EP2894522B1 - Echappement optimisé avec sécurité - Google Patents

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EP2894522B1
EP2894522B1 EP14186262.3A EP14186262A EP2894522B1 EP 2894522 B1 EP2894522 B1 EP 2894522B1 EP 14186262 A EP14186262 A EP 14186262A EP 2894522 B1 EP2894522 B1 EP 2894522B1
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EP
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resonator
stop member
wheel set
escape wheel
arresting means
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EP2894522A3 (fr
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Marc Stranczl
Gianni Di Domenico
Pascal Winkler
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Nivarox Far SA
Nivarox SA
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Nivarox Far SA
Nivarox SA
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    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/04—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance
    • G04C3/047—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance using other coupling means, e.g. electrostrictive, magnetostrictive
    • 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
    • G04B17/26—Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of the impulses
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C5/00—Electric or magnetic means for converting oscillatory to rotary motion in time-pieces, i.e. electric or magnetic escapements
    • G04C5/005—Magnetic or electromagnetic means
    • 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
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • 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
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • G04B15/08—Lever escapements
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    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • 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
    • G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
    • G04B43/002—Component shock protection arrangements

Definitions

  • the stopper 3 comprises second stop means 322 constituted by a set of pallets
  • the escapement mobile 4 comprises second stop means 422 constituted by a toothing arranged to cooperate with this set of pallets.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Micromachines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne un mécanisme d'échappement d'horlogerie comportant un arrêtoir entre un résonateur et un mobile d'échappement soumis à un couple d'entraînement inférieur ou égal à un couple nominal, ledit arrêtoir comportant un au moins un premier actionneur agencé pour coopérer avec ledit résonateur et un au moins un deuxième actionneur agencé pour coopérer avec ledit mobile d'échappement.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme d'échappement.
  • L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comportant au moins un tel mouvement.
  • L'invention concerne le domaine des mécanismes d'horlogerie pour la transmission de mouvement, et plus particulièrement le domaine des mécanismes d'échappement.
    • Arrière-plan de l'invention
  • Un mécanisme d'échappement qui comporte au moins une partie de sa transmission sans contact se caractérise par un meilleur rendement qu'un échappement entièrement mécanique.
  • Toutefois il est sensible aux chocs et aux surcouples auxquels peut être soumis le mobile d'échappement.
  • Le document US3183426A au nom de HAYDON décrit différentes variantes d'échappement magnétique.
  • Le document CH510285A au nom de FAR décrit un échappement à ancre avec un aimant de polarité prédéterminée à son extrémité libre.
  • Le document US3652955A au nom de CRUGER décrit un dispositif oscillant, comprenant un élément mécanique susceptible d'oscillation périodique, et un moyen pour appliquer une énergie électrique pour maintenir des oscillations périodiques dudit élément mécanique, et des électrets pour coupler électrostatiquement cet élément mécanique et ces moyens d'application d'une énergie électrique.
  • Le document EP2431823 au nom de BLANCPAIN SA décrit une ancre suisse dont la surface de repos de chaque palette est une portion d'un prisme de section elliptique dont l'axe de symétrie est confondu avec l'axe de pivotement de l'ancre.
    • Résumé de l'invention
  • La présente invention se propose de remplacer la force de contact mécanique entre un arrêtoir et un mobile d'échappement par un effort ou un couple sans contact d'origine magnétique ou électrostatique, avec un agencement qui permette d'assurer avec certitude et en toute sécurité la deuxième fonction de libération et blocage saccadés du mobile d'échappement, et qui permette une bonne protection contre les chocs et les surcouples.
  • A cet effet, l'invention concerne un mécanisme d'échappement d'horlogerie selon la revendication 1.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme d'échappement, comportant des moyens de stockage d'énergie coopérant avec ledit mobile d'échappement.
  • L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie, notamment une montre, comportant au moins un tel mouvement.
    • Description sommaire des dessins
  • 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 figure 1 représente, de façon schématisée et en coupe, un mécanisme d'échappement selon l'invention comportant des moyens d'arrêt à l'interface entre le résonateur et l'arrêtoir ;
    • la figure 2 représente, de façon schématisée et en coupe, un mécanisme d'échappement selon l'invention comportant des moyens d'arrêt à l'interface entre l'arrêtoir et le mobile d'échappement ;
    • la figure 3 est un schéma-blocs représentant une pièce d'horlogerie comportant un mouvement intégrant un mécanisme d'échappement selon l'invention.
    Description détaillée des modes de réalisation préférés
  • L'invention se propose de remplacer la force de contact mécanique usuelle entre un résonateur, notamment un balancier-spiral, et un arrêtoir, et entre un arrêtoir et un mobile d'échappement, notamment une roue d'échappement, par une force sans contact d'origine magnétique ou électrostatique.
