EP3108305A1 - Procede d'entretien et de regulation d'un resonateur d'horlogerie - Google Patents

Procede d'entretien et de regulation d'un resonateur d'horlogerie

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EP3108305A1
EP3108305A1 EP15700569.5A EP15700569A EP3108305A1 EP 3108305 A1 EP3108305 A1 EP 3108305A1 EP 15700569 A EP15700569 A EP 15700569A EP 3108305 A1 EP3108305 A1 EP 3108305A1
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EP
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resonator mechanism
resonator
modulation
periodic
frequency
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Thierry Hessler
Davide Sarchi
Marc Stranczl
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Swatch Group Research and Development SA
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Definitions

  • the invention relates to a method for servicing and regulating the frequency of a clockwork resonator mechanism during the operation of said resonator mechanism around its natural frequency, according to which method at least one regulating device acting on said method is implemented.
  • resonator mechanism with a periodic movement, wherein said periodic movement imposes a periodic modulation of the resonant frequency and / or the quality factor and / or the position of the rest point of said resonator mechanism, with a regulating frequency of said regulating device which is between 0.9 times and 1.1 times the value of an integer multiple of said natural frequency, said integer being greater than or equal to 2, and less than or equal to 10.
  • the invention relates to the field of time bases in mechanical watchmaking.
  • EP 1 843 227 A1 of the same applicant describes a coupled resonator comprising a first low frequency resonator for example of the order of a few hertz and a second resonator at higher frequency, for example of the order of one kilohertz.
  • the invention is characterized in that the first resonator and the second resonator comprise permanent mechanical coupling means, said coupling making it possible to stabilize the frequency in the event of external disturbances, for example in the event of shocks.
  • the document CH 615 314 A3 in the name of PATEK PHILIPPE SA describes a mobile watch clock regulation unit, comprising an oscillating balance mechanically maintained by a spiral spring, and a vibrating member magnetically coupled with a fixed member for synchronizing the balance. .
  • the invention proposes to manufacture a time base as accurate as possible.
  • the invention relates to a method for servicing and regulating the frequency of a clock resonator mechanism during the operation of said resonator mechanism around its natural frequency, according to which method at least one device is implemented.
  • said regulator acting on said resonator mechanism with a periodic movement, wherein said periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency and / or the quality factor and / or the position of the resting point of said resonator mechanism, with a control frequency said regulating device which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of said natural frequency, said integer being greater than or equal to 2, and less than or equal to 10, characterized in that said periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of said resonator mechanism, by acting on the losses and / or the damping and / o u the friction of said resonator mechanism.
  • the invention also relates to a method for frequency maintenance and regulation of a clock resonator mechanism during the operation of said resonator mechanism around its natural frequency, according to which method at least one regulating device acting on said resonator mechanism with a periodic movement, wherein said periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency and / or the quality factor and / or the position of the rest point of said resonator mechanism, with a regulating frequency of said regulating device which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of said natural frequency, said integer being greater than or equal to 2, and less than or equal to 10, characterized in that said method is applied to a said resonator mechanism comprising at least one balance-spring assembly comprising a balance, and in that the quality factor is modified é é said said resonator mechanism by the setting under oscillation under the action of said secondary balancers balance device with high unbalance residual eccentric mounted on said balance.
  • the invention also relates to a method for servicing and regulating the frequency of a clock resonator mechanism during the operation of said resonator mechanism around its natural frequency, according to which method is implemented at least one regulating device acting on said resonator mechanism with a periodic movement, wherein said periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency and / or the quality factor and / or the position of the resting point of said resonator mechanism, with a control frequency of said regulating device which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of said natural frequency, said integer being greater than or equal to equal to 2, and less than or equal to 10, characterized in that said method is applied to a said resonator mechanism comprising at least one balance comprising a ferrule holding a torsion wire which constitutes an elastic return means of said resonator mechanism, and in that at least one said regulating device is operated by controlling a periodic variation of the nsion said torsion wire.
  • the invention also relates to a method for frequency maintenance and regulation of a clock resonator mechanism during the operation of said resonator mechanism around its natural frequency, according to which method at least one regulating device acting on said resonator mechanism with a periodic movement, wherein said periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency and / or the quality factor and / or the position of the rest point of said resonator mechanism, with a regulating frequency of said regulating device which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of said natural frequency, said integer being greater than or equal to 2, and less than or equal to 10, characterized in that said method is applied to a said resonator mechanism comprising at least one tuning fork and in that at least one said regulating device is actuated on the fixing of the said tuning fork, or / and on a mobile exercising a support on at least one arm of said tuning fork.
  • FIG. 1 is a diagrammatic, partial and plan view of a parametric resonator mechanism controlled according to the invention, comprising a balance-spring balance constituting a resonator and whose inertia and / or quality factor. is modulated by masses arranged radially or tangentially by means of springs and excited at a frequency twice the frequency of the spring-balance resonator incorporating this balance, the spiral of which is not shown; this balance carries on its serge elements vibrating radially or tangentially during the pivoting movement of the balance;
  • FIG. 2 shows schematically, partially and in plan, a rocker having four radial springs connected to the serge and carrying masses, and subject to a control excitation at a frequency double the frequency of the balance spring resonator incorporating this balance, whose spiral is not represented;
  • FIG. 3 shows, schematically, partially and in plan, a pendulum carrier pendulum-spiral embedded each with a strong unbalance, mounted free;
  • FIG. 4 shows, schematically, partially and in plan, a rocker suspended by two diametrically opposed radial springs, the trajectory of the center of gravity of the balance corresponding to the common direction of these two springs;
  • FIGS. 5A, 5B, 5C show, schematically, partially and in plan, a beam bearing on its serge elements which pivot during the pivoting movement of the balance;
  • FIG. 6 shows schematically, partially and in plan, a balance in the vicinity of which a slider aerodynamic brake is movable at a frequency twice that of the balance spring resonator incorporating the balance, the spiral is not represent ;
  • FIG. 7 represents a rocker similar to that of FIG. 3, with two high unbalance balance-springs, mounted free on the same diameter and in an unbalance alignment position, different (at the point of rest) from those of Figure 3, and either in phase or alternating anti-phase;
  • FIG. 8 shows schematically, partially and in plan, a tuning fork whose arm is in contact with a friction pad excited at a frequency double the frequency of the tuning fork resonator;
  • FIG. 9 illustrates a resonator mechanism comprising a balance comprising a ferrule holding a torsion wire, a regulator device of which controls a periodic variation of the voltage with a frequency twice that of the balance resonator and torsion wire;
  • FIG. 10 is a diagrammatic representation of a regulated parametric resonator mechanism according to the invention, comprising a balance-spring balance wheel, the outer spiral of which is fixed to a peak to which a regulating device imposes a periodic movement; piton being movable in translation, pivoting, and tilting in space to twist the spiral if necessary;
  • FIG. 1 1 shows, schematically, a hairspring equipped with a pin racking mechanism, with a connecting rod-crank system to actuate a continuous movement of the racket, for a continuous variation of the active length of the hairspring;
  • FIG. 12 shows, schematically, a hairspring on which a cam, for a continuous variation of the active length of the hairspring and / or the position of the attachment point and / or the spiral geometry.
  • This figure is a simplified representation where a single cam presses on the hairspring on one side only; it is obviously possible to combine two cams arranged to clamp the spiral on both sides;
  • FIG. 13 represents, in a schematic and partial manner, the hairspring of a balance-hairspring assembly, with an additional turn fastened to this hairspring and lining locally with the end curve of the hairspring, and a control device actuating an end this additional turn;
  • FIG. 14 illustrates a hairspring with, in the vicinity of its terminal curve, another turn which is held at a first end by a support operated by a regulating device, and which is free at a second end arranged to periodically come into contact with the terminal curve under the action of the regulating device on this support;
  • FIG. 15 illustrates a regulation obtained with a resonator of the type of FIG. 2;
  • FIGS. 16A and 16B illustrate a modification of the center of gravity of the resonator, with a spring-balance resonator comprising a rocker carrying substantially radial springs attached to the serge and carrying oscillating weights, some inwards and others out of the serge;
  • FIGS. 17A and 17B illustrate, in a similar manner to FIG. 5, another finned pivot balancer system for modifying aerodynamic losses and inertia;
  • FIGS. 18A to 18D illustrate a modulation of the center of gravity, on the basis of a resonator such as that of FIG. 3 or FIG. 7, comprising on-board spiral balances;
  • FIG. 19 illustrates an embodiment of a parametric oscillator with a balance bushing bearing a silicon spring carrying a peripheral weight weighted by a gold layer, the spring-motor assembly oscillating at a frequency of R regulation;
  • FIG. 20 represents a rocker arm with spring-spring assemblies similar to that of FIG. 19;
  • FIG. 21 shows a tuning fork, a branch is carrying a secondary balance-spiral assembly mounted crazy pivoting;
  • FIG. 22 represents a tuning fork whose branch carries a spring-flyweight assembly mounted free in vibration
  • FIG. 23 represents, in the form of a block diagram, a watch comprising a mechanical movement with a resonator mechanism regulated according to the invention by a double frequency regulating device.
  • the object of the invention is to manufacture a time base for rendering a timepiece, in particular a mechanical timepiece, in particular a mechanical watch, as accurately as possible.
  • a parametric resonator system makes it possible in particular to reduce the influence of this escapement mechanism, and thus make the watch more accurate.
  • a parametric oscillator uses, for the maintenance of oscillations, a parametric actuation which consists in varying at least one of the parameters of the oscillator with a regulation frequency R.
  • regulator 2 the oscillator which serves for maintenance and frequency regulation of the other maintained system, which remains referred to as “the resonator” 1.
  • T is the kinetic energy and V the potential energy and inertia / (t), the stiffness k (t) and the rest position x 0 (t) of said resonator are a periodic function of time, x is the generalized coordinate of the resonator.
  • the equation of the forced and damped parametric resonator is obtained by the Lagrange equation for the Lagrangian L by adding a forcing f (t) and a Langevin force taking into account the dissipative mechanisms:
  • the function f (t) takes the value 0 in the case of a non-forced oscillator.
  • This function f (t) can, again, be a periodic function, or be representative of a Dirac type pulse.
  • the invention consists in varying, by the action of a maintenance oscillator called regulator, one and / or the other, or all, the terms 3 (t), k (t), l (t) ), x 0 (t), with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple, in particular double, of the natural frequency ⁇ of the oscillator system to be regulated.
  • a maintenance oscillator called regulator
  • the function f (t) takes the value 0 in the case of a non-forced oscillator.
  • This function f (t) can, again, be a periodic function, or be representative of a Dirac type pulse.
  • the invention consists in varying, by the action of a maintenance oscillator or regulator 2, one and / or the other, or all, the terms 3 (t), k (t), l ( t), x 0 (t), with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple, this integer being greater than or equal to 2, in particular equal to 2, of the natural frequency ⁇ of the oscillator system to be regulated, in this case the resonator 1.
  • the regulation frequency R is between 1.8 times and 2.2 times the natural frequency ⁇ , and more particularly, the regulation frequency R is twice the natural frequency ⁇ .
  • one or more terms, or all the terms 3 (t), k (t), 1 (t), x 0 (t), vary with a regulation frequency R thus defined, and which is preferably multiple integer , in particular double, of the natural frequency ⁇ of the resonator system 1 to be regulated.
  • the maintenance oscillator or regulator in addition to the modulation of the parametric terms, also introduces a non-parametric maintenance term f (t), whose amplitude is negligible once the parametric regime is reached [W]. . B. Case, The pumping of a swing from the standing position, Am. J. Phys. 64, 215 (1996)].
  • forcing term f (t) may be introduced by a second maintenance mechanism.
  • the maintenance oscillator or regulator 2 allows, again, to vary, if it is not zero, the term f (t).
  • the term of zero order can still take the form ⁇ 2 ( ⁇ , t), where A is the amplitude of oscillation.
  • the invention relates to a method and system for maintenance and frequency regulation of a clock resonator mechanism 1 around its natural frequency ⁇ .
  • at least one regulating device 2 acting on the resonator mechanism 1 is used with a periodic movement.
  • At least one regulating device 2 is printed which imparts periodic movement to at least one internal component of the resonator mechanism 1, or to an external component exerting an influence on such an internal component such as aerodynamic influence or braking, or still modulating a magnetic or electrostatic or electromagnetic or similar field exerting a so-called recall force (to be taken here in a broad sense: of attraction or repulsion) on such an internal component of the resonator 1.
  • This periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency and / or the quality factor and / or the position of the rest point of the resonator mechanism 1, with a regulation frequency ⁇ which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • the watch designer seeks to obtain the highest possible.
  • This quality factor depends on the architecture of the resonator, and also on all the operating parameters of the resonator, in particular the natural frequency, and it still depends on the operating environment of the resonator.
  • a first design option may be to set the quality factor to a constant value, as soon as this value, modeled and verified experimentally, is considered sufficient. If this first option seems reassuring, it proves poorly adapted to the alternative type of operation of the resonators used in watchmaking, and in particular seems unrealistic with regard to areas of reversal of meaning or reversals.
  • the invention chooses a second option that takes into account these phenomena related to alternation.
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, in acting on the losses and / or damping and / or friction of the resonator mechanism 1.
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, acting on the aerodynamic losses of the resonator mechanism 1, by deformation of the resonator mechanism 2 and / or by modification of the surrounding environment of the resonator mechanism 1.
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, modulating the internal damping of the elastic return means that the resonator mechanism 1 comprises.
