EP3153935A1 - Mecanisme d'echappement a detente d'horlogerie a force constante - Google Patents

Mecanisme d'echappement a detente d'horlogerie a force constante Download PDF

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EP3153935A1
EP3153935A1 EP15188461.6A EP15188461A EP3153935A1 EP 3153935 A1 EP3153935 A1 EP 3153935A1 EP 15188461 A EP15188461 A EP 15188461A EP 3153935 A1 EP3153935 A1 EP 3153935A1
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EP
European Patent Office
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trigger
exhaust
exhaust mechanism
retainer
blade
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EP15188461.6A
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German (de)
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EP3153935B1 (fr
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Valentin Remontet
Benoît Junod
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Montres Breguet SA
Original Assignee
Montres Breguet SA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/10—Escapements with constant impulses for the regulating mechanism
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/20—Compensation of mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/26—Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of the impulses

Definitions

  • the invention relates to a detent escapement mechanism for a timepiece, comprising a mechanism for directly or indirectly blocking an escape wheel during the stroke of a pendulum of an oscillating mechanism during its free rotation without impulse. , controlled in unblocking by a trigger trigger actuated by means of a spring, by said balance.
  • the invention also relates to a watch movement comprising such an escape mechanism.
  • the invention relates to a watch comprising such a movement.
  • the invention relates to the field of high precision escapement mechanisms for watchmaking, and in particular detent escapements.
  • the trigger escapement has been used extensively for marine chronometers due to its high accuracy. However, its use for watch movements, intended to be worn in different positions, and no longer suspended by gimbals or a gyroscopic system, is struggling to develop despite a theoretically superior performance to other traditional solutions such as the escapement anchor Swiss.
  • the galloping phenomenon which corresponds to the triggering of an escape function when the balance has an amplitude greater than a certain limit amplitude value, generally close to 350 ° / 360 °, is a disadvantage that requires the development of anti-gallop systems often complex and inefficient, altering the performance of the exhaust.
  • a traditional detent escapement is characterized by the presence of a lost blow, that is to say with, during each oscillation, alternation without impulse. Often this single impulse is a direct impulse from the escapement wheel to the pendulum. The force transmitted by the escape wheel pendulum is directly dependent on the torque transmitted to this wheel, which generally varies according to the winding of the barrel and modulations gear.
  • the amplitude is variable, and generally decreases during disarming of the barrel, and the chronometric properties are affected.
  • the exhaust type Robin mechanisms implement a blocking lever of the escape wheel, but have the disadvantage of a direct transmission of energy from the escapement wheel to the balance, which does not solve the problem of variable amplitude.
  • Requirement PCT / EP2013 / 056577 in the name of NIVAROX-FAR SA describes an escape mechanism for movement or timepiece comprising at least one balance and at least one escape wheel, where the transmission of pulses between said at least one balance and said at least one an escape wheel is produced by a one-piece flexible mechanism comprising at least one probe cooperating with said at least one escape wheel or said at least one rocker respectively, and in that said one-piece flexible mechanism is connected by at least one flexible blade to a fixed structure of said timepiece, or respectively to said at least one escape wheel.
  • the invention relates to a new expansion type exhaust system, designed to combine high precision and chronometric regularity by providing an identical impulse to the balance during each oscillation.
  • the transmission of energy is indirect, between the escape wheel and the balance.
  • the invention relates to a detent escapement mechanism for a timepiece, according to claim 1.
  • the invention also relates to a watch movement comprising such an escape mechanism.
  • the invention relates to a watch comprising such a movement.
  • the invention relates to an escapement escapement mechanism 100, with a constant force, for a timepiece 300.
  • This mechanism 100 uses a particular retainer 10, whose rotation is associated with first elastic return means 16, 18, 72, in particular but not limited to an armature spring, or a flexible blade, or the like.
  • This escapement mechanism 100 with detent thus comprises a mechanism for directly or indirectly blocking an escape wheel 30, during the stroke of a balance 20 of an oscillating mechanism during its free rotation without impulse, in a direction of pivoting, the pulse being only in the other direction of pivoting of the balance.
  • the invention is illustrated with a balance 20 which is a pendulum in the conventional sense of the term, forming part of a balance-type oscillator spiral.
  • the invention is however applicable to other types of oscillator, and the pendulum 20 can then take other forms, such as a pendulum, or other.
  • the escape wheel 30 is conventionally subjected to a torque coming from an energy storage mechanism, and arranged to provide, when of each oscillation of the oscillator mechanism, a single impulse to the pendulum 20.