  • Le but est d'améliorer le rendement de l'échappement, par la transmission d'efforts ou de couple à l'aide de champs magnétiques ou/et électrostatiques, et en conservant toutes les sécurités et le fonctionnement en cas de couple élevé à la roue d'échappement. (L'échappement ne décroche pas et ne se bloque pas).
    De plus, l'échappement magnétique ou électrostatique, permet, dans plusieurs cas d'avoir un système à force constante.
  • L'invention concerne un mécanisme d'échappement 1 d'horlogerie comportant un arrêtoir 3 entre un résonateur 2 et un mobile d'échappement 4.
  • Ce mobile d'échappement est soumis à un couple d'entraînement inférieur ou égal à un couple nominal.
  • L'arrêtoir 3 comportant un au moins un premier actionneur 31, qui est agencé pour coopérer avec le résonateur 2, et un au moins un deuxième actionneur 32, qui est agencé pour coopérer avec le mobile d'échappement 4.
  • Selon l'invention, le au moins un premier actionneur 31 comporte au moins une première masse polaire 310 magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement, et le résonateur 2 comporte au moins une première piste 21 magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement.
  • Et au moins la première masse polaire 310 ou/et la première piste 21 crée un premier champ magnétique ou électrostatique dans un premier entrefer 210 entre la au moins une première masse polaire 310 et la première piste 21. Ce premier champ a une intensité assurant l'entraînement relatif de l'arrêtoir 3 et du résonateur 2 tant que le couple appliqué au mobile d'échappement 4 est inférieur ou égal au couple nominal.
  • Selon l'invention, au moins l'arrêtoir 3 comporte des premiers moyens d'arrêt 211, 311, pour limiter le débattement relatif entre le au moins un premier actionneur 31 et le résonateur 2 quand le couple appliqué au mobile d'échappement 4 est supérieur au couple nominal.
  • Selon l'invention, l'arrêtoir 3 et le résonateur 2 comportent de tels premiers moyens d'arrêt 211, 311.
  • Selon l'invention, ces premiers moyens d'arrêt 211, 311, comportent une barrière magnétique ou électrisée agencée pour créer un champ magnétique ou électrostatique supérieur au premier champ magnétique ou électrostatique.
  • Dans une variante particulière, ces premiers moyens d'arrêt 211, 311, comportent au moins une butée mécanique.
  • Plus particulièrement, le au moins un deuxième actionneur 32 comporte au moins une deuxième masse polaire 320 magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement, et le mobile d'échappement 4 comporte au moins une deuxième piste 42 magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement. Au moins la deuxième masse polaire 320 ou/et la deuxième piste 42 crée un deuxième champ magnétique ou électrostatique dans un deuxième entrefer 420 entre la au moins une deuxième masse polaire 320 et la deuxième piste 42. Cet deuxième champ a une intensité assurant l'entraînement relatif de l'arrêtoir 3 et du mobile d'échappement 4 tant que le couple appliqué au mobile d'échappement 4 est inférieur ou égal audit couple nominal.
  • Et l'arrêtoir 3 ou/et le mobile d'échappement 4 comporte des deuxièmes moyens d'arrêt 322 ; 422 pour limiter le débattement relatif entre le au moins un deuxième actionneur 32 et le mobile d'échappement 4 quand le couple appliqué au mobile d'échappement 4 est supérieur au couple nominal.
  • Quand à la fois le au moins un premier actionneur 31 et le au moins un deuxième actionneur 32 sont ainsi équipés pour une transmission sans contact, le résonateur 2, l'arrêtoir 3, le mobile d'échappement 4, les premiers moyens d'arrêt 211, 311, et les deuxièmes moyens d'arrêt 322, 422, constituent ensemble un échappement mécanique se substituant, quand le couple est supérieur au couple nominal, à l'échappement sans contact constitué par le résonateur 2, l'arrêtoir 3, le mobile d'échappement 4, la première masse polaire 310 et la première piste 21, la deuxième masse polaire 320 et la deuxième piste 42, lequel échappement sans contact fonctionne quand le couple appliqué au mobile d'échappement 4 est inférieur ou égal au couple nominal, et sans autoriser la coopération de butée mécanique entre les premiers moyens d'arrêt 211, 311, ou/et les deuxièmes moyens d'arrêt 322 , 422, et les surfaces antagonistes du résonateur 2, ou de l'arrêtoir 3, ou du mobile d'échappement 4.
  • Plus particulièrement, l'arrêtoir 3 comporte des premiers moyens d'arrêt 311 constitués par un jeu de cornes, et le résonateur 2 comporte des premiers moyens d'arrêt 211 constitués par une goupille de plateau agencée pour coopérer avec ce jeu de cornes.