  • the periodic motion imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, modulating the mechanical friction within the resonator mechanism 1.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation at least of the resonance frequency of the resonator mechanism 1, with such a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation at least of the quality factor of the resonator mechanism 1, with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1.1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation at least of the resting point of the resonator mechanism 1, with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation at least of the resonance frequency and the quality factor of the resonator mechanism 1, with a frequency of regulation R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation at least of the quality factor and the rest point of the resonator mechanism 1, with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation at least of the resonant frequency and the rest point of the resonator mechanism 1, with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency and the quality factor and the rest point of the resonator mechanism 1, with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1.1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ , this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10.
  • all the modulations are made, or with the same frequency u) R, OR with frequencies R multiples of each other.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency of the resonator mechanism 1, acting on the rigidity and / or the inertia of the resonator mechanism 1. More particularly, this periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency of the resonator mechanism 1, by imposing both a modulation of the rigidity of the resonator mechanism 1 and an inertia modulation of the resonator mechanism 1.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency of the resonator mechanism 1, by imposing a modulation of the inertia of the resonator mechanism 1 by modulation of the mass distribution of the resonator mechanism 1, and or by deformation of the resonator mechanism 1 (as visible in FIGS. 1, 2, or 3), and / or by modulation of the position of the center of gravity of the resonator mechanism 1 as visible for example in the sketch of FIG. 4 .
  • FIGS. 16A and 16B also illustrate a modification of the center of gravity of the resonator, and also of its inertia.
  • FIGS. 18A to 18D illustrate a modulation of the center of gravity, on the basis of a resonator such as that of FIG. 3 or FIG. 7.
  • a system comprises secondary balance-springs. 260 on board.
  • These secondary spiral balances 260 are advantageously replaced by systems without axes, that is to say, flexible guidance, this all the more easily as the amplitude of their oscillation is not necessarily high. In this case, only the inertia of the main balance spring is modified. Depending on the angular position of the unbalance of the small balance-springs, it is thus possible to create a system whose center of gravity is modulated.
  • Such a modulation of the position of the center of gravity is preferably a dynamic modulation, acting on one or more of the components of the resonator 1.
  • Inertia modulation is achievable by shape modification, by mass change, or by changing the center of gravity of the resonator relative to its center of rotation, for example with the use of a flexible balance. It is also possible to use on-board resonators, with an asymmetry with an adequate phase ratio, as can be seen in FIG. 7, where the imbalances are either in phase or alternating anti-phase.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency of the resonator mechanism 1, by imposing a modulation of the rigidity of an elastic return means that comprises the resonator mechanism 1 or a modulation of a return exerted by a magnetic or electrostatic or electromagnetic field within the resonator mechanism 1. More particularly, in this second variant, the periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency of the resonator mechanism 1, by imposing a modulation of the active length of a spring that includes the oscillator mechanism 1 (as visible in FIGS. 1 and 12), or a modulation of the section of a spring that comprises the oscillator mechanism 1 (as visible in FIGS.
  • the modulation of the modulus of elasticity of a component of the resonator 1 can be obtained by the implementation of a piezoelectric system, an electric field (electrodes), a localized periodic heating, by the action of a magnetic field subjecting particular alloys to expansion, by opto-mechanical resonance systems, by torsion or twisting, in particular for shape memory materials.
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the resonance frequency of the resonator mechanism 1 by imposing on the a modulation of the rigidity of the resonator mechanism 1, and a modulation of the position of the rest point of the resonator mechanism 1.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, acting on the losses and / or the damping and / or the friction of the resonator mechanism 1 .
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, acting on the aerodynamic losses of the resonator mechanism 1, by deformation of the resonator mechanism 1 (as visible in FIG. on a rocker provided with pivoting fins, or in FIG. 17) and / or by modifying the environment around the resonator mechanism 1 (as can be seen in FIG. 6, where a slider with a periodic movement modifies the air flow around the pendulum);
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, by modulating the internal damping of the elastic return means that comprises the resonator mechanism 1, for example with a circulation of liquid in a hollow body (for example the balance spring or the balance of a balance spring assembly), or else under the effect of a twist applied periodically to a spiral spring or the like, causing both modifications induced stiffness and damping of the resonator comprising this spring.
  • a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1 by modulating the internal damping of the elastic return means that comprises the resonator mechanism 1, for example with a circulation of liquid in a hollow body (for example the balance spring or the balance of a balance spring assembly), or else under the effect of a twist applied periodically to a spiral spring or the like, causing both modifications induced stiffness and damping of the resonator comprising this spring.
  • the internal losses can be modified without modifying the rigidity: two springs are substituted for a single spring of equivalent overall stiffness, the internal losses are then greater; it is possible in particular to put in series, or in parallel as the case may be, two springs, one of which may be pre-constrained.
  • Another way to change losses while keeping the same rigidity is to use, on a spring, or a thermal compensation by doping silicon, or a thermo-elastic effect with a heat transfer between two different parts of the coil of a spring.
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, modulating the mechanical friction within the resonator mechanism 1, with an effect similar to a virtual increase in gravity.
  • a friction blade cooperates modulated with an arm of a tuning fork.
  • this periodic movement imposes a periodic modulation of the resting point of the resonator mechanism 1, by modulation of the fixing position of the resonator mechanism 1 and / or by modulation of the equilibrium between the restoring forces acting on the resonator mechanism 1.
  • the modulation of the fixing position of the resonator mechanism 1 can be exerted on at least one point of attachment of this resonator 1.
  • a resonator 1 with spring balance 3 it is possible to act on the pin and / or on the ferrule 7 fixing the spiral 4, on at least one pivot point by action on the anti-shock pivots.
  • certain functions of the movement can be used, for example in a conventional escapement mechanism, the percussion of the anchor on springs or the like.
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the rest point of the resonator mechanism 1, by modulating the equilibrium between the restoring forces acting on the resonator mechanism 1 generated by means mechanical elastic return and / or magnetic return means and / or electrostatic return means.
  • the simplest is to subject the resonator to several recall forces of different origins, of which it is sufficient to modulate at least one in time, intensity and / or direction. These forces are not necessarily all of the same nature, some may be mechanical (springs) and others related to the application of a field.
  • a particular example is the application to a balance spring 3 equipped with two spirals, the modulation of position of only one of the pitons is enough to modulate the balance.
  • a twist of a spiral spring is a good way to change the balance of forces applied to the resonator 1, and thus to modulate their balance.
  • we can apply the six degrees of freedom to the peak the figure representing a particular simplified application, including rotation around the Z axis can be advantageous;
  • the modulation of the position of the rest position is combined with a modulation of the rigidity according to the first mode: in fact, often, if the equilibrium of the forces is modified, the overall rigidity.
  • the modulation action on the rest point then combines with a modulation action of the stiffness.
  • the modulation is carried out on at least one of these elements.
  • the periodic movement imposes a periodic modulation of the quality factor of the resonator mechanism 1, and according to the invention, the periodic movement, at the same regulation frequency R, is printed at the same time.
  • the regulator mechanism 2 imposes a periodic modification of the frequency of the resonator mechanism 1 having a greater relative amplitude than the inverse of the quality factor of the resonator mechanism 1.
  • such a regulator device 2 acts on at least one attachment of the resonator mechanism 1.
  • the periodic modulation of the different characteristics: resonant frequency, quality factor, rest point, is done for each according to multiples different from the frequency ⁇ , (for example, a modulation rigidity with twice the base frequency and modulation of the quality factor at quadruple of the base frequency), this does not bring any particular advantage, because the maximum of the effect and stability of parametric amplification is obtained when the frequency is twice the base frequency.
  • the modulation of all the parameters is done according to the same frequency R.
  • the invention is applied to a resonator mechanism 1 comprising at least one elastic return means 40, and at least one such regulator device 2 is actuated by controlling a periodic variation in the frequency of the resonator mechanism 1 and / or or the quality factor of this resonator mechanism 1.
  • the invention is applied to a resonator mechanism 1 comprising at least one balance-spring assembly 3 comprising a rocker arm 26 with at least one spiral 4 as an elastic return means 40. More particularly, such as visible in FIG. 3, the inertia and the quality factor of the resonator mechanism 1 are modified by oscillating, by the regulating device 2, secondary balances 260 with high residual unbalance 261 mounted eccentrically on the balance 26, and oscillating according to the speed of the resonator 1.
  • the quality factor of the resonator mechanism 1 is modified by a modification of the friction in FIG. the air of the balance 26, generated by a local modification of the geometry of the balance 26 under the action of the regulating device 2, the device is here on the balance wheel 26.
  • the balance 26 may carry modulation fins (to distinguish braking fins that may comprise a simple speed regulator, as explained above), including wing-shaped profiled wing wings articulated at the periphery of this beam 26, in particular by flexible guides or the like, these fins being preferably reversible and can then rock entirely in the direction of movement.
  • these fins are held by flexible blades.
  • the speed is intermediate the fins are close to the serge, according to Figure 5A.
  • an aerodynamic effect causes them to rise (airfoil effect), during the reversal the fins pass on the other side as can be seen in FIG. 5C.
  • the inertia is modified with a frequency which is 4 times the natural frequency of the balance-spring resonator.
  • An air-brake type air friction is thus obtained, with a flap at the periphery of the balance, having an influence on the quality factor and / or on the inertia.
  • This flap can be pivotally mounted free, or pivoted and recalled by a spiral type spring or flexible guide or the like.
  • One variant may consist of a variable geometry balance serge
  • the quality factor of the resonator mechanism 1 is modified by a modification of the friction in the air of the balance 26 generated by a local modification of this geometry.
  • pendulum 26 under the action of the regulator device 2. It will be noted that the regulator 2 can move independently of the speed of the regulator 1.
  • a particular variant consists in combining this variant with the preceding variant of oscillating eccentric balance-spring balances 260.
  • the invention is also applicable to resonator mechanisms 1 without mechanical return means.
  • the periodic movement of the regulating mechanism 2 imposes the modulation of the frequency and / or the quality factor and / or the position of the resting point of the resonator mechanism 1 by means of an electrical or magnetic or electromagnetic force at a distance.
  • FIG. 9 Another variant of application of the invention, visible in FIG. 9, relates to a resonator mechanism 1 comprising at least one balance 26 comprising a ferrule 7 holding a torsion wire 46 which constitutes an elastic return means 40, in which action is taken at least one regulating device 2 controlling a periodic variation of the tension of the torsion wire 46.
  • the torsion wire is replaced by a flexible guide.
  • a resonator mechanism 1 comprising at least one tuning fork, where at least one regulating device 2 is actuated by controlling a periodic variation of the frequency of the resonator mechanism 1 and / or the rigidity of at least one arm of the tuning fork defining the quality factor of the resonator mechanism 1. More particularly, the regulating device 2 can act on the tuning fork, or / and on a mobile bearing a support on at least one arm of the tuning fork. It should be noted that such a tuning fork is not necessarily in the conventional form of a fork, and may take, among other possible forms, a heart shape or a form of H.
  • the invention is still applicable to a resonator with a single arm, or a resonator working in torsion, or in elongation.
  • the invention makes it possible to use the regulator device 2 for starting and / or maintaining the resonator mechanism 1.
  • this regulating device 2 is in cooperation with a mechanism for starting and / or maintaining the resonator mechanism 1 to increase the oscillation amplitude of the resonator 1.
  • the invention advantageously allows co-maintenance: low consumption standard maintenance, combined with the parametric process to support the oscillation.
  • the regulator device 2 is used for the continuous maintenance of the resonator mechanism 1, alone or in cooperation with a start-up mechanism and / or impulse maintenance.
  • Such maintenance can be obtained with a balance-balance system, comprising a balance comprising on its serge springs carrying oscillating weights, according to the configuration of Figure 2.
  • An escapement anchor, or the like then allows to excite oscillations of the pendulum and the small weights.
  • the springs and the weights oscillate at a frequency, here double, of the natural frequency of the spiral balance.
  • the weights oscillate by inertial coupling.
  • the parametric effect takes place because the inertia of the pendulum then varies at a frequency twice that of the balance-spring.
  • Figure 15 illustrates a regulation obtained with such a resonator. It should be noted that in this case, the aerodynamic losses are also modified.
  • Another example is to use a detent escapement, also counting, in cooperation with a regulating mechanism 2 acting on the rigidity of the hairspring 4 (with pins that move).
  • the invention also relates to a clockwork movement comprising at least one resonator mechanism 1.
  • this movement comprises at least one such regulator device 2, arranged to act on the resonator mechanism 1, by imposing a periodic modulation of one or more physical characteristics of the resonator mechanism 1: resonant frequency and / or factor of quality and / or point of rest, with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1.1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ of the resonator mechanism 1, this integer being greater than or equal to 2 and less than or equal to 10 .
  • this regulator device 2 is arranged to act on the resonator mechanism 1 by directly impressing it with a periodic movement with such a regulation frequency R.
  • this regulator device 2 acts on at least one attachment of the resonator mechanism 1, and / or on the frequency, in particular on the rigidity and / or the inertia, of the resonator mechanism 1, and / or on the quality factor of the resonator mechanism 1, and / or on the losses or friction of the resonator mechanism 1.
  • this regulator device 2 acts on the resonator mechanism 1 by printing the periodic movement to a component of the resonator mechanism 1 and / or to a mechanism generating losses on at least one component of the resonator mechanism 1.
  • the invention also relates to a timepiece 30 comprising at least one such watch movement 10.
  • One of the advantages of these systems is to be able to operate a high frequency hairspring, despite the inherent decrease in exhaust performance.
  • the constituents of the regulator 2 can be embedded on certain components of the resonator 1.
