particular a motor spring (not shown) housed in a barrel 2, a gear train 3 driven by the barrel 2, a regulating member of the balance-spring type 4 (of which only the balance is shown) and, the gear train 3 and the balance spring 4, an exhaust 5.
  • the exhaust 5 comprises an escape wheel 6 and a exhaust pinion 7 which is secured to the wheel 6 and which meshes with a second wheel 8 of the train 3 to drive the wheel 6.
  • the exhaust 5 further comprises a member 9, for example an anchor, which cooperates with the escape wheel 6 and with a plate pin 10 secured to the axis of the sprung balance 4 to maintain the oscillations of the sprung balance 4.
  • the respective axes of some of the wheels of the train 3, namely the second wheel 8 , a minute wheel and an hour wheel (not shown), are intended to carry indicators indicating seconds, minutes and hours, typically hands, moving over a watch face. All these elements are well known to those skilled in the art and will not be described in more detail.
  • One known way to increase the oscillation frequency of a balance spring is to increase the stiffness of the balance spring and / or to reduce the moment of inertia of the balance.
  • To increase the stiffness of the hairspring it can for example shorten or increase its section.
  • the decrease of the moment of inertia of the pendulum is obtained for example by lightening the balance and / or decreasing its radius of gyration.
  • the increase in the frequency of the sprung balance is accompanied by an increase in the number of teeth of the escape wheel.
  • Current manufacturing techniques allow the realization of wheels with a large number of teeth.
  • the figure 2 shows an escape wheel 11 and an exhaust anchor 12 forming part of an exhaust according to a first embodiment of the invention.
  • the escape wheel 11 has 50 teeth and the exhaust of which it is part is intended to operate with a sprung balance oscillating at a frequency of 10 Hz (72000 vibrations per hour).
  • the figure 3 shows an escape wheel 13 and an exhaust anchor 14 forming part of an exhaust according to a second embodiment of the invention.
  • the escape wheel 13 has 40 teeth and the exhaust of which it is part is intended to operate with a sprung balance oscillating at a frequency of 8 Hz (57600 vibrations per hour).
  • anchors 12 and 14 illustrated at Figures 2 and 3 may be identical although they cooperate with different exhaust wheels.
  • the ratio between the number of teeth of the escape wheel and the frequency of the spring balance is equal to 5, which is the value that is commonly encountered in the current movements.
  • the angular speed of rotation of the escape wheel is therefore the same as in the usual movements. It follows that a movement including one of the exhausts described above and the balance sprung-balance may have a conventional wheel, for example the wheel 3 illustrated in the figure 1 .
  • the distances from the exhaust are preserved from one exhaust to the other and are equal to usual values.
  • the center distance d3 of the escape wheel 11 and the anchor 12 is equal to the center distance d5 of the escape wheel 13 and the anchor 14 and to the center distance d1 of the usual escape wheel 6 and the usual anchor 9.
  • the center distance d4 of the anchor 12 and corresponding balance is equal to the center distance d6 of the anchor 14 and the corresponding balance and to the spacing d2 of the usual anchor 9 and the usual balance 4. Keeping the same spacings from one exhaust to the other, it facilitates the interchangeability of the exhaust assembly - regulating member in a given movement and is allowed to movements including respectively escapements as described above with the corresponding balance springs to have identical plates and bridges.
  • the escapement according to the invention is a Swiss lever escapement.
  • the present invention could be applied to other types of anchor escapements and more generally to other types of escapement.

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Description

  • La présente invention concerne le domaine des mouvements horlogers mécaniques.
  • Les mouvements horlogers mécaniques comprennent généralement, notamment, un barillet logeant un ressort moteur, un rouage entraîné par le barillet et dont les axes de certaines des roues portent des aiguilles indicatrices, un organe réglant tel qu'un balancier-spiral et, entre le rouage et l'organe réglant, un échappement pour entretenir les oscillations de l'organe réglant. L'échappement comprend une roue d'échappement entraînée par le rouage et un organe, tel qu'une ancre, située entre la roue d'échappement et l'organe réglant.