  • This locking mechanism is controlled by an unlocking trigger 40, which is operated by means of an expansion spring 60, 71, by the rocker 20.
  • this locking mechanism comprises a pivoting stopper 10, subjected to the return torque of elastic return means 16, 18, 72.
  • triggering trigger 40 Maneuvering the triggering trigger 40 is effected, by means of the expansion spring 60, 71, by an anchor 21 and / or a triggering pallet 22 carried by the balance 20.
  • the first elastic return means 16, 18, 72 are themselves, either arranged at the stop 10 or carried by the exhaust mechanism 100.
  • the arming of the first elastic return means 16, 18, 72, in particular the spring of the retainer 10, is done directly by the escape wheel 30 after each exhaust function.
  • the stopper 10 is held in the armed position by the trigger trigger 40.
  • this trigger trigger 40 is achieved by means of a trigger pad 22 integral with the rocker 20.
  • This trigger pad 22 is arranged for, in a first pivoting direction of the rocker 20 to push a distal end 61, 79 , which includes the expansion spring 60, 71, without rotating the trigger trigger 40, and in a second pivoting direction to cause the distal end 61, 79, in pressing on a detent pin 42 that includes trigger trigger 40 and rotate the latter and release the retainer 10.
  • Triggering thus occurs as a clearance, at the beginning of the exhaust function, and allows to release the stopper 10, which restores the energy previously accumulated in the first elastic return means 16, 18, 72 to the balance 20 through an ankle 21 of the balance 20, during the pulse phase.
  • the locking mechanism comprises an escape lock 50, 90, which is arranged to immobilize the escapement wheel 30 under the action of second resilient return means 53, 93, which comprises, or this lock of exhaust 50, 90, or the exhaust mechanism 100 itself.
  • the locking mechanism comprises a stop, 10 or 70 according to the embodiment, and an exhaust lock, 50 or 90 according to the embodiment.
  • the locking mechanism is further arranged to release the escape wheel 30 under a thrust action on the exhaust lock 50, 90.
  • This thrust action is either initiated by the stopper 10 during the pivoting movement of the stopper 10 under the action of the first elastic return means 16, 18, 72, just after the application of the pulse to said balance 20, or initiated directly by the balance 20 as in a fourth mode illustrated at Figures 14 to 16 .
  • the exhaust lock 50, 90 comprises an exhaust rest pallet 51, 91, which is arranged to cooperate with one of the teeth 31 that the escape wheel 30 comprises, to effect the locking of this exhaust wheel 30.
  • the exhaust lock is a first lock 50, which is remote from the rocker 20 at any point of its trajectory, and which comprises a lock arm 51 arranged to cooperate with a pusher 17 that includes the stopper 10 for unlocking the escape wheel 30.
  • the exhaust lock is a second lock 90, which comprises an arm arranged substantially radially relative to the pivot axis of the balance 20, and which carries, in the vicinity of this axis of pivoting, a lock pin 94 for holding a flexible latch blade 92, which is arranged to cooperate with a latch pallet 23 that includes the rocker 20 to control the release of the escape wheel 30.
  • the stopper 10 raises an escape lock 50, 90, which blocked the escape wheel 30, and thus releases the escape wheel 30.
  • the latter can thus reset the stop 10 and its first elastic return means 16, 18, 72, for the next exhaust function, a tooth 31 of the escape wheel 30 then push the stopper 10 in its armed position.
  • the figure 1 illustrates the various components of the exhaust mechanism 100 of the invention, in a first embodiment whose operation is illustrated in FIGS. Figures 2 to 7 .
  • the stopper 10 is pivoted in a conventional manner
  • the first elastic return means 16 are constituted by a spring fixed to a plate of the mechanism 100, not shown in the figures, which is supported on a bearing surface. 14 of the retainer 10.
  • the latter comprises a spout 11, which, on the figures 1 and 2 is resting on the relaxation rest pallet 41 that comprises the trigger trigger 40.
  • the stop 10 further comprises a pulse arm 12, arranged to cooperate with the pin 21 of the balance 20.
  • the stop 10 further comprises a pallet 13, which is designed to cooperate directly with one of the teeth 31 of the escape wheel 30, in certain angular positions of the stopper 10.
  • the stopper 10 finally comprises a pusher 17, arranged to cooperate with an arm 52 of the first latch 50, to perform the unlocking thereof.
  • the system is initially in the armed position, and the balance 10 is in a position ready to trigger the escape function.