  • the invention does not require a secondary excitation circuit, it is the sizing of the regulator components that allows it to swing to a frequency R defined in its particular relation with respect to the natural frequency ⁇ of the resonator 1.
  • FIG. 1 represents a regulated parametric resonator mechanism 1 according to the invention, comprising a balance spring 3 with a balance 26 and a not shown spiral constituting a resonator.
  • the inertia and / or the quality factor is modulated by flyweights 71 arranged radially or tangentially by means of springs 72, the latter fixed at points of connection 73 to the structure of the rocker 26, in particular its serge .
  • These flyweight-spring assemblies are excited at a frequency that is twice the frequency ⁇ of the resonator 1 with spring balance 3.
  • the resonator 1 here carries the elements of the regulator 2 constituted by the flyweight-spring assemblies, which vibrate radially and / or tangentially during of the pivoting movement of the balance wheel 26.
  • the radial vibration of the flyweights affects the inertia and the friction term, the tangential vibration affects the dynamic inertia.
  • the rocker 26 again carries arms 85 carrying vibrating blades 84, which oscillate essentially radially.
  • the springs 72 are preferably of large volume in comparison with the balance, their radial grip is for example of the order of the beam radius of the beam itself, or even more with example a radial grip of the spring 72 and the weight 71 equivalent to four times the radius of a ferrule 7.
  • all the vibratory assemblies that the regulator comprises oscillate at the same frequency R defined by the invention can still be accepted that some of them oscillate at an integer multiple frequency of this frequency R defined by the invention in relation to the natural frequency ⁇ .
  • FIG. 2 also shows a resonator 1 with a spring balance 3 whose balance 26 carries the elements of the regulator 2: four radial springs 72 connected to the serge at the points 73 and carrying weight 73 and subjected to a regulation excitation at a frequency double the frequency ⁇ of the resonator 1.
  • FIG. 15 illustrates a regulation obtained with such a resonator.
  • FIG. 3 represents a very easy solution of substitution of an existing balance wheel, with a resonator 1 similar to those of FIGS. 1 and 2, comprising a rocker 26 carrying onboard secondary balancing gears 260 having each a strong unbalance 261, mounted free in rotation.
  • a rocker 26 carrying onboard secondary balancing gears 260 having each a strong unbalance 261, mounted free in rotation.
  • the secondary balance-springs 260 are completely free in rotation, without amplitude limitation, for example with a conventional mechanical pivoting;
  • the secondary balance-springs 260 are limited in amplitude, and are for example made in one piece with the balance 26 in a silicon implementation or the like, with a flexible pivot, and therefore a limited amplitude.
  • FIG. 4 represents with a resonator 1 similar to those of the preceding figures, with a rocker 26 suspended from one or more structures 50 by two diametrically opposed substantially radial springs 51, the trajectory of the center of gravity of the rocker 26 corresponding to the common direction of these two springs 51.
  • the axis of the balance is held by springs.
  • the rocker 26 is not pivoted with a conventional shaft, but only with flexible guides; the virtual axis of the balance is then defined by the direction of the springs.
  • the figure is deliberately simplified with only two springs, it is naturally conceivable to suspend the balance 26 between three springs 51 or more. One-piece execution of all this set is possible, within the limit of the desired pivot amplitude for the balance 26. It is understood that a multi-level execution is possible, to distribute the functional components on different planes.
  • FIGS. 5A, 5B, 5C show, again a similar resonator 1 incorporating a rocker 26 carrying on its serge fins 60, with aerodynamic profile, hinged at flexible pivots 81 on the sill of the rocker 26, and which pivot during the movement pivoting of the balance 26, as explained above.
  • This configuration can operate in a vacuum, with a frequency of regulation of the double fins of the natural frequency ⁇ , or in the air, with a quadruple frequency of ⁇ .
  • FIG. 6 represents a resonator 1 with a rocker 26.
  • the regulator 2 is completely separated from the resonator 1: a pad 82 in the vicinity of the sock of the rocker 26 makes aerodynamic brakes, is suspended by a spring 83 to a structure 50, and is mobile at a frequency twice that of the resonator 1 with spring balance incorporating this balance.
  • This mobility can come from an external source of excitation, it can, again, come from a profile, for example toothed, of the beam serge, which creates a variation of air flow in the vicinity of the shoe 82.
  • FIG. 7 represents a beam similar to that of FIG. 3, with two high-unbalanced secondary balance-spring balears 260 mounted free on the same diameter and in a position of alignment of the unbalances, different (at the point of rest) from those of Figure 3, and either in phase or alternating anti-phase.
  • this embodiment is made of silicon or other similar micro-machinable material (in particular silicon oxide, quartz, "LIGA” ®, amorphous metal, or the like): the secondary balance-springs and their imbalances 261 are integral with the balance 26 relative to which they pivot by flexible links, and the unbalance alignment is the rest state of this structure.
  • Such a balance also represents a very easy alternative to an existing balance, to improve chronometric performance.
  • FIG. 8 represents a tuning fork resonator 55 attached to a structure 50 and having an arm 56 in contact with a friction pad 57 excited at a frequency twice the frequency of the tuning fork resonator.
  • FIG. 9 illustrates a resonator mechanism comprising a rocker arm 26 comprising a ferrule 7 holding a torsion wire 46, a regulator device 2 of which controls a periodic variation of the voltage with a frequency twice that of the resonator 1 with pendulum and torsion wire.
  • FIG. 10 represents a parametric resonator mechanism 1 comprising a balance-spring 3, whose outer turn 6 of the spring 4 is fixed to a peak 5, to which a regulating device 2 imposes a periodic movement, this pin 5 being movable in translation, pivoting , and tilt in space to twist the spiral 4 if necessary.
  • FIG. 11 represents another resonator 1 with a spring balance 3, with a spring 4 equipped with a racking mechanism with a racket 12 with pins 1 1, with a crank-rod regulator system 2 for actuating a continuous movement of the racket 12, for a continuous variation of the active length of the hairspring 4.
  • FIG. 12 similarly shows a hairspring 4 on which a cam 14 driven in rotation by a regulator 2, for a continuous variation of the active length of the hairspring 4 and / or the position of the point of attachment and / or of the spiral geometry.
  • This figure is a simplified representation where a single cam presses the spiral on one side only; it is obviously possible to combine two cams arranged to clamp the spiral 4 on both sides.
  • FIG. 13 shows, in a similar manner, a hairspring 4, with an additional turn 18 fixed to this hairspring and lining locally with the end curve 17 of the hairspring, and a regulating device 2 actuating an end 18A of this additional turn 18.
  • FIG. 14 further illustrates a hairspring 4, with, in the vicinity of its end curve 17, another turn 23 which is held at a first end 24 by a support 59 operated by a regulating device 2, and which is free at a second end 25 arranged to come periodically in contact with the terminal curve 17 under the action of the regulating device 2 on this support.
  • FIGS. 16A and 16B illustrate a modification of the center of gravity of the resonator 1, with a spring-balance resonator 3 comprising a rocker 26 carrying substantially radial springs 72 fixed to the serge and bearing oscillating weights 71, similar to FIG. but some inward and others outward of the serge.
  • the associated centripetal or centrifugal effects allow the modulation of the position of the center of gravity of the resonator 1.
  • FIGS. 17A and 17B illustrate, in a similar manner to FIG. 5, another variant of a balance system 26 with fins 80 with a flexible pivot 81 making it possible to modify the aerodynamic losses and the inertia.
  • FIGS. 18A to 18D illustrate a modulation of the center of gravity, on the basis of a resonator such as that of FIG. 3 or FIG. 7, comprising secondary balance balances 260 with unbalance 261 on board.
  • FIG. 19 illustrates an exemplary embodiment of a parametric oscillator with a ferrule 7 carrying a balance spring 72 made of silicon carrying a peripheral weight 71 weighed down by a layer 75 of gold or other heavy metal obtained for example by galvanic or other deposition, the spring-motor assembly oscillating at a control frequency R.
  • R 20 Hz.
  • FIG. 20 shows a rocker 26 where such spring-hopper assemblies extend from ferrule 7 to the largest diameter of the serge.
  • FIG. 21 represents a tuning fork 55 embedded in a support 50, and a branch 56 of which carries a secondary balance spring-balance unit 260, with eccentric unbalance 261, pivotally mounted on this branch 56.
  • FIG. 22 represents a tuning fork 55, a branch 56 of which carries a spring assembly 72 / counterweight 71 mounted free in vibration.
  • the invention further relates, in an advantageous embodiment, to a forced oscillation clocking resonator mechanism 1 arranged to oscillate at a natural frequency ⁇ , and comprising on the one hand at least one oscillating member 100, which preferably comprises a balance 26 or fork 55 or a vibrating blade, or the like, and secondly oscillation maintenance means 200 arranged to exert an impact and / or a force and / or a torque on this oscillating member 100.
  • this oscillating member 100 carries at least one oscillating regulating device 2 whose natural frequency is a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ of said resonator mechanism 1, this integer being greater than or equal to 2.
  • R is a regulation frequency which is between 0.9 times and 1 .1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ of said resonator mechanism 1, this integer being greater than or equal to 2.
  • this regulating device 2 comprises at least one secondary balance-spring 260 pivoting about a secondary axis of pivoting, with an unbalance 261 eccentric with respect to this secondary pivoting axis of this secondary balance-spring 260, which is pivotally mounted on pivoting member 100.
  • the oscillating member pivots about a main pivot axis
  • this at least one secondary balance spring 260 is of secondary axis eccentric with respect to the main pivot axis.
  • the regulating device 2 comprises at least a first secondary balance spring 260 and a second secondary balance-spring 260 whose imbalances 261, in a state of rest in the absence of stress, are aligned with the axes of secondary pivoting secondary balances 260.
  • the oscillating member 10 pivots about a main pivot axis, and at least one said secondary balance-spring 260 is of secondary axis eccentric to the main pivot axis.
  • At least one such secondary balance spring 260 pivots about a virtual secondary axis that defines elastic holding means that includes the oscillating member 10 for maintaining the balance-spiral secondary 260, and is limited in amplitude of movement relative to the oscillating member 10.
  • at least one such balance-secondary balance 260 is integral with the oscillating member 100.
  • At least one said secondary balance spring 260 is integral with a rocker 26 that includes the oscillating member 100, or which constitutes this oscillating member 100.
  • the regulator device 2 comprises at least one spring-feeder assembly comprising a weight 71 attached by a spring 72 at a point 73 of the oscillating member 100.
  • the oscillating member 10 pivots about a main pivot axis, and at least one such spring 72 extends radially relative to this main pivot axis.
  • the oscillating member 10 carries a plurality of such spring-feeder assemblies, whose springs 72 extend radially relative to the main axis of pivoting, and of which at least a first carries its weight 71 further away from the main pivot axis that its spring 72, and at least one other carries its weight 71 closer to the main pivot axis that its spring 72.
  • the oscillating member 10 pivots about a main pivot axis, and at least one such spring 72 extends in a direction tangential to the point 73, relative to the main pivot axis.
  • At least one such spring-feeder assembly is, free of its attachment point 73, free of movement with respect to the oscillating member 100.
  • the spring-weight unit is movable in a limited manner by guide means that comprises said oscillating member 100, or flows in a track 74 that includes said oscillating member 100.
  • the regulating device 2 comprises at least one fin 80 or a blade 84 movable under the effect of aerodynamic variations and attached by a pivot 81 or by an elastic blade or by an arm 85 to the oscillating member 100.
  • the oscillating member 100 is a pendulum 26 subjected to the action of means oscillation maintenance 200 which are return means comprising at least one spiral 4 and / or at least one torsion wire 46.
  • the oscillating member 100 is a tuning fork 55 of which at least one branch 56 is subjected to the action of the oscillation maintenance means 200.
  • the invention also relates to a clockwork movement 10 comprising at least one resonator mechanism 1 arranged to oscillate around its natural frequency ⁇ .
  • this movement comprises at least one regulator device comprising means arranged to act on this resonator mechanism 1 by imposing a periodic modulation of the resonant frequency and / or the quality factor and / or the position of the point. of the resonator mechanism 1 with a regulation frequency R which is between 0.9 times and 1.1 times the value of an integer multiple of the natural frequency ⁇ of said resonator mechanism 1, this integer being greater than or equal to 2 and less or equal to 10.
  • this movement 10 comprises at least one such resonator mechanism 1, whose oscillating member 100 carries at least one said regulating device 2.
  • this movement 10 comprises at least one such regulator device 2 distinct from such at least one resonator mechanism 1, and which acts, either by contact with at least one component of this resonator mechanism 1, or distance from this resonator mechanism 1 by modulating an aerodynamic flow or a magnetic field or an electrostatic field or an electromagnetic field.
  • this resonator mechanism 1 comprises at least one deformable component of variable rigidity and / or inertia
  • this at least one regulating device 2 comprises means arranged to deform this deformable component to vary its rigidity and / or its inertia.
  • this at least one regulator device 2 comprises means arranged to deform the resonator mechanism 1 and modulate the position of the center of gravity of this resonator mechanism 1.
  • this at least one regulator device 2 comprises means generating losses on at least one component of this resonator mechanism 1.
  • the regulator device 2 comprises means for modulating an aerodynamic flow in the vicinity of the oscillating member 100, these modulating means including at least one shoe 83 suspended from a structure 50 by elastic return means 83.
  • the invention also relates to a timepiece 30, in particular a watch, comprising at least one such watch movement 10.
  • the invention is perfectly applicable to another timepiece such as a clock. It is applicable to any type of oscillator comprising a mechanical oscillating member 100, and in particular to a pendulum.
  • the excitation at the frequency R as defined above, and more particularly at twice the frequency ⁇ , can be performed with a square or pulse signal, it is not essential to have a sinusoidal excitation.