  • Plus particulièrement, ce jeu de cornes est complété par un dard, et la goupille de plateau est complétée par une encoche de plateau agencée pour coopérer avec ce dard.
  • Dans une réalisation particulière, ce dard est un dard magnétique ou électrisé.
  • Plus particulièrement, l'arrêtoir 3 comporte des deuxièmes moyens d'arrêt 322 constitués par un jeu de palettes, et le mobile d'échappement 4 comporte des deuxièmes moyens d'arrêt 422 constitués par une denture agencée pour coopérer avec ce jeu de palettes.
  • Dans des réalisations particulières, la première piste 21 comporte une couche magnétisée d'épaisseur variable, ou respectivement une couche électrisée d'épaisseur variable, ou une couche magnétisée d'épaisseur constante mais de magnétisation variable, ou respectivement une couche électrisée d'épaisseur constante mais d'électrisation variable, ou une densité surfacique variable de micro-aimants, ou respectivement une densité surfacique variable d'électrets, ou une couche ferromagnétique d'épaisseur variable, ou une respectivement une couche conductrice électrostatiquement d'épaisseur variable, ou une couche ferromagnétique de forme variable, ou respectivement une couche conductrice électrostatiquement de forme variable, ou une couche ferromagnétique avec une densité surfacique de trous variable, ou respectivement une couche conductrice électrostatiquement avec une densité surfacique de trous variable.
  • Dans des réalisations particulières, la deuxième piste 42 comporte une couche magnétisée d'épaisseur variable, ou respectivement une couche électrisée d'épaisseur variable, ou une couche magnétisée d'épaisseur constante mais de magnétisation variable, ou respectivement une couche électrisée d'épaisseur constante mais d'électrisation variable, ou une densité surfacique variable de micro-aimants, ou respectivement une densité surfacique variable d'électrets, ou une couche ferromagnétique d'épaisseur variable, ou une respectivement une couche conductrice électrostatiquement d'épaisseur variable, ou une couche ferromagnétique de forme variable, ou respectivement une couche conductrice électrostatiquement de forme variable, ou une couche ferromagnétique avec une densité surfacique de trous variable, ou respectivement une couche conductrice électrostatiquement avec une densité surfacique de trous variable.
  • Dans une réalisation particulière, l'arrêtoir 3 est une ancre.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 100 comportant au moins un tel mécanisme d'échappement 1, comportant des moyens de stockage d'énergie 5 coopérant avec le mobile d'échappement 4.
  • L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 200, notamment une montre, comportant au moins un tel mouvement 100.
  • Les figures ne sont qu'un exemple, on peut par exemple modifier la roue d'échappement pour qu'elle soit à deux niveaux et l'ancre à un seul niveau (excepté le dard).
  • En somme, l'invention réalise deux échappements en un.
  • Ces deux échappements peuvent être soit mécaniques, magnétiques, électrostatiques, ou autre.
  • Ces deux échappements ne sont pas en concurrence, mais leurs plages de fonctionnement permettent que le deuxième échappement prenne le relais lorsque le premier sort de sa plage de couple admissible.
  • En cas de couple trop élevé, le second échappement évite un décrochage, et ne bloque pas le système.
  • L'échappement « principal » magnétique, par exemple, a un meilleur rendement car il fonctionne sans frottement et est, par exemple, à « force constante ». il est, encore, silencieux, et présente de bonnes propriétés chronométriques. Il peut par contre présenter un problème de sécurité, et de décrochage en cas de choc ou de surcouple au niveau du mobile d'échappement. Le deuxième échappement complémentaire, de type mécanique dans une variante particulière, robuste mais de rendement plus faible et difficilement à force constante, prend justement le relais lorsque le couple est extrême pour le premier échappement. Les deux échappements combinés sont donc complémentaires et présentent globalement de meilleures propriétés.

Claims (9)

  1. Mécanisme d'échappement (1) d'horlogerie comportant un arrêtoir (3) entre un résonateur (2) et un mobile d'échappement (4) soumis à un couple d'entraînement inférieur ou égal à un couple nominal de valeur sensiblement non nulle, ledit arrêtoir (3) comportant au moins un premier actionneur (31) agencé pour coopérer avec ledit résonateur (2) et au moins un deuxième actionneur (32) agencé pour coopérer avec ledit mobile d'échappement (4), caractérisé en ce que ledit au moins un premier actionneur (31) comporte au moins une première masse polaire (310) magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement, et en ce que ledit résonateur (2) comporte au moins une première piste (21) magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement, et au moins ladite première masse polaire (310) ou/et ladite première piste (21) créant un premier champ magnétique ou électrostatique dans un premier entrefer (210) entre ladite au moins une première masse polaire (310) et ladite première piste (21), ledit premier champ ayant une intensité assurant l'entraînement relatif dudit arrêtoir (3) et dudit résonateur (2) tant que le couple appliqué audit mobile d'échappement (4) est inférieur ou égal audit couple nominal, caractérisé en ce que ledit arrêtoir (3) comporte des premiers moyens d'arrêt d'arrêtoir (311), et en ce que ledit résonateur (2) comporte des premiers moyens d'arrêt de résonateur (211), et caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d'arrêt d'arrêtoir (311) et lesdits premiers moyens d'arrêt de résonateur (211) comportent une barrière magnétique ou électrisée agencée pour créer au-delà dudit premier entrefer (210) un champ magnétique ou électrostatique supérieur audit premier champ magnétique ou électrostatique pour limiter le débattement relatif entre ledit premier actionneur (31) et ledit résonateur (2) quand le couple appliqué audit mobile d'échappement (4) est supérieur audit couple nominal.