  • the trigger pad 22 of the rocker 20 raises the trigger trigger 40 which releases the stop 10.
  • the trigger pad 22 of the rocker 20 which rotates counterclockwise, pushes the distal end 61 of the expansion spring 60, and thus presses the detent pin 42 that carries the trigger trigger 40, which rotates the latter in the clockwise direction.
  • Beak 11 can then leave the relaxation rest pallet 41, and the stopper 10 can rotate clockwise, moved by its winding spring 16.
  • the stop 10 under the effect of its armature spring 16 previously armed, gives the impulse to the balance 20, by action of the impulse arm 12 of the stopper 10 on the pin 21.
  • the pusher 17 of the stopper 10 pushes the arm 52 of the first latch 50, and lifts it at the end of its stroke, in the direction of the arrow A.
  • This first latch 50 now releases the escape wheel 30 which can rotate, and will be able to reset the winding spring 16 of the stopper 10.
  • the escape wheel 30 being free, can be reset under the action of the torque transmitted by the finishing train, the winding spring 16, by action of a tooth 31 on the pallet 13 of the stopper 10.
  • the stop 10 is again maintained in the armed position by the trigger release 40, with its spout 11 resting on the rest pallet rest 41, and the escape wheel 30 comes to rest position on the first latch 50, a tooth 31 arriving to cooperate resting on the exhaust rest pallet 51. Meanwhile, the rocker 20 describes its additional arc in a counterclockwise direction.
  • the triggering pallet 22 activates the distal end of the flexible portion 61 of the triggering detent 40 (unclipping) without pressing on the pin 42, and n it does not influence the position of the other elements of the exhaust, the pin 21 not interacting with the pulse arm 12 of the stopper 10 in this position.
  • the figure 8 illustrates a second embodiment, wherein the first resilient return means comprise at least a first flexible blade 18 integrated with the stopper 10, and arranged in abutment abutment on a fixed support 19 that includes the exhaust mechanism 100, by example at a platinum level.
  • the stop 10 with a flexible part, in this case a flexible blade 18, which fulfills the function of the winding spring 16 of the first mode.
  • This allows to have one component less, knowing that this type of component is easily achievable by manufacturing processes such as "LIGA” (nickel alloy) or "DRIE” (silicon), or the like.
  • the retainer 10 is suspended cantilevered with respect to a fixed support that comprises the escape mechanism 100 by at least one flexible blade 18 and is movable in a plane parallel to that of the balance rod. 20, in a substantially pivotal movement about a virtual pivot, dimensioned so that the stopper 10 cooperates with the trigger 40, the pin 21 of the rocker 20, the tooth 31 of the escape wheel 30, and the arm 52 of the first latch 50.
  • the first elastic return means then comprise at least one bistable blade 72 integrated with a bistable stopper 70, which performs the same functions as the stopper 10 of the first and second modes.
  • this bistable blade 72 is arranged in tangential abutment abutment on a tangential bearing surface 75 of a bearing block 74 that includes the exhaust mechanism 100.
  • This bistable blade 72 is prestressed frontally in a state bistable on a front bearing surface 76 of the bearing block 74, with which a distal end 77 of the bistable blade 72 cooperates.
  • the stop 10 comprises a stop arm 78, which constitutes the trigger trigger, and which comprises, on the one hand the pulse arm 12 making a horn, and on the other hand a another horn that carries the detent pin 42, which maintains a first flexible blade 71, which is integral, as the bistable blade 72, a core of the bistable stopper numbered 70 for this third mode.
  • This stop arm 78 thus comprises two horns, one formed by the pulse arm 12, and the other carrying the detent pin 42, and which together define a receiving space of the ankle 21.
  • the flexible portion 72 is held in the rest position by abutments (tangential support or pin or geometry of a bridge or plate) in a state of deformation close to the instability position, so that the release of the balance 20 allows the system to pass the instability during the exhaust function.
  • the energy accumulated in the flexible portion 72 is transmitted to the balance 20 during this jump and accumulated energy is always the same (it is always a constant force).
  • the bistable stopper 70 pivots about its axis of rotation (via a standard pivot connection or via a flexible pivoting) while the distal end 77 of the flexible portion 72 is pre-armed in compression (buckling) then frozen in this position, for example by a movement of the support block 74, as visible on the figure 10 , where it is passed, according to the arrow B, a free position in broken lines, to a preloaded position of the second flexible blade 72 in solid lines.
  • This support block 74 is then immobilized by clipping, screwing, or the like, depending on the type of embodiment chosen.