  • the maintenance regulator does not need to be very precise: its possible lack of precision only results in a loss of amplitude, but without variation of the frequency except of course if this frequency is very variable, which is to avoid.
  • these two oscillators, maintenance regulator and resonator maintained are not coupled, but one of the two maintains the other, ideally (but not necessarily) one-way.
  • the invention differs from the coupled oscillators known moreover by the fact that the frequency of the regulator is double or multiple of the natural frequency of the resonator (or at least very close to such a multiple), as well as by the transfer mode of 'energy.

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Abstract

Procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur (1) d'horlogerie autour de sa fréquence propre (ω0), caractérisé en ce qu'on met en oeuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1) avec un mouvement périodique. Ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1), avec une fréquence de régulation (ωR) qui est comprise entre 0.9 fois et 1.1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre (ω0), ledit entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10. Ledit mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité dudit mécanisme résonateur (1), en agissant sur les pertes et/ou l'amortissement et/ou les frottements dudit mécanisme résonateur (1).

Description

Procédé d'entretien et de régulation d'un résonateur d'horiogerie.
Domaine de l'invention
L'invention concerne un procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur autour de sa fréquence propre, selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur agissant sur ledit mécanisme résonateur avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur, avec une fréquence de régulation dudit dispositif régulateur qui est comprise entre 0.9 fois et 1.1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre, ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10.
L'invention concerne le domaine des bases de temps en horlogerie mécanique.
Arrière-plan de l'invention
La recherche de l'amélioration de performances des bases de temps horlogères est une préoccupation constante.
Une limitation importante à la performance chronométrique des montres mécaniques réside dans l'utilisation des échappements impulsionnels conventionnels, et aucune solution d'échappement n'a jamais pu éviter ce type de perturbation.
Le document EP 1 843 227 A1 du même déposant décrit un résonateur couplé comportant un premier résonateur à basse fréquence par exemple de l'ordre de quelques hertz et un deuxième résonateur à plus haute fréquence, par exemple de l'ordre du kilohertz. L'invention est caractérisée en ce que le premier résonateur et le deuxième résonateur comportent des moyens de couplage mécanique permanent, ledit couplage permettant de stabiliser la fréquence en cas de perturbations extérieures, par exemple en cas de chocs.
Le document CH 615 314 A3 au nom de PATEK PHILIPPE SA décrit un ensemble mobile de régulation de mouvement d'horlogerie, comportant un balancier oscillant entretenu mécaniquement par un ressort spiral, et un organe vibrant couplé magnétiquement avec un organe fixe pour la synchronisation du balancier. Le balancier
FEU I LLE DE REM PLACEM ENT (RÈG LE 26) et l'organe vibrant sont constitués par un seul et même élément mobile vibrant et oscillant simultanément. La fréquence de vibration de l'organe vibrant est un multiple entier de la fréquence d'oscillation du balancier. Résumé de l'invention
L'invention se propose de fabriquer une base de temps la plus précise possible. A cet effet, l'invention concerne un procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur autour de sa fréquence propre, selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur agissant sur ledit mécanisme résonateur avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur, avec une fréquence de régulation dudit dispositif régulateur qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre, ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité dudit mécanisme résonateur, en agissant sur les pertes et/ou l'amortissement et/ou les frottements dudit mécanisme résonateur.
L'invention concerne encore un procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur autour de sa fréquence propre, selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur agissant sur ledit mécanisme résonateur avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur, avec une fréquence de régulation dudit dispositif régulateur qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre, ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur comportant au moins un ensemble balancier-spiral comportant un balancier, et en ce qu'on modifie le facteur qualité dudit mécanisme résonateur par la mise en oscillation sous l'action dudit dispositif régulateur de balanciers-spiraux secondaires à fort balourd résiduel montés excentrés sur ledit balancier.
L'invention concerne encore un procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur autour de sa fréquence propre, selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur agissant sur ledit mécanisme résonateur avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur, avec une fréquence de régulation dudit dispositif régulateur qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre, ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur comportant au moins un balancier comportant une virole maintenant un fil de torsion lequel constitue un moyen de rappel élastique dudit mécanisme résonateur, et en ce qu'on fait agir au moins un dit dispositif régulateur en commandant une variation périodique de la tension dudit fil de torsion.
L'invention concerne encore un procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur autour de sa fréquence propre, selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur agissant sur ledit mécanisme résonateur avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur, avec une fréquence de régulation dudit dispositif régulateur qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre, ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur comportant au moins un diapason et en ce qu'on fait agir au moins un dit dispositif régulateur sur la fixation dudit diapason, ou/et sur un mobile exerçant un appui sur au moins un bras dudit diapason.
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, schématisant de façon partielle des oscillateurs paramétriques correspondant à différents modes et variantes de mise en œuvre de l'invention, et où :
- la figure 1 représente, de façon schématisée, partielle et en plan, un mécanisme résonateur paramétrique régulé selon l'invention, comportant un balancier- spiral d'horlogerie, constituant un résonateur, et dont l'inertie et/ou le facteur de qualité est modulé par des masses disposées radialement ou tangentiellement par l'intermédiaire de ressorts et excitées à une fréquence double de la fréquence du résonateur à balancier-spiral incorporant ce balancier, dont le spiral n'est pas représenté ; ce balancier porte sur sa serge des éléments vibrant radialement ou tangentiellement lors du mouvement de pivotement du balancier ;
- la figure 2 représente, de façon schématisée, partielle et en plan, un balancier comportant quatre ressorts radiaux liés à la serge et porteur de masses, et soumis à une excitation de régulation à une fréquence double de la fréquence du résonateur à balancier-spiral incorporant ce balancier, dont le spiral n'est pas représenté;
- la figure 3 représente, de façon schématisée, partielle et en plan, un balancier porteur de balanciers-spiraux embarqués présentant chacun un fort balourd, montés libres ;
- la figure 4 représente, de façon schématisée, partielle et en plan, un balancier suspendu par deux ressorts radiaux diamétralement opposés, la trajectoire du centre de gravité du balancier correspondant à la direction commune de ces deux ressorts ;
- les figures 5A, 5B, 5C représentent, de façon schématisée, partielle et en plan, un balancier portant sur sa serge des éléments qui pivotent lors du mouvement de pivotement du balancier ;
- la figure 6 représente, de façon schématisée, partielle et en plan, un balancier au voisinage duquel un patin faisant frein aérodynamique est mobile à une fréquence double de celle du résonateur à balancier-spiral incorporant ce balancier, dont le spiral n'est pas représenté ;
- la figure 7 représente un balancier similaire à celui de la figure 3, avec deux balanciers-spiraux à fort balourds, montés libres sur un même diamètre et dans une position d'alignement des balourds, différents (au point de repos) de ceux de la figure 3, et soit en phase, soit en alternance anti-phase;
- la figure 8 représente, de façon schématisée, partielle et en plan, un diapason dont un bras est en contact avec un patin frottant excité à une fréquence double de la fréquence du résonateur à diapason ;
- la figure 9 illustre un mécanisme résonateur comportant un balancier comportant une virole maintenant un fil de torsion, dont un dispositif régulateur commande une variation périodique de la tension avec une fréquence double de celle du résonateur à balancier et fil de torsion ; - la figure 10 représente, de façon schématisée, un mécanisme résonateur paramétrique régulé selon l'invention, comportant un balancier-spiral d'horlogerie, dont la spire externe du spiral est fixée à un piton auquel un dispositif régulateur impose un mouvement périodique, ce piton étant mobile en translation, pivotement, et en inclinaison dans l'espace pour vriller le spiral si nécessaire;
- la figure 1 1 représente, de façon schématisée, un spiral équipé d'un mécanisme de raquetterie à goupilles, avec un système bielle-manivelle pour actionner un déplacement continu de la raquette, pour une variation continue de la longueur active du spiral;
- la figure 12 représente, de façon schématisée, un spiral sur lequel appuie une came, pour une variation continue de la longueur active du spiral et/ou de la position du point d'attache et/ou de la géométrie du spiral. Cette figure est une représentation simplifiée où une came unique appuie sur le spiral d'un côté seulement ; il est évidemment possible de combiner deux cames agencées pour pincer le spiral de part et d'autre;
- la figure 13 représente, de façon schématisée, et partielle, le spiral d'un ensemble balancier-spiral, avec une spire additionnelle fixée à ce spiral et venant en doublure localement avec la courbe terminale du spiral, et un dispositif régulateur actionnant une extrémité de cette spire additionnelle ;
- la figure 14 illustre un spiral avec, au voisinage de sa courbe terminale, une autre spire qui est maintenue à une première extrémité par un appui manœuvré par un dispositif régulateur, et qui est libre à une deuxième extrémité agencée pour venir périodiquement en contact avec la courbe terminale sous l'action du dispositif régulateur sur cet appui ;
- la figure 15 illustre une régulation obtenue avec un résonateur du type de la figure 2 ;
- les figures 16A et 16B illustrent une modification du centre de gravité du résonateur, avec un résonateur à balancier-spiral comportant un balancier porteur de ressorts sensiblement radiaux fixés à la serge et porteurs de masselottes oscillantes, certains vers l'intérieur et d'autres vers l'extérieur de la serge ;
- les figures 17A et 17B illustrent, de façon analogue à la figure 5, un autre système à balancier à ailettes à pivot flexible permettant de modifier les pertes aérodynamiques et l'inertie ; - les figures 18A à 18 D illustrent une modulation du centre de gravité, sur la base d'un résonateur tel celui de la figure 3 ou de la figure 7, comportant des balanciers-spiraux embarqués ;
- la figure 19 illustre un exemple de réalisation d'oscillateur paramétrique avec une virole de balancier porteuse d'un ressort en silicium porteur d'une masselotte périphérique alourdie par une couche d'or, l'ensemble ressort-masselotte oscillant à une fréquence de régulation R ;
- la figure 20 représente un balancier comportant des ensembles ressort- masselotte similaires à celui de la figure 19 ;
- la figure 21 représente un diapason dont une branche est porteuse d'un ensemble balancier-spiral secondaire monté fou en pivotement ;
- la figure 22 représente un diapason dont une branche est porteuse d'un ensemble ressort-masselotte monté libre en vibration ;
- la figure 23 représente, sous forme d'un schéma-blocs, une montre comportant un mouvement mécanique avec un mécanisme résonateur régulé selon l'invention par un dispositif régulateur à fréquence double.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
Le but de l'invention est de fabriquer une base de temps pour rendre une pièce d'horlogerie, en particulier une pièce d'horlogerie mécanique, notamment une montre mécanique, la plus précise possible.
Une manière d'y parvenir consiste à associer différents résonateurs, soit directement, soit via l'échappement.
Pour pallier le facteur d'instabilité lié à un mécanisme d'échappement, un système de résonateur paramétrique permet notamment de diminuer l'influence de ce mécanisme d'échappement, et de rendre ainsi la montre plus précise.
Un oscillateur paramétrique utilise, pour le maintien des oscillations, une actuation paramétrique qui consiste à faire varier au moins un des paramètres de l'oscillateur avec une fréquence de régulation R.
Par convention et afin de bien les distinguer, on appelle ici « régulateur » 2 l'oscillateur qui sert à l'entretien et à la régulation de fréquence de l'autre système entretenu, lequel reste dénommé « le résonateur» 1 .
La lagrangienne L d'un résonateur paramétrique de dimension 1 est : L = T - V = ^ l{t)x2 - ^ k{t)[x - x0(t)]2
où T est l'énergie cinétique et V l'énergie potentielle et l'inertie /(t), la rigidité k(t) et la position de repos x0(t) dudit résonateur sont une fonction périodique du temps, x est la coordonnée généralisée du résonateur.
L'équation du résonateur paramétrique forcé et amorti est obtenue par l'équation de Lagrange pour la lagrangienne L en ajoutant un forçant f(t) et une force de Langevin prenant en compte les mécanismes dissipatifs :
¾^ + 7(t) ^ + ω2 t)[x - x0 (t)] = f (t)
a t at où le coefficient de la dérivée du premier ordre en x est :
7(t) = [ ?(t) + /(t)]//(t),
β(ί) > 0 étant le terme décrivant les pertes,
et où le coefficient du terme d'ordre nul dépend de la fréquence du résonateur ω(ί) =
La fonction f(t) prend la valeur 0 dans le cas d'un oscillateur non-forcé.
Cette fonction f(t) peut, encore, être une fonction périodique, ou encore être représentative d'une impulsion de type Dirac.
L'invention consiste à faire varier, par l'action d'un oscillateur d'entretien dit régulateur, l'un et/ou l'autre, ou tous, les termes 3(t), k(t), l(t), x0(t), avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier, notamment double, de la fréquence propre ωθ du système oscillateur à réguler.
Pour comprendre ce phénomène, on peut se rapprocher de l'exemple d'un pendule dont on fait varier la longueur. L'équation d'un oscillateur amorti est la suivante :
¾Αθ^+^(θ[*-*0( ] = /(0
d t dt
où le terme du premier ordre en x est le terme de pertes, et où le terme d'ordre nul est le terme de fréquence du résonateur, et où x0 (t) correspond à la position de repos du résonateur.
La fonction f(t) prend la valeur 0 dans le cas d'un oscillateur non-forcé.