  2. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens d'arrêt d'arrêtoir (311) et lesdits premiers moyens d'arrêt de résonateur (211) comportent au moins une butée mécanique.
  3. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit au moins un deuxième actionneur (32) comporte au moins une deuxième masse polaire (320) magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement, et en ce que ledit mobile d'échappement (4) comporte au moins une deuxième piste (42) magnétisée ou ferromagnétique, respectivement électrisée ou conductrice électrostatiquement, et au moins ladite deuxième masse polaire (320) ou/et ladite deuxième piste (42) créant un deuxième champ magnétique ou électrostatique dans un deuxième entrefer (420) entre ladite au moins une deuxième masse polaire (320) et ladite deuxième piste (42), ledit deuxième champ ayant une intensité assurant l'entraînement relatif dudit arrêtoir (3) et dudit mobile d'échappement (4) tant que le couple appliqué audit mobile d'échappement (4) est inférieur ou égal audit couple nominal, et encore caractérisé en ce que ledit arrêtoir (3) ou/et ledit mobile d'échappement (4) comporte des deuxièmes moyens d'arrêt (322 ; 422) pour limiter le débattement relatif entre ledit au moins un deuxième actionneur (32) et ledit mobile d'échappement (4) quand le couple appliqué audit mobile d'échappement (4) est supérieur audit couple nominal.
  4. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit résonateur (2), ledit arrêtoir (3), ledit mobile d'échappement (4), ladite première masse polaire (310) et ladite première piste (21), ladite deuxième masse polaire (320) et ladite deuxième piste (42), lesdits premiers moyens d'arrêt (211 ; 311), et lesdits deuxièmes moyens d'arrêt (322 ; 422), forment ensemble un premier mécanisme d'échappement sans contact agencé pour fonctionner quand le couple appliqué audit mobile d'échappement (4) est inférieur ou égal audit couple nominal et sans autoriser de coopération de butée mécanique entre lesdits premiers moyens d'arrêt d'arrêtoir (311) et lesdits premiers moyens d'arrêt de résonateur (211), ou/et lesdits deuxièmes moyens d'arrêt (322 ; 422), et les surfaces antagonistes dudit résonateur (2), ou dudit arrêtoir (3), ou dudit mobile d'échappement (4).
  5. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit résonateur (2), ledit arrêtoir (3), ledit mobile d'échappement (4), lesdits premiers moyens d'arrêt (211 ; 311), et lesdits deuxièmes moyens d'arrêt (322 ; 422), constituent ensemble un échappement mécanique agencé pour se substituer, quand le couple est supérieur au couple nominal, à l'échappement sans contact constitué par ledit résonateur (2), ledit arrêtoir (3), ledit mobile d'échappement (4), ladite première masse polaire (310) et ladite première piste (21), ladite deuxième masse polaire (320) et ladite deuxième piste (42), lequel échappement sans contact étant agencé pour fonctionner quand le couple appliqué audit mobile d'échappement (4) est inférieur ou égal au couple nominal, et sans autoriser de coopération de butée mécanique entre lesdits premiers moyens d'arrêt d'arrêtoir (311) et lesdits premiers moyens d'arrêt de résonateur (211), ou/et lesdits deuxièmes moyens d'arrêt (322 , 422), et les surfaces antagonistes dudit résonateur (2), ou dudit arrêtoir (3), ou dudit mobile d'échappement (4)..
  6. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit arrêtoir (3) comporte des deuxièmes moyens d'arrêt (322) constitués par un jeu de palettes, et en ce que ledit mobile d'échappement (4) comporte des deuxièmes moyens d'arrêt (422) constitués par une denture agencée pour coopérer avec ledit jeu de palettes.
  7. Mécanisme d'échappement (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit arrêtoir (3) est une ancre.
  8. Mouvement d'horlogerie (100) comportant au moins un mécanisme d'échappement (1) selon l'une des revendications 1 à 6.
  9. Pièce d'horlogerie (200) comportant au moins un mouvement (100) selon la revendication 8.
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