  • Les mouvements horlogers que l'on trouve actuellement sur le marché ont couramment un organe réglant oscillant à une fréquence de 4 Hz et une roue d'échappement à 20 dents. Il a également été commercialisé, sous la marque Zenith EI Primero, un mouvement dont l'organe réglant oscille à une fréquence de 5 Hz et dont la roue d'échappement comporte, à la connaissance du déposant, 21 dents.
  • On sait dans le domaine horloger que plus la fréquence de l'organe réglant est grande plus la mesure du temps sera précise. Il existe dans la technique plusieurs méthodes pour régler la fréquence d'un organe réglant, cf. par exemple le document CH 408 786 .
  • Toutefois, une augmentation de la fréquence entraîne une augmentation de la vitesse angulaire de rotation de la roue d'échappement et nécessite donc de modifier le rouage, plus précisément les rapports d'engrenage, pour que les aiguilles indicatrices tournent à la bonne vitesse. L'augmentation de la vitesse de rotation de la roue d'échappement a également pour effet de diminuer la réserve de marche car le ressort moteur se détend plus rapidement.
  • La présente invention vise à proposer un procédé pour changer la fréquence d'oscillation d'un mouvement horloger permettant audit mouvement de fonctionner à une fréquence élevée sans présenter les inconvénients susmentionnés.
  • A cette fin, il est prévu un procédé pour changer la fréquence d'oscillation d'un mouvement horloger comprenant un premier organe réglant ayant une fréquence d'oscillation f1 et un premier échappement pour entretenir les oscillations du premier organe réglant, le premier échappement comprenant une première roue d'échappement à N1 dents et une première ancre, l'ensemble premier organe réglant - premier échappement définissant un premier entraxe constitué par la distance entre le centre de rotation de la première roue d'échappement et le centre de rotation de la première ancre et un deuxième entraxe constitué par la distance entre le centre de rotation de la première ancre et le centre de rotation du premier organe réglant, ledit procédé étant caractérisé en ce que ledit ensemble premier organe réglant - premier échappement est remplacé par un ensemble comprenant un deuxième organe réglant ayant une fréquence d'oscillation f2 et un deuxième échappement pour entretenir les oscillations du deuxième organe réglant, le deuxième échappement comprenant une deuxième roue d'échappement à N2 dents et une deuxième ancre, l'ensemble deuxième organe réglant - deuxième échappement définissant un troisième entraxe constitué par la distance entre le centre de rotation de la deuxième roue d'échappement et le centre de rotation de la deuxième ancre et un quatrième entraxe constitué par la distance entre le centre de rotation de la deuxième ancre et le centre de rotation du deuxième organe réglant, et en ce que la fréquence f2 est plus grande que la fréquence f1, le rapport entre N2 et f2 est sensiblement égal au rapport entre N1 et f1, le troisième entraxe est sensiblement égal au premier entraxe et le quatrième entraxe est sensiblement égal au deuxième entraxe.
  • Ainsi, dans la présente invention, la fréquence de l'organe réglant est augmentée sans augmenter le rapport entre le nombre de dents de la roue d'échappement et ladite fréquence, rapport qui peut être égal à une valeur usuelle. La vitesse angulaire de rotation de la roue d'échappement reste donc inchangée, permettant au rouage et plus généralement à l'ensemble du mouvement à l'exception de l'organe réglant et de l'échappement de rester inchangés. La réserve de marche est également conservée.
  • Lesdits rapports entre le nombre de dents N1 et la fréquence f1, mesurée en Hertz, et entre le nombre de dents N2 et la fréquence f2, mesurée en Hertz, sont typiquement sensiblement égaux à 5. De préférence, la fréquence f2 est au moins égale à environ 5 Hz, de préférence au moins égale à environ 6 Hz, de préférence encore au moins égale à environ 8 Hz, de préférence encore au moins égale à environ 10 Hz.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue plane de dessus schématique d'une partie d'un mouvement horloger traditionnel,
    • la figure 2 est une vue en perspective d'une roue d'échappement et d'une ancre d'échappement selon un premier mode de réalisation de l'invention, coopérant l'une avec l'autre,
    • la figure 3 est une vue en perspective d'une roue d'échappement et d'une ancre d'échappement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, coopérant l'une avec l'autre.