Cette fonction f(t) peut, encore, être une fonction périodique, ou encore être représentative d'une impulsion de type Dirac. L'invention consiste à faire varier, par l'action d'un oscillateur d'entretien ou régulateur 2, l'un et/ou l'autre, ou tous, les termes 3(t), k(t), l(t), x0(t), avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier, cet entier étant supérieur ou égal à 2, notamment égal à 2, de la fréquence propre ωθ du système oscillateur à réguler, en l'occurrence le résonateur 1. Dans une application particulière, la fréquence de régulation R est comprise entre 1.8 fois et 2.2 fois la fréquence propre ωθ, et plus particulièrement, la fréquence de régulation R est le double de la fréquence propre ωθ.
De préférence, un ou plusieurs termes, ou tous les termes 3(t), k(t), l(t), x0(t), varient avec une fréquence de régulation R ainsi définie, et qui est de préférence multiple entière, notamment double, de la fréquence propre ωθ du système résonateur 1 à réguler.
Généralement, l'oscillateur d'entretien ou régulateur, en plus de la modulation des termes paramétriques, introduit aussi un terme d'entretien non paramétrique f(t), dont l'amplitude est négligeable une fois que le régime paramétrique est atteint [W. B. Case, The pumping of a swing from the standing position, Am. J. Phys. 64, 215 (1996)].
Dans une variante, le terme forçant f(t) peut être introduit par un deuxième mécanisme d'entretien.
L'oscillateur d'entretien ou régulateur 2 permet, encore, de faire varier, s'il est non nul, le terme f(t).
Dans l'exemple de l'oscillateur amorti non forcé, et dans le cas où x0 est une constante, les paramètres de l'équation se résument au terme de fréquence ω et au terme de pertes β, notamment de pertes par frottements mécaniques, ou aérodynamiques, ou internes, ou autres.
Le facteur de qualité de l'oscillateur est défini par Q = ω/β.
Pour mieux comprendre le phénomène, on peut se rapprocher de l'exemple d'un pendule dont on fait varier la longueur. Dans ce cas,
avec L la longueur du pendule, et g l'attraction de la pesanteur.
Dans l'exemple particulier donné du pendule, si la longueur L est modulée dans le temps périodiquement avec une fréquence 2ω et une amplitude de modulation 5L suffisante (5L/L > 2β/ω), le système oscille à la fréquence ω sans s'amortir. [D. Rugar et P. Grutter, Mechanical parametric amplification and thermomechanical noise squeezing, PRL 67, 699 (1991 ), A. H. Nayfeh and D. T. Mook, Nonlinear Oscillations, Wiley-lnterscience, (1977)].
Le terme d'ordre nul peut encore prendre la forme ω2(Α, t), où A est l'amplitude d'oscillation.
Ainsi, l'invention concerne un procédé et un système d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur 1 d'horlogerie autour de sa fréquence propre ωθ. Selon ce procédé, on met en œuvre au moins un dispositif régulateur 2 agissant sur le mécanisme résonateur 1 avec un mouvement périodique.
Plus particulièrement, on met en œuvre au moins un dispositif régulateur 2 imprimant un mouvement périodique à au moins un composant interne du mécanisme résonateur 1 , ou à un composant externe exerçant une influence sur un tel composant interne comme une influence aérodynamique ou un freinage, ou encore modulant un champ magnétique ou électrostatique ou électromagnétique ou similaire exerçant un effort dit de rappel (à prendre ici au sens large: d'attraction ou de répulsion) sur un tel composant interne du résonateur 1 .
Ce mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos du mécanisme résonateur 1 , avec une fréquence de régulation ωΡι qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Concernant le facteur de qualité, le concepteur horloger cherche à l'obtenir le plus élevé possible. Ce facteur qualité dépend de l'architecture du résonateur, et aussi de la totalité des paramètres de marche de ce dernier, notamment de la fréquence propre, et il dépend encore de l'environnement de fonctionnement du résonateur. Une première option de conception peut consister à fixer le facteur de qualité à une valeur constante, dès que cette valeur, modélisée et vérifiée expérimentalement, est jugée suffisante. Si cette première option semble sécurisante, elle se révèle mal adaptée au fonctionnement de type alternatif des résonateurs utilisés en horlogerie, et notamment semble irréaliste en ce qui concerne les zones d'inversion de sens ou encore de retournements.
Aussi l'invention choisit une deuxième option qui prend en compte ces phénomènes liés à l'alternance. Selon l'invention, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en agissant sur les pertes et/ou l'amortissement et/ou les frottements du mécanisme résonateur 1 .
On comprend que, notamment dans le cas d'un résonateur de type balancier- spiral, même s'il n'est pas possible d'agir sur le balancier lui-même, cela n'enlève pas la possibilité d'agir sur l'environnement autour de ce dernier, ou sur la position de pivotement (surtout dans le cas de pivotements virtuels) pour créer une modulation du couple de frein aérodynamique et donc du facteur de qualité.
Dans une mise en œuvre particulière, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en agissant sur les pertes aérodynamiques du mécanisme résonateur 1 , par déformation du mécanisme résonateur 2 et/ou par modification de l'environnement autour du mécanisme résonateur 1 .
On comprend que, concernant les pertes aérodynamiques, le contexte d'un résonateur qui comporte des éléments effectuant des aller-retours et oscillant autour d'une position médiane, est complètement différent du cas d'un régulateur de vitesse, qui fonctionne en général dans un sens unique. De plus, il s'agit ici, dans le cadre de l'invention, de réguler une fréquence, et non une vitesse, ce qui impose une précision de régulation d'ordre de grandeur complètement différent : si une précision de l'ordre de 10~2 est par exemple suffisante pour un régulateur de sonnerie d'horlogerie à masselottes ou/et à ailettes de freinage, elle ne convient pas pour un résonateur destiné à assurer la constance de marche d'un mouvement, et il faut dans ce dernier cas viser une précision de l'ordre de10"5 pour obtenir un écart journalier de l'ordre de la seconde..
Dans une mise en œuvre particulière, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en modulant l'amortissement interne des moyens de rappel élastique que comporte le mécanisme résonateur 1 .
Dans une mise en œuvre particulière, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en modulant les frottements mécaniques au sein du mécanisme résonateur 1.
Dans un premier mode de mise en œuvre particulier de l'invention, ce mouvement périodique impose une modulation périodique au moins de la fréquence de résonance du mécanisme résonateur 1 , avec une telle fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Dans un deuxième mode de mise en œuvre particulier de l'invention, ce mouvement périodique impose une modulation périodique au moins du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1.1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Dans un troisième mode de mise en œuvre particulier de l'invention, ce mouvement périodique impose une modulation périodique au moins du point de repos du mécanisme résonateur 1 , avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Naturellement, d'autres modes particuliers de mise en œuvre de l'invention autorisent le panachage de ces premier, deuxième, et troisième modes.
Ainsi, dans un quatrième mode de mise en œuvre particulier de l'invention combinant les premier et deuxième modes, ce mouvement périodique impose une modulation périodique au moins de la fréquence de résonance et du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Dans un cinquième mode de mise en œuvre particulier de l'invention combinant les deuxième et troisième modes, ce mouvement périodique impose une modulation périodique au moins du facteur de qualité et du point de repos du mécanisme résonateur 1 , avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Dans un sixième mode de mise en œuvre particulier de l'invention combinant les premier et troisième modes, ce mouvement périodique impose une modulation périodique au moins de la fréquence de résonance et du point de repos du mécanisme résonateur 1 , avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Dans un septième mode de mise en œuvre particulier de l'invention combinant les premier, deuxième et troisième modes, ce mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et du facteur de qualité et du point de repos du mécanisme résonateur 1 , avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1.1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ, cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Dans une mise en œuvre particulière de ces différents modes de mise en œuvre du procédé, toutes les modulations sont faites, ou bien avec la même fréquence u)R, OU bien avec des fréquences R multiples les unes des autres.
Détaillons ci-après les trois premiers modes principaux de mise en œuvre de l'invention.
Dans une mise en œuvre particulière du premier mode de l'invention, ce mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance du mécanisme résonateur 1 , en agissant sur la rigidité et/ou sur l'inertie du mécanisme résonateur 1 . Plus particulièrement, ce mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance du mécanisme résonateur 1 , en imposant à la fois une modulation de la rigidité du mécanisme résonateur 1 et une modulation d'inertie du mécanisme résonateur 1.
Différentes variantes avantageuses permettent différents moyens de réalisation de l'invention dans ce premier mode:
Dans une première variante du premier mode, ce mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance du mécanisme résonateur 1 , en imposant une modulation de l'inertie du mécanisme résonateur 1 par modulation de la répartition de masse du mécanisme résonateur 1 , et/ou par déformation du mécanisme résonateur 1 (tel que visible aux figures 1 , 2, ou 3), et/ou par modulation de la position du centre de gravité du mécanisme résonateur 1 tel que visible par exemple sur le croquis de la figure 4.
Toujours dans cette première variante du premier mode, les figures 16A et 16B illustrent aussi une modification du centre de gravité du résonateur, et aussi de son inertie.
Toujours dans cette première variante du premier mode, les figures 18A à 18D illustrent une modulation du centre de gravité, sur la base d'un résonateur tel celui de la figure 3 ou de la figure 7. Un tel système comporte des balanciers-spiraux secondaires 260 embarqués. Ces balanciers-spiraux secondaires 260 sont avantageusement remplacés par des systèmes sans axes, c'est-à-dire à guidage flexible, ceci d'autant plus facilement que l'amplitude de leur oscillation n'est pas nécessairement élevée. Dans ce cas, seule l'inertie du balancier-spiral principal est modifiée. Selon la position angulaire des balourds des petits balanciers-spiraux, il est ainsi possible de créer un système, dont le centre de gravité est modulé.
Une telle modulation de la position du centre de gravité est de préférence une modulation dynamique, agissant sur un ou plusieurs des composants du résonateur 1 . La modulation d'inertie est réalisable par modification de forme, par changement de masse, ou par changement du centre de gravité du résonateur par rapport à son centre de rotation, par exemple avec l'utilisation d'un balancier flexible. Il est, encore, possible de recourir à des résonateurs embarqués, avec une dissymétrie avec un rapport de phase adéquat, tel que visible sur la figure 7, où les balourds sont, soit en phase, soit en alternance anti-phase.
Dans une deuxième variante du premier mode, ce mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance du mécanisme résonateur 1 , en imposant une modulation de la rigidité d'un moyen de rappel élastique que comporte le mécanisme résonateur 1 ou une modulation d'un rappel exercé par un champ magnétique ou électrostatique ou électromagnétique au sein du mécanisme résonateur 1 . Plus particulièrement, dans cette deuxième variante, le mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance du mécanisme résonateur 1 , en imposant une modulation de la longueur active d'un ressort que comporte le mécanisme oscillateur 1 (tel que visible aux figures 1 1 et 12), ou une modulation de la section d'un ressort que comporte le mécanisme oscillateur 1 (tel que visible aux figures 13 et 14), ou une modulation du module d'élasticité d'un moyen de rappel élastique que comporte le mécanisme résonateur 1 , ou une modulation de la forme d'un moyen de rappel élastique que comporte le mécanisme résonateur 1 . La modulation du module d'élasticité d'un composant du résonateur 1 peut être obtenue par la mise en œuvre d'un système piézoélectrique, d'un champ électrique (électrodes), par une chauffe périodique localisée, par l'action d'un champ magnétique soumettant des alliages particuliers à une dilatation, par des systèmes de résonance opto-mécaniques, par torsion ou encore par vrillage, en particulier pour des matériaux à mémoire de forme.
Dans une troisième variante du premier mode résultant d'une combinaison avec le troisième mode de l'invention, le mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance du mécanisme résonateur 1 en imposant à la fois une modulation de la rigidité du mécanisme résonateur 1 , et une modulation de la position du point de repos du mécanisme résonateur 1.
Pour agir sur la rigidité, on peut avantageusement utiliser des phénomènes de magnétostriction, en modifiant la rigidité de façon périodique, par soumission d'un composant, réalisé dans un matériau adéquat, du résonateur 1 à un champ magnétique (aimantation interne et/ou champ externe), ou encore à des chocs.
Pour agir sur le module d'élasticité, il est également possible d'utiliser le phénomène de magnétostriction, mais aussi de recourir à une élévation périodique de température, à des composants à mémoire de forme, à l'effet piézoélectrique, ou encore à l'atteinte de régimes non-linéaires par l'emploi de contraintes particulières.
Dans une mise en œuvre particulière du deuxième mode de l'invention, ce mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en agissant sur les pertes et/ou l'amortissement et/ou les frottements du mécanisme résonateur 1 . Notamment on peut agir de différentes façons :
- dans une première variante de ce deuxième mode, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en agissant sur les pertes aérodynamiques du mécanisme résonateur 1 , par déformation du mécanisme résonateur 1 (tel que visible en figure 5 sur un balancier muni d'ailettes pivotantes, ou en figure 17) et/ou par modification de l'environnement autour du mécanisme résonateur 1 (tel que visible en figure 6 où un patin animé d'un mouvement périodique modifie la circulation d'air autour du balancier);
- dans une deuxième variante de ce deuxième mode, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en modulant l'amortissement interne des moyens de rappel élastique que comporte le mécanisme résonateur 1 , par exemple avec une circulation de liquide dans un corps creux (par exemple le spiral ou le balancier d'un ensemble balancier-spiral), ou encore sous l'effet d'une torsion appliquée de façon périodique à un ressort-spiral ou similaire, entraînant à la fois des modifications induites de la rigidité et de l'amortissement du résonateur comportant ce ressort. Dans un cas particulier on peut modifier les pertes internes, sans modifier la rigidité : on substitue deux ressorts à un ressort unique de rigidité globale équivalente, les pertes internes sont alors supérieures ; on peut notamment mettre en série, ou en parallèle selon le cas, deux ressorts, dont l'un peut être pré-contraint. Un autre moyen de modifier les pertes tout en conservant la même rigidité est d'utiliser, sur un ressort, ou bien une compensation thermique par dopage du silicium, ou bien un effet thermo-élastique avec un transfert de chaleur entre deux parties différentes de la spire d'un ressort.