  • Dans le cadre de la présente invention, on entend par « dent » une dent de la roue d'échappement ayant un rôle fonctionnel, c'est-à-dire, dans le cas d'un échappement à ancre, une dent qui coopère avec les palettes de l'ancre.
  • En référence à la figure 1, un mouvement horloger traditionnel 1 comprend notamment un ressort moteur (non représenté) logé dans un barillet 2, un rouage 3 entraîné par le barillet 2, un organe réglant de type balancier-spiral 4 (dont seul le balancier est représenté) et, entre le rouage 3 et le balancier-spiral 4, un échappement 5. L'échappement 5 comprend une roue d'échappement 6 et un pignon d'échappement 7 qui est solidaire de la roue 6 et qui engrène avec une roue de seconde 8 du rouage 3 pour entraîner la roue 6. L'échappement 5 comprend en outre un organe 9, par exemple une ancre, qui coopère avec la roue d'échappement 6 et avec une cheville de plateau 10 solidaire de l'axe du balancier-spiral 4 pour entretenir les oscillations du balancier-spiral 4. Les axes respectifs de certaines des roues du rouage 3, à savoir la roue de seconde 8, une roue des minutes et une roue des heures (non représentées), sont destinés à porter des organes indicateurs des secondes, des minutes et des heures, typiquement des aiguilles, se déplaçant au-dessus d'un cadran de montre. Tous ces éléments sont bien connus de l'homme du métier et ne seront donc pas décrits plus en détail.
  • Une manière connue d'augmenter la fréquence d'oscillation d'un balancier-spiral est d'augmenter la raideur du spiral et/ou de diminuer le moment d'inertie du balancier. Pour augmenter la raideur du spiral, on peut par exemple le raccourcir ou augmenter sa section. La diminution du moment d'inertie du balancier s'obtient par exemple en allégeant le balancier et/ou en diminuant son rayon de giration.
  • Dans la présente invention, l'augmentation de la fréquence du balancier-spiral s'accompagne d'une augmentation du nombre de dents de la roue d'échappement. Les techniques de fabrication actuelles permettent la réalisation de roues avec un grand nombre de dents. La figure 2 montre une roue d'échappement 11 et une ancre d'échappement 12 faisant partie d'un échappement selon un premier mode de réalisation de l'invention. La roue d'échappement 11 comporte 50 dents et l'échappement dont elle fait partie est destiné à fonctionner avec un balancier-spiral oscillant à une fréquence de 10 Hz (72000 alternances par heure). La figure 3 montre une roue d'échappement 13 et une ancre d'échappement 14 faisant partie d'un échappement selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. La roue d'échappement 13 comporte 40 dents et l'échappement dont elle fait partie est destiné à fonctionner avec un balancier-spiral oscillant à une fréquence de 8 Hz (57600 alternances par heure). De manière similaire, on peut aussi réaliser par exemple un échappement ayant une roue d'échappement à 30 dents et destiné à fonctionner avec un balancier-spiral oscillant à une fréquence de 6 Hz (43200 alternances par heure), ou un échappement ayant une roue d'échappement à 25 dents et destiné à fonctionner avec un balancier-spiral oscillant à une fréquence de 5 Hz (36000 alternances par heure).
  • Il est possible de conformer les dents des roues d'échappement pour que la même ancre puisse être utilisée avec plusieurs de ces roues d'échappement.
  • Ainsi, les ancres 12 et 14 illustrées aux figures 2 et 3 peuvent être identiques bien qu'elles coopèrent avec des roues d'échappement qui sont différentes.
  • On voit que dans les exemples indiqués ci-dessus le rapport entre le nombre de dents de la roue d'échappement et la fréquence du balancier-spiral est égal à 5, soit la valeur que l'on rencontre couramment dans les mouvements actuels. La vitesse angulaire de rotation de la roue d'échappement est donc la même que dans les mouvements usuels. Il en découle qu'un mouvement incluant l'un des échappements décrits ci-dessus et le balancier-spiral correspondant pourra avoir un rouage usuel, par exemple le rouage 3 illustré à la figure 1.