- dans une troisième variante de ce deuxième mode, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , en modulant les frottements mécaniques au sein du mécanisme résonateur 1 , avec un effet analogue à une augmentation virtuelle de gravité. Un exemple est visible à la figure 8, où une lame frottante coopère, de façon modulée, avec un bras d'un diapason.
Dans une mise en œuvre particulière du troisième mode de l'invention, ce mouvement périodique impose une modulation périodique du point de repos du mécanisme résonateur 1 , par modulation de la position de fixation du mécanisme résonateur 1 et/ou par modulation de l'équilibre entre les forces de rappel agissant sur le mécanisme résonateur 1 . La modulation de la position de fixation du mécanisme résonateur 1 peut s'exercer sur au moins un point de fixation de ce résonateur 1. Par exemple, sur un résonateur 1 à balancier-spiral 3, on peut agir sur le piton et/ou sur la virole 7 de fixation du spiral 4, sur au moins un point de pivotement par action sur les anti-chocs des pivots. On peut utiliser à cet effet certaines fonctions du mouvement, par exemple dans un mécanisme d'échappement classique, la percussion de l'ancre sur des ressorts ou similaire.
- plus particulièrement, dans une première variante de ce troisième mode, le mouvement périodique impose une modulation périodique du point de repos du mécanisme résonateur 1 , par modulation de l'équilibre entre les forces de rappel agissant sur le mécanisme résonateur 1 générées par des moyens mécaniques de rappel élastique et/ou des moyens de rappel magnétiques et/ou des moyens de rappel électrostatiques. Pour moduler cet équilibre, le plus simple est de soumettre le résonateur à plusieurs forces de rappel d'origines différentes, dont il suffit de moduler au moins l'une dans le temps, en intensité et/ou en direction. Ces forces ne sont pas nécessairement toutes de même nature, certaines peuvent être mécaniques (ressorts) et d'autres liées à l'application d'un champ. Un exemple particulier est l'application à un balancier-spiral 3 équipé de deux spiraux, la modulation de position d'un seul des pitons suffit à moduler l'équilibre. Un vrillage d'un ressort-spiral, selon l'angle Ψ de la figure 10, est un bon moyen de modifier le bilan des forces appliquées sur le résonateur 1 , et donc de moduler leur équilibre. On note à ce propos qu'on peut appliquer les six degrés de liberté au piton, la figure représentant une application particulière simplifiée, et notamment la rotation autour de l'axe Z peut être avantageuse ;
- dans une deuxième variante de ce troisième mode, on combine la modulation de la position du point de repos avec une modulation de la rigidité selon le premier mode : en effet, souvent, si on modifie l'équilibre des forces, on modifie aussi la rigidité globale. L'action de modulation sur le point de repos se combine alors avec une action de modulation de la rigidité.
De préférence, quand le composant sur lequel on peut moduler la rigidité se compose de plusieurs éléments, on effectue la modulation sur au moins un de ces éléments.
Dans un autre mode de mise en œuvre de l'invention, le mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , et selon l'invention on imprime le mouvement périodique, à la même fréquence de régulation R, à la fois à un composant du mécanisme résonateur 1 et à un mécanisme générateur de pertes sur au moins un composant du mécanisme résonateur 1 .
Dans un autre mode encore de mise en œuvre de l'invention, compatible avec chacun des différents modes présentés ci-dessus, le mécanisme régulateur 2 impose une modification périodique de la fréquence du mécanisme résonateur 1 ayant une amplitude relative supérieure à l'inverse du facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 .
Dans un mode de l'invention facile à mettre en œuvre, un tel dispositif régulateur 2 agit sur au moins une fixation du mécanisme résonateur 1 .
En ce qui concerne la fréquence R, s'il est imaginable que la modulation périodique des différentes caractéristiques : fréquence de résonance, facteur qualité point de repos, se fasse pour chacun selon des multiples différents de la fréquence ωθ, (par exemple, une modulation de la rigidité avec le double de la fréquence de base et une modulation du facteur qualité selon le quadruple de la fréquence de base), cela n'apporte pas d'avantage particulier, parce que le maximum de l'effet et de la stabilité de l'amplification paramétrique est obtenu quand la fréquence est le double de la fréquence de base. De plus, il n'est pas évident d'imaginer un système pour lequel chaque caractéristique est modulée de façon différente, sauf s'il y a une pluralité de régulateurs 2, ce qui rendrait le système complexe. Aussi de préférence, la modulation de tous les paramètres se fait selon la même fréquence R.
Différentes applications de l'invention sont possibles.
Dans une application classique, on applique l'invention à un mécanisme résonateur 1 comportant au moins un moyen de rappel élastique 40, et on fait agir au moins un tel dispositif régulateur 2 en commandant une variation périodique de la fréquence du mécanisme résonateur 1 et/ou du facteur de qualité de ce mécanisme résonateur 1 .
Dans une application usuelle en horlogerie, on applique l'invention à un mécanisme résonateur 1 comportant au moins un ensemble balancier-spiral 3 comportant un balancier 26 avec au moins un spiral 4 en tant que moyen de rappel élastique 40. Plus particulièrement, tel que visible sur la figure 3, on modifie l'inertie et le facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 , par mise en oscillation, par le dispositif régulateur 2, de balanciers-spiraux secondaires 260 à fort balourd résiduel 261 montés excentrés sur le balancier 26, et oscillant en fonction de la vitesse du résonateur 1 .
Dans une autre variante de l'application à un ensemble balancier-spiral 3 comportant un balancier 26 avec au moins un spiral 4 en tant que moyen de rappel élastique 40, on modifie le facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 par une modification des frottements dans l'air du balancier 26, générée par une modification locale de géométrie du balancier 26 sous l'action du dispositif régulateur 2, le dispositif est ici sur le balancier 26. Par exemple, tel que visible en figure 5, le balancier 26 peut porter des ailettes de modulation (à distinguer des ailettes de freinage que peut comporter un simple régulateur de vitesse, tel qu'exposé plus haut), notamment des ailettes de modulation à profil en ailes d'avion articulées à la périphérie de ce balancier 26, notamment par des guidages flexibles ou similaire, ces ailettes étant de préférence réversibles et pouvant alors basculer entièrement selon le sens du mouvement. De préférence ces ailettes sont tenues par des lames flexibles. Quand la vitesse est intermédiaire les ailettes sont proches de la serge, selon la figure 5A. Lorsque la vitesse est maximale selon la figure 5B, un effet aérodynamique les fait se relever (effet aile d'avion), lors du retournement les ailettes passent de l'autre côté tel que visible sur la figure 5C. Dans cet exemple l'inertie est modifiée avec une fréquence qui est de 4 fois la fréquence propre du résonateur balancier-spiral. On obtient ainsi un frottement d'air de type aéro-frein, avec un volet en périphérie du balancier, ayant une influence sur le facteur qualité ou/et sur l'inertie. Ce volet peut être monté pivotant libre, ou encore pivotant et rappelé par un ressort type spiral ou guidage flexible ou similaire. Une variante peut consister en une serge de balancier à géométrie variable Ainsi, dans une telle variante, on modifie le facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 par une modification des frottements dans l'air du balancier 26 générée par une modification locale de géométrie de ce balancier 26 sous l'action du dispositif régulateur 2. On notera que le régulateur 2 peut bouger indépendamment de la vitesse du régulateur 1. Une variante particulière consiste à combiner cette variante avec la variante précédente de mise en oscillation de balanciers-spiraux 260 excentrés.
Dans une autre variante où on joue sur son environnement plutôt que sur le balancier lui-même, on modifie le facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 par une modification des frottements dans l'air du balancier 26 générée par une modification locale de géométrie de l'environnement autour du balancier 26 sous l'action du dispositif régulateur 2, tel que visible en figure 6 où un patin animé d'un mouvement périodique modifie la circulation d'air autour du balancier.
L'invention est aussi applicable à des mécanismes résonateurs 1 sans moyens de rappel mécaniques. Ainsi, dans des applications particulières, non illustrées, le mouvement périodique du mécanisme régulateur 2 impose la modulation de la fréquence et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos du mécanisme résonateur 1 par l'intermédiaire d'une force électrique ou magnétique ou électromagnétique à distance.
Une autre variante d'application de l'invention, visible en figure 9, concerne un mécanisme résonateur 1 comportant au moins un balancier 26 comportant une virole 7 maintenant un fil de torsion 46 lequel constitue un moyen de rappel élastique 40, où on fait agir au moins un dispositif régulateur 2 en commandant une variation périodique de la tension du fil de torsion 46. Dans une variante similaire, le fil de torsion est remplacé par un guidage flexible.
Une autre variante d'application de l'invention, visible en figure 8, concerne un mécanisme résonateur 1 comportant au moins un diapason, où on fait agir au moins un dispositif régulateur 2 en commandant une variation périodique de la fréquence du mécanisme résonateur 1 et/ou de la rigidité d'au moins un bras du diapason définissant le facteur de qualité du mécanisme résonateur 1 . Plus particulièrement le dispositif régulateur 2 peut agir sur la fixation du diapason, ou/et sur un mobile exerçant un appui sur au moins un bras du diapason. On notera qu'un tel diapason n'est pas nécessairement sous la forme classique d'une fourche, et peut prendre, entre autres formes possibles, une forme en cœur ou une forme de H.
En variante, l'invention est encore applicable à un résonateur à un seul bras, ou à un résonateur travaillant en torsion, ou encore en allongement.
De façon avantageuse, l'invention permet d'utiliser le dispositif régulateur 2 pour le démarrage et/ou l'entretien du mécanisme résonateur 1 . De préférence, ce dispositif régulateur 2 est en coopération avec un mécanisme de démarrage et/ou d'entretien du mécanisme résonateur 1 pour augmenter l'amplitude d'oscillation du résonateur 1 .
L'invention permet, avantageusement, le co-entretien : entretien standard à basse consommation, combiné au procédé paramétrique pour soutenir l'oscillation. Le dispositif régulateur 2 est utilisé pour l'entretien continu du mécanisme résonateur 1 , seul ou en coopération avec un mécanisme de démarrage et/ou d'entretien impulsionnel.
Par exemple, un tel entretien peut être obtenu avec un système à balancier- spiral, comportant un balancier comportant sur sa serge des ressorts porteurs de masselottes oscillantes, selon la configuration de la figure 2. Un échappement à ancre, ou similaire, permet alors d'exciter les oscillations du balancier et les petites masselottes. Les ressorts et les masselottes oscillent à une fréquence, ici double, de la fréquence propre du balancier-spiral. Les masselottes oscillent par couplage inertiel. L'effet paramétrique a bien lieu, car l'inertie du balancier varie alors à une fréquence double de celle du balancier-spiral. La figure 15 illustre une régulation obtenue avec un tel résonateur. Il est à noter que dans ce cas-là, les pertes aérodynamiques sont aussi modifiées.
Un autre exemple consiste à utiliser un échappement à détente, assurant aussi le comptage, en coopération avec un mécanisme régulateur 2 agissant sur la rigidité du spiral 4 (avec des goupilles qui se déplacent).
L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 10 comportant au moins un mécanisme résonateur 1 . Selon l'invention ce mouvement 10 comporte au moins un tel dispositif régulateur 2, agencé pour agir sur le mécanisme résonateur 1 , en imposant une modulation périodique d'une ou plusieurs caractéristiques physiques du mécanisme résonateur 1 : fréquence de résonance et/ou facteur de qualité et/ou point de repos, avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ du mécanisme résonateur 1 , cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.. Dans une variante, ce dispositif régulateur 2 est agencé pour agir sur le mécanisme résonateur 1 en lui imprimant directement un mouvement périodique avec une telle fréquence de régulation R.
Dans une variante, ce dispositif régulateur 2 agit sur au moins une fixation du mécanisme résonateur 1 , ou/et sur la fréquence, notamment sur la rigidité et/ou l'inertie, du mécanisme résonateur 1 , ou/et sur le facteur qualité du mécanisme résonateur 1 , ou/et sur les pertes ou frottements du mécanisme résonateur 1 .
Dans une variante, ce dispositif régulateur 2 agit sur le mécanisme résonateur 1 en imprimant le mouvement périodique à un composant du mécanisme résonateur 1 ou/et à un mécanisme générateur de pertes sur au moins un composant du mécanisme résonateur 1 .
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 30 comportant au moins un tel mouvement d'horlogerie 10.
Les quelques exemples d'oscillateurs paramétriques, illustrés ici ne sont pas limitatifs. Certains, comme ceux des figures 15 à 18, peuvent être introduits directement dans des mouvements existants, en substitution de composants standard comme des balanciers, ce qui représente un avantage, car il n'y a aucune remise en cause de la conception ni de la fabrication des composants mécaniques du mouvement concerné.
Un des avantages de ces systèmes est de pouvoir faire fonctionner un balancier-spiral à haute fréquence, malgré la baisse inhérente du rendement de l'échappement.
Le principe le plus aisé à mettre en œuvre consiste à faire osciller une partie du balancier. Ces oscillations (à une fréquence multiple n≥ 2 de la fréquence propre du balancier-spiral) modifient, soit l'inertie, soit le centre de gravité, soit les pertes aérodynamiques.
Les figures illustrent des exemples simples, non limitatifs, de réalisations de l'invention. Certains peuvent être mis en œuvre très simplement, par exemple par substitution d'un balancier particulier à un balancier standard.
Ces exemples montrent que les constituants du régulateur 2 peuvent être embarqués sur certains composants du résonateur 1. Dans de nombreux cas, l'invention ne nécessite pas de circuit secondaire d'excitation, c'est le dimensionnement des composants du régulateur qui lui permet d'osciller à une fréquence R définie dans sa relation particulière par rapport à la fréquence propre ωθ du résonateur 1 .
La figure 1 représente un mécanisme résonateur 1 paramétrique régulé selon l'invention, comportant un balancier-spiral 3 avec un balancier 26 et un spiral non représenté, constituant un résonateur. L'inertie et/ou le facteur de qualité est modulé/e par des masselottes 71 disposées radialement ou tangentiellement par l'intermédiaire de ressorts 72, ces derniers fixés en des points de liaison 73 à la structure du balancier 26, en particulier sa serge. Ces ensembles masselotte-ressort sont excités à une fréquence double de la fréquence ωθ du résonateur 1 à balancier-spiral 3. Le résonateur 1 porte ici les éléments du régulateur 2 constitués par les ensembles masselotte-ressort, qui vibrent radialement et/ou tangentiellement lors du mouvement de pivotement du balancier 26. Certains peuvent notamment être guidés dans une piste 74 que comporte le balancier 26. La vibration radiale des masselottes influe sur l'inertie et le terme de frottement, la vibration tangentielle influe sur l'inertie dynamique. Le balancier 26 porte ici encore des bras 85 porteur de lames vibrantes 84, qui oscillent essentiellement de façon radiale. Pour une bonne efficacité d'un tel régulateur 2, les ressorts 72 sont de préférence de grand volume en comparaison du balancier, leur emprise radiale est par exemple de l'ordre du rayon de la serge du balancier lui-même, voire davantage avec par exemple une emprise radiale du ressort 72 et de la masselotte 71 équivalent au quadruple du rayon d'une virole 7.
De préférence, et cela vaut pour tous les exemples, tous les ensembles vibratoires que comporte le régulateur oscillent à la même fréquence R définie par l'invention. On peut, encore, admettre que certains d'entre eux oscillent à une fréquence multiple entière de cette fréquence R définie par l'invention en relation à la fréquence propre ωθ.
La figure 2 représente également un résonateur 1 à balancier-spiral 3, dont le balancier 26 porte les éléments du régulateur 2 : quatre ressorts 72 radiaux liés à la serge aux points 73 et porteurs de masselottes 71 , et soumis à une excitation de régulation à une fréquence double de la fréquence ωθ du résonateur 1. La figure 15 illustre une régulation obtenue avec un tel résonateur.
La figure 3 représente une solution très facile de substitution d'un balancier existant, avec un résonateur 1 similaire à ceux des figures 1 et 2, comportant un balancier 26 porteur de balanciers-spiraux secondaires 260 embarqués présentant chacun un fort balourd 261 , montés libres en rotation. On peut distinguer deux modes de réalisation :
- ou bien les balanciers-spiraux secondaires 260 sont entièrement libres en rotation, sans limitation d'amplitude, par exemple avec un pivotement mécanique classique ;
- ou bien les balanciers-spiraux secondaires 260 sont limités en amplitude, et sont par exemple réalisés monobloc avec le balancier 26 dans une exécution en silicium ou similaire, avec un pivot flexible, et donc une amplitude limitée.
La figure 4 représente avec un résonateur 1 similaire à ceux des figures précédentes, avec un balancier 26 suspendu à une ou plusieurs structures 50 par deux ressorts 51 sensiblement radiaux diamétralement opposés, la trajectoire du centre de gravité du balancier 26 correspondant à la direction commune de ces deux ressorts 51. Dans une variante, l'axe du balancier est tenu par des ressorts. Dans une autre variante, le balancier 26 n'est pas pivoté avec un arbre classique, mais seulement avec des guidages flexibles ; l'axe virtuel du balancier est alors défini par la direction des ressorts. La figure est volontairement simplifiée avec seulement deux ressorts, il est naturellement imaginable de suspendre le balancier 26 entre trois ressorts 51 ou davantage. Une exécution monobloc de tout cet ensemble est possible, dans la limite de l'amplitude de pivotement souhaitée pour le balancier 26. On comprend qu'une exécution multi-niveaux est possible, pour répartir les composants fonctionnels sur des plans différents.
Les figures 5A, 5B, 5C représentent, encore un résonateur 1 similaire incorporant un balancier 26 portant sur sa serge des ailettes 60, à profil aérodynamique, articulées au niveau de pivots flexibles 81 sur la serge du balancier 26, et qui pivotent lors du mouvement de pivotement du balancier 26, tel qu'exposé plus haut. Cette configuration peut fonctionner dans le vide, avec une fréquence de régulation des ailettes double de la fréquence propre ωθ, ou encore dans l'air, avec une fréquence quadruple de ωθ.
La figure 6 représente un résonateur 1 avec un balancier 26. Ici le régulateur 2 est complètement séparé du résonateur 1 : un patin 82 au voisinage de la serge du balancier 26 fait frein aérodynamique, est suspendu par un ressort 83 à une structure 50, et est mobile à une fréquence double de celle du résonateur 1 à balancier-spiral incorporant ce balancier. Cette mobilité peut provenir d'une source externe d'excitation, elle peut, encore, provenir d'un profil, par exemple denté, de la serge du balancier, qui crée une variation d'écoulement d'air au voisinage du patin 82.
La figure 7 représente un balancier similaire à celui de la figure 3, avec deux balanciers-spiraux secondaires 260 à fort balourd 261 , montés libres sur un même diamètre et dans une position d'alignement des balourds, différents (au point de repos) de ceux de la figure 3, et soit en phase, soit en alternance anti-phase. De préférence, cette réalisation est en silicium ou autre matériau micro-usinable similaire (notamment oxyde de silicium, quartz, « LIGA »®, métal amorphe, ou similaires) : les balanciers- spiraux secondaires et leurs balourds 261 sont monobloc avec le balancier 26 par rapport auquel ils pivotent par des liaisons flexibles, et l'alignement des balourds est l'état au repos de cette structure. Un tel balancier représente aussi une solution de substitution très facile à un balancier existant, pour améliorer les performances chronométriques.
La figure 8 représente un résonateur 1 à diapason 55, fixé à une structure 50, et dont un bras 56 est en contact avec un patin frottant 57 excité à une fréquence double de la fréquence du résonateur à diapason.
La figure 9 illustre un mécanisme résonateur comportant un balancier 26 comportant une virole 7 maintenant un fil de torsion 46, dont un dispositif régulateur 2 commande une variation périodique de la tension avec une fréquence double de celle du résonateur 1 à balancier et fil de torsion.
La figure 10 représente un mécanisme résonateur 1 paramétrique comportant un balancier-spiral 3, dont la spire externe 6 du spiral 4 est fixée à un piton 5, auquel un dispositif régulateur 2 impose un mouvement périodique, ce piton 5 étant mobile en translation, pivotement, et en inclinaison dans l'espace pour vriller le spiral 4 si nécessaire.
La figure 1 1 représente un autre résonateur 1 à balancier-spiral 3, avec un spiral 4 équipé d'un mécanisme de raquetterie avec une raquette 12 à goupilles 1 1 , avec un système régulateur 2 à bielle-manivelle pour actionner un déplacement continu de la raquette 12, pour une variation continue de la longueur active du spiral 4.
La figure 12 représente, de façon similaire un spiral 4 sur lequel appuie une came 14 entraînée en rotation par un régulateur 2, pour une variation continue de la longueur active du spiral 4 et/ou de la position du point d'attache et/ou de la géométrie du spiral. Cette figure est une représentation simplifiée où une came unique appuie sur le spiral d'un côté seulement ; il est évidemment possible de combiner deux cames agencées pour pincer le spiral 4 de part et d'autre.
La figure 13 représente, de façon similaire, un spiral 4, avec une spire additionnelle 18 fixée à ce spiral et venant en doublure localement avec la courbe terminale 17 du spiral, et un dispositif régulateur 2 actionnant une extrémité 18A de cette spire additionnelle 18.
La figure 14 illustre encore un spiral 4, avec, au voisinage de sa courbe terminale 17, une autre spire 23 qui est maintenue à une première extrémité 24 par un appui 59 manœuvré par un dispositif régulateur 2, et qui est libre à une deuxième extrémité 25 agencée pour venir périodiquement en contact avec la courbe terminale 17 sous l'action du dispositif régulateur 2 sur cet appui.
Les figures 16A et 16B illustrent une modification du centre de gravité du résonateur 1 , avec un résonateur à balancier-spiral 3 comportant un balancier 26 porteur de ressorts 72 sensiblement radiaux fixés à la serge et porteurs de masselottes oscillantes 71 , similaires à la figure 2, mais certains vers l'intérieur et d'autres vers l'extérieur de la serge. Les effets centripètes ou centrifuges associés permettent la modulation de la position du centre de gravité du résonateur 1 .
Les figures 17A et 17B illustrent, de façon analogue à la figure 5, une autre variante de système à balancier 26 à ailettes 80 à pivot flexible 81 permettant de modifier les pertes aérodynamiques et l'inertie.
Les figures 18A à 18 D illustrent une modulation du centre de gravité, sur la base d'un résonateur tel celui de la figure 3 ou de la figure 7, comportant des balanciers-spiraux secondaires 260 à balourd 261 embarqués.
La figure 19 illustre un exemple de réalisation d'oscillateur paramétrique avec une virole 7 de balancier porteuse d'un ressort 72 en silicium porteur d'une masselotte périphérique 71 alourdie par une couche 75 d'or ou d'autre métal lourd obtenue par exemple par dépôt galvanique ou autre, l'ensemble ressort-masselotte oscillant à une fréquence de régulation R. Par exemple, ω0= 10 Hz et R=20 Hz. La figure 20 montre un balancier 26 où de tels ensembles ressort-masselotte s'étendent depuis la virole 7 jusqu'au plus grand diamètre de la serge.
La figure 21 représente un diapason 55 encastré dans un support 50, et dont une branche 56 est porteuse d'un ensemble balancier-spiral secondaire 260, à balourd excentré 261 , monté fou en pivotement sur cette branche 56. La figure 22 représente un diapason 55 dont une branche 56 est porteuse d'un ensemble ressort 72/masselotte 71 , monté libre en vibration.
L'invention concerne encore, dans un mode de réalisation avantageux, un mécanisme résonateur 1 d'horlogerie à oscillation forcée agencé pour osciller à une fréquence propre ωθ, et comportant d'une part au moins un organe oscillant 100, lequel comporte de préférence un balancier 26 ou un diapason 55 ou une lame vibrante, ou similaire, et d'autre part des moyens d'entretien d'oscillation 200 agencés pour exercer un impact et/ou une force et/ou un couple sur cet organe oscillant 100.
Selon l'invention, cet organe oscillant 100 porte au moins un dispositif régulateur 2 oscillant dont la fréquence propre est une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ dudit mécanisme résonateur 1 , cet entier étant supérieur ou égal à 2. Les valeurs particulières de R par rapport à la fréquence propre ωθ obéissent de préférence aux règles particulières énoncées plus haut.
Dans une première variante, ce dispositif régulateur 2 comporte au moins un balancier-spiral secondaire 260 pivotant autour d'un axe de pivotement secondaire, avec un balourd 261 excentré par rapport à cet axe de pivotement secondaire de ce balancier-spiral secondaire 260, lequel est monté fou en pivotement sur l'organe oscillant 100.
De façon particulière, l'organe oscillant 10 pivote autour d'un axe de pivotement principal, et cet au moins un balancier-spiral secondaire 260 est d'axe secondaire excentré par rapport à l'axe de pivotement principal.
Dans une exécution particulière, le dispositif régulateur 2 comporte au moins un premier balancier-spiral secondaire 260 et un deuxième balancier-spiral secondaire 260 dont les balourds 261 , dans un état de repos en l'absence de sollicitation, sont alignés avec les axes de pivotement secondaires des balanciers-spiraux secondaires 260. Et, plus particulièrement, l'organe oscillant 10 pivote autour d'un axe de pivotement principal, et au moins un dit balancier-spiral secondaire 260 est d'axe secondaire excentré par rapport à l'axe de pivotement principal.
Dans une exécution avantageuse qu'autorise la technologie des micromatériaux, au moins un tel balancier-spiral secondaire 260 pivote autour d'un axe secondaire virtuel que définissent des moyens de maintien élastique que comporte l'organe oscillant 10 pour le maintien du balancier-spiral secondaire 260, et est limité en amplitude de mouvement par rapport à l'organe oscillant 10. De façon avantageuse, au moins un tel balancier-spiral secondaire 260 est monobloc avec l'organe oscillant 100.
Plus particulièrement, au moins un dit balancier-spiral secondaire 260 est monobloc avec un balancier 26 que comporte l'organe oscillant 100, ou qui constitue cet organe oscillant 100.
Dans une deuxième variante, le dispositif régulateur 2 comporte au moins un ensemble ressort-masselotte comportant une masselotte 71 attachée par un ressort 72 en un point 73 de l'organe oscillant 100.
De façon particulière, l'organe oscillant 10 pivote autour d'un axe de pivotement principal, et au moins un tel ressort 72 s'étend radialement par rapport à cet axe de pivotement principal.
Dans une exécution particulière, l'organe oscillant 10 porte plusieurs tels ensembles ressort-masselotte, dont les ressorts 72 s'étendent radialement par rapport à l'axe de pivotement principal, et dont au moins un premier porte sa masselotte 71 plus éloignée de l'axe de pivotement principal que son ressort 72, et dont au moins un autre porte sa masselotte 71 plus rapprochée de l'axe de pivotement principal que son ressort 72.