  • De préférence, les entraxes de l'échappement, c'est-à-dire les distances entre le centre de rotation de la roue d'échappement et le centre de rotation de l'ancre et entre le centre de rotation de l'ancre et le centre de rotation du balancier, sont conservés d'un échappement à l'autre et sont égaux à des valeurs usuelles. Ainsi, en particulier, l'entraxe d3 de la roue d'échappement 11 et de l'ancre 12 est égal à l'entraxe d5 de la roue d'échappement 13 et de l'ancre 14 et à l'entraxe d1 de la roue d'échappement usuelle 6 et de l'ancre usuelle 9. De manière similaire, l'entraxe d4 de l'ancre 12 et du balancier correspondant est égal à l'entraxe d6 de l'ancre 14 et du balancier correspondant et à l'entraxe d2 de l'ancre usuelle 9 et du balancier usuel 4. En conservant les mêmes entraxes d'un échappement à l'autre, on facilite l'interchangeabilité de l'ensemble échappement - organe réglant dans un mouvement donné et on permet à des mouvements incluant respectivement des échappements tels que décrits ci-dessus avec les balanciers-spiraux correspondants d'avoir des platines et ponts identiques.
  • De manière plus générale, on peut réaliser des mouvements entièrement identiques, à l'exception de leur échappement et de leur balancier-spiral, et régulés par des oscillations de fréquences différentes. Le fait que toute la partie du mouvement autre que l'échappement et le balancier-spiral ne change pas d'un mouvement à l'autre réduit considérablement les coûts de développement, de production et de logistique. Il est possible par exemple de reprendre un mouvement existant et de n'y changer que l'échappement et le balancier-spiral pour augmenter sa fréquence de régulation.
  • Dans les exemples représentés, l'échappement selon l'invention est un échappement à ancre suisse. Toutefois, la présente invention pourrait s'appliquer à d'autres types d'échappements à ancre et plus généralement à d'autres types d'échappement.

Claims (6)

  1. Procédé pour changer la fréquence d'oscillation d'un mouvement horloger comprenant un premier organe réglant (4) ayant une fréquence d'oscillation f1 et un premier échappement (5) pour entretenir les oscillations du premier organe réglant, le premier échappement comprenant une première roue d'échappement (6) à N1 dents et une première ancre (9), l'ensemble premier organe réglant - premier échappement définissant un premier entraxe (d1) constitué par la distance entre le centre de rotation de la première roue d'échappement (6) et le centre de rotation de la première ancre (9) et un deuxième entraxe (d2) constitué par la distance entre le centre de rotation de la première ancre (9) et le centre de rotation du premier organe réglant (4), ledit procédé étant caractérisé en ce que ledit ensemble premier organe réglant - premier échappement est remplacé par un ensemble comprenant un deuxième organe réglant ayant une fréquence d'oscillation f2 et un deuxième échappement (11, 12) pour entretenir les oscillations du deuxième organe réglant, le deuxième échappement comprenant une deuxième roue d'échappement (11) à N2 dents et une deuxième ancre (12), l'ensemble deuxième organe réglant - deuxième échappement définissant un troisième entraxe (d3) constitué par la distance entre le centre de rotation de la deuxième roue d'échappement (11) et le centre de rotation de la deuxième ancre (12) et un quatrième entraxe (d4) constitué par la distance entre le centre de rotation de la deuxième ancre (12) et le centre de rotation du deuxième organe réglant, et en ce que la fréquence f2 est plus grande que la fréquence f1, le rapport entre N2 et f2 est sensiblement égal au rapport entre N1 et f1, le troisième entraxe (d3) est sensiblement égal au premier entraxe (d1) et le quatrième entraxe (d4) est sensiblement égal au deuxième entraxe (d2).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits rapports entre le nombre de dents N1 et la fréquence f1, mesurée en Hertz, et entre le nombre de dents N2 et la fréquence f2, mesurée en Hertz, sont sensiblement égaux à 5.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence f2 est au moins égale à environ 5 Hz.
  4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la fréquence f2 est au moins égale à environ 6 Hz.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la fréquence f2 est au moins égale à environ 8 Hz.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la fréquence f2 est au moins égale à environ 10 Hz.
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