De façon particulière, l'organe oscillant 10 pivote autour d'un axe de pivotement principal, et au moins un tel ressort 72 s'étend selon une direction tangentielle au point 73, par rapport à l'axe de pivotement principal.
De façon particulière, au moins un tel ensemble ressort-masselotte est, en- dehors de son point d'attache 73, libre de mouvement par rapport à l'organe oscillant 100.
Dans une exécution particulière, l'ensemble ressort-masselotte est mobile de façon limitée par des moyens de guidage que comporte ledit organe oscillant 100, ou circule dans une piste 74 que comporte ledit organe oscillant 100.
Dans une troisième variante, le dispositif régulateur 2 comporte au moins une ailette 80 ou une lame 84 mobile sous l'effet des variations aérodynamiques et attachée par un pivot 81 ou par une lame élastique ou par un bras 85 à l'organe oscillant 100.
Notamment, dans une réalisation particulière, au moins une ailette 80 ou lame 84 est basculante par rapport au pivot 81 ou à la lame élastique ou au bras 85 qui la supporte. Dans une réalisation avantageuse qui permet une adaptation facile de l'invention à des mouvements existants, permettant d'améliorer notablement leur performance chronométrique aux coûts les plus bas, l'organe oscillant 100 est un balancier 26 soumis à l'action de moyens d'entretien d'oscillation 200 qui sont des moyens de rappel comportant au moins un spiral 4 et/ou au moins un fil de torsion 46.
Dans une autre réalisation particulière, l'organe oscillant 100 est un diapason 55 dont au moins une branche 56 est soumise à l'action des moyens d'entretien d'oscillation 200.
On comprend que ces différentes variantes, non limitatives, peuvent être combinées entre elles, et/ou avec encore d'autres variantes respectant les principes de l'invention.
L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 10 comportant au moins un mécanisme résonateur 1 agencé pour osciller autour de sa fréquence propre ωθ. Selon l'invention ce mouvement 10 comporte au moins un dispositif régulateur 2 comportant des moyens agencés pour agir sur ce mécanisme résonateur 1 en imposant une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos du mécanisme résonateur 1 avec une fréquence de régulation R qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de la fréquence propre ωθ dudit mécanisme résonateur 1 , cet entier étant supérieur ou égal à 2 et inférieur ou égal à 10.
Dans une première variante, ce mouvement 10 comporte au moins un tel mécanisme résonateur 1 , dont l'organe oscillant 100 porte au moins un dit dispositif régulateur 2.
Dans une deuxième variante, ce mouvement 10 comporte au moins un tel dispositif régulateur 2 distinct d'un tel au moins un mécanisme résonateur 1 , et qui agit, ou bien par contact avec au moins un composant de ce mécanisme résonateur 1 , ou bien à distance de ce mécanisme résonateur 1 par modulation d'un écoulement aérodynamique ou d'un champ magnétique ou d'un champ électrostatique ou d'un champ électromagnétique.
Avantageusement ce mécanisme résonateur 1 comporte au moins un composant déformable de rigidité et/ou d'inertie variable, et cet au moins un dispositif régulateur 2 comporte des moyens agencés pour déformer ce composant déformable pour faire varier sa rigidité et/ou son inertie. Dans une exécution particulière, cet au moins un dispositif régulateur 2 comporte des moyens agencés pour déformer le mécanisme résonateur 1 et moduler la position du centre de gravité de ce mécanisme résonateur 1 .
Dans une exécution particulière, cet au moins un dispositif régulateur 2 comporte des moyens générateurs de pertes sur au moins un composant de ce mécanisme résonateur 1 .
Dans une exécution avantageuse car très aisée à mettre en œuvre, le dispositif régulateur 2 comporte des moyens de modulation d'un écoulement aérodynamique au voisinage de l'organe oscillant 100, ces moyens de modulation comportant au moins un patin 83 suspendu à une structure 50 par des moyens de rappel élastique 83.
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 30, notamment une montre, comportant au moins un tel mouvement d'horlogerie 10.
Naturellement l'invention est parfaitement applicable à une autre pièce d'horlogerie telle une horloge. Elle est applicable à tout type d'oscillateur comportant un organe oscillant 100 mécanique, et notamment à un pendule.
L'excitation à la fréquence R telle que définie ci-dessus, et plus particulièrement au double de la fréquence ωθ, peut être effectuée avec un signal carré ou impulsionnel, il n'est pas indispensable d'avoir une excitation sinusoïdale.
Le régulateur d'entretien n'a pas besoin d'être très précis: son défaut de précision éventuel se traduit seulement par une perte d'amplitude, mais sans variation de la fréquence sauf bien sûr si cette fréquence est très variable, ce qui est à éviter. En fait, ces deux oscillateurs, régulateur d'entretien et résonateur entretenu, ne sont pas couplés, mais l'un des deux entretient l'autre, idéalement (mais non nécessairement) à sens unique.
Dans une réalisation préférée, il n'y a pas de ressort de couplage entre ce régulateur d'entretien 2 et le résonateur entretenu 1 .
L'invention se distingue des oscillateurs couplés connus par ailleurs par le fait que la fréquence du régulateur soit double ou multiple de la fréquence propre du résonateur (ou du moins très voisine d'un tel multiple), ainsi que par le mode de transfert d'énergie.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur (1 ) d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur (1 ) autour de sa fréquence propre (ωθ), selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ), avec une fréquence de régulation (u)R) dudit dispositif régulateur (2) qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre (ωθ), ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité dudit mécanisme résonateur (1 ), en agissant sur les pertes et/ou l'amortissement et/ou les frottements dudit mécanisme résonateur (1 ).
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité dudit mécanisme résonateur (1 ), en agissant sur les pertes aérodynamiques dudit mécanisme résonateur (1 ), par déformation dudit mécanisme résonateur (2) et/ou par modification de l'environnement autour dudit mécanisme résonateur (1 ).
3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité dudit mécanisme résonateur (1 ), en modulant l'amortissement interne des moyens de rappel élastique que comporte ledit mécanisme résonateur (1 ).
4. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique du facteur de qualité dudit mécanisme résonateur (1 ), en modulant les frottements mécaniques au sein dudit mécanisme résonateur (1 ).
5. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on met en œuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) avec un mouvement périodique, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique au moins de la fréquence de résonance dudit mécanisme résonateur (1 ).
6. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on met en œuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) avec un mouvement périodique, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique au moins de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ).
7. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'on met en œuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) avec un mouvement périodique, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique au moins de la fréquence de résonance et de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance dudit mécanisme résonateur (1 ), en agissant sur la rigidité et/ou sur l'inertie dudit mécanisme résonateur (1 ).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance dudit mécanisme résonateur (1 ), en imposant une modulation de la rigidité dudit mécanisme résonateur (1 ) et une modulation d'inertie dudit mécanisme résonateur (1 ).
10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance dudit mécanisme résonateur (1 ), en imposant une modulation de l'inertie dudit mécanisme résonateur (1 ) par modulation de la répartition de masse dudit mécanisme résonateur (1 ), et/ou par déformation dudit mécanisme résonateur (1 ), et/ou par modulation de la position du centre d'inertie dudit mécanisme résonateur (1 ).
1 1 . Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance dudit mécanisme résonateur (1 ), en imposant une modulation de la rigidité d'un moyen de rappel élastique que comporte ledit mécanisme résonateur (1 ) ou une modulation d'un rappel exercé par un champ magnétique ou électrostatique ou électromagnétique au sein dudit mécanisme résonateur (1 ).
12. Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance dudit mécanisme résonateur (1 ), en imposant une modulation de la longueur active d'un ressort que comporte ledit mécanisme oscillateur (1 ), ou une modulation de la section d'un ressort que comporte ledit mécanisme oscillateur (1 ), ou une modulation du module d'élasticité d'un moyen de rappel élastique que comporte ledit mécanisme résonateur (1 ), ou une modulation de la forme d'un moyen de rappel élastique que comporte ledit mécanisme résonateur (1 ).
13. Procédé selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance dudit mécanisme résonateur (1 ) en imposant une modulation de la rigidité dudit mécanisme résonateur (1 ), et une modulation de la position du point de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ).
14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ), par modulation de la position de fixation dudit mécanisme résonateur (1 ) et/ou par modulation de l'équilibre entre les forces de rappel agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ), par modulation de l'équilibre entre les forces de rappel agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) générées par des moyens mécaniques de rappel élastique et/ou des moyens de rappel magnétiques et/ou des moyens de rappel électrostatiques.
16. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'on imprime ledit mouvement périodique, à la même fréquence de régulation (ωΡι), à la fois à un composant dudit mécanisme résonateur (1 ) et à un mécanisme générateur de pertes sur au moins un composant dudit mécanisme résonateur (1 ).
17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit mécanisme régulateur (2) impose une modification périodique de la fréquence dudit mécanisme résonateur (1 ) ayant une amplitude relative supérieure à l'inverse du facteur de qualité dudit mécanisme résonateur (1 ).
18. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur (1 ) comportant au moins un ensemble balancier-spiral (3) comportant un balancier (26), et en ce qu'on modifie le facteur qualité dudit mécanisme résonateur (1 ) par la mise en oscillation sous l'action dudit dispositif régulateur (2), de balanciers-spiraux secondaires (260) à fort balourd résiduel montés excentrés sur ledit balancier (26).
19. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur (1 ) comportant au moins un balancier (26) comportant une virole (7) maintenant un fil de torsion (46) lequel constitue un moyen de rappel élastique (40) dudit mécanisme résonateur (1 ), et en ce qu'on fait agir au moins un dit dispositif régulateur (2) en commandant une variation périodique de la tension dudit fil de torsion (46).
20. Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur (1 ) comportant au moins un ensemble balancier-spiral (3) comportant un balancier (26), et en ce qu'on modifie le facteur qualité dudit mécanisme résonateur (1 ) par une modification des frottements dans l'air dudit balancier (26), générée par une modification locale de géométrie du dit balancier (26) lequel porte des ailettes de modulation à profil en ailes d'avion articulées à la périphérie dudit balancier (26,) lesdites ailettes étant réversibles et agencées pour basculer entièrement selon le sens du mouvement.
21 . Procédé selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur (1 ) comportant au moins un diapason et en ce qu'on fait agir au moins un dit dispositif régulateur (2) sur la fixation dudit diapason, ou/et sur un mobile exerçant un appui sur au moins un bras dudit diapason.
22. Procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur (1 ) d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur (1 ) autour de sa fréquence propre (ωθ), selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ), avec une fréquence de régulation (ωΡι) dudit dispositif régulateur (2) qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre (ωθ), ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur (1 ) comportant au moins un ensemble balancier-spiral (3) comportant un balancier (26), et en ce qu'on modifie le facteur qualité dudit mécanisme résonateur (1 ) par la mise en oscillation sous l'action dudit dispositif régulateur (2), de balanciers-spiraux secondaires (260) à fort balourd résiduel montés excentrés sur ledit balancier (26).
23. Procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur (1 ) d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur (1 ) autour de sa fréquence propre (ωθ), selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ), avec une fréquence de régulation (ωΡι) dudit dispositif régulateur (2) qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre (ωθ), ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur (1 ) comportant au moins un balancier (26) comportant une virole (7) maintenant un fil de torsion (46) lequel constitue un moyen de rappel élastique (40) dudit mécanisme résonateur (1 ), et en ce qu'on fait agir au moins un dit dispositif régulateur (2) en commandant une variation périodique de la tension dudit fil de torsion (46).
24. Procédé d'entretien et de régulation de fréquence d'un mécanisme résonateur (1 ) d'horlogerie au cours du fonctionnement dudit mécanisme résonateur (1 ) autour de sa fréquence propre (ωθ), selon lequel procédé on met en œuvre au moins un dispositif régulateur (2) agissant sur ledit mécanisme résonateur (1 ) avec un mouvement périodique, où ledit mouvement périodique impose une modulation périodique de la fréquence de résonance et/ou du facteur de qualité et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ), avec une fréquence de régulation (ωΡι) dudit dispositif régulateur (2) qui est comprise entre 0.9 fois et 1 .1 fois la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre (ωθ), ledit entier étant supérieur ou égal à 2, et inférieur ou égal à 10, caractérisé en ce qu'on applique ledit procédé à un dit mécanisme résonateur (1 ) comportant au moins un diapason et en ce qu'on fait agir au moins un dit dispositif régulateur (2) sur la fixation dudit diapason, ou/et sur un mobile exerçant un appui sur au moins un bras dudit diapason.
25. Procédé selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisé en ce qu'on utilise ledit dispositif régulateur (2) pour le démarrage et/ou l'entretien dudit mécanisme résonateur (1 ).
26. Procédé selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé en ce qu'on choisit ladite fréquence de régulation (ωΡι) à la valeur d'un multiple entier de ladite fréquence propre (ωθ), ledit entier étant supérieur ou égal à 2.
27. Procédé selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que ladite fréquence de régulation ( R) est le double de ladite fréquence propre (ωθ).
28. Procédé selon l'une des revendications 1 à 26, caractérisé en ce que ladite fréquence de régulation ( R) est comprise entre 1 .8 fois et 2.2 fois ladite fréquence propre (ωθ).
29. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement périodique du mécanisme régulateur (2) impose la modulation de la fréquence et/ou de la position du point de repos dudit mécanisme résonateur (1 ) par l'intermédiaire d'une force électrique ou magnétique ou électromagnétique à distance.
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