  • the figures 11 and 12 respectively illustrate the release and the end of the pulse with this third embodiment.
  • it is directly the pin 21 of the balance 20 which interacts with the distal end 79 of the first flexible blade 71, and not the trigger pad 22 of the first and second modes.
  • This first flexible blade 71 uses the same principle as the trigger since it is blocked in the direction of the release and is free to deform in the direction of the lost blow.
  • the pin 21 of the rocker 20 rotates the stopper 70 through the first flexible blade 71, which allows the flexible portion of the stopper to pass the point of instability.
  • the stopper 70 rotates very quickly to reach its stable position, this is the pulse, characterized by the jump of the bistable system.
  • the elastic potential energy accumulated in the second flexible blade 72 is transmitted to the balance 20, in the form of kinetic energy.
  • the stopper 70 raises the first lock as in the first embodiment (step 3), which allows the escape wheel 30 to reset the bistable system by rotating the retainer 70.
  • the figure 13 shows the step of the lost blow, where the pin 21 of the balance 20 comes into contact with the first flexible blade 71 in the sense that it is free to deform. This step does not cause any change in the position of the exhaust components.
  • the Figures 14 to 16 illustrate a fourth embodiment of the invention, wherein the escape mechanism 100 constitutes an anti-gallop system.
  • This solution uses the blow to let the escape wheel 30 rearm the system with constant force. Indeed, in this case, if the blow has not occurred, the pulse can not be triggered, even if amplitude greater than a limit amplitude, especially in the example illustrated at 360 °, because the system is not reset. Such a system avoids the phenomenon of gallop.
  • the peg 21 of the rocker 20 then comes back against the outside cuff of the stop horn carrying the impulse arm 12.
  • This construction comprises an escape latch 90 which interacts directly with a latch pallet 23 integral with the balance 20, instead of interacting with the stopper when the latter ends its momentum.
  • This exhaust lock is a second lock 90, which comprises an arm arranged substantially radially with respect to the axis of pivoting of the rocker 20, and which carries, in the vicinity of this pivot axis, a lock pin 94 for maintaining a flexible latch blade 92, which is arranged to cooperate with the latch pallet 23 to control the unlocking of the escape wheel 30.
  • the escape function takes place in two stages since the clearance and momentum steps proceed as described previously during the first half-cycle, while the unblocking, rearming, and blocking steps take place during the first half-cycle. the second alternation corresponding previously to the lost blow.
  • the lock pallet 23 first impacts the flexible latch blade 92 of the second latch 90, which is blocked by the latch pin 94, which raises the second latch 90 according to the arrow D, and releases the escape wheel 30, as visible on the figure 15 .
  • the escape wheel can then reset the stop, whether it is a stop 10 of the first and second modes, or a bistable stop 70 of the third mode as visible on the Figures 14 to 16 .
  • the pin 21 of the balance 20 then arrives at the reference level and collides in the non-blocking direction with the first flexible blade 71 of the stop 70: this is the blow of the figure 16 If the reset of the stop is made too late compared to the mark, the pin 21 of the balance 20 collides with the horn of the stopper 70, as for a clearance, and it is the balance 20 which resets the stop, which is best avoided.
  • This anti-gallop function certainly represents an additional consumption on the balance 20 but makes it possible to eliminate the part of the unlocking step, where the stopper must raise the lock, which also represented a consumption (less efficient pulse).
  • This fourth mode is compatible with the other three proposed embodiments.
  • the pendulum pin 21 rebates against the back of the horn since the latter has not returned in armed position.
  • FIGS 17 to 22 illustrate a fifth embodiment of the invention, wherein the escape mechanism 100 is an anti-gallop system, and is an improvement of the fourth mode above, the general principles of operation are retained.
  • the lock pallet 23 firstly impacts the flexible lock blade 92 of the second latch 90, which raises the latter according to the arrow D, and releases the escape wheel 30, as visible on the figure 18 .
  • the escape wheel 30 can then reset the stop, whether it is a stop 10 of the first and second modes, or a bistable stop 70 of the third mode as visible on the Figures 14 to 16 .
  • the pin 21 of the balance 20 then arrives at the reference level and collides in the non-locking direction with the first flexible blade 71 of the stop 70: this is the blow of the figure 21 If the reset of the stop is made too late compared to the mark, the pin 21 of the balance 20 collides with the horn of the stopper 70, as for a clearance, and it is the balance 20 which resets the stop, which is best avoided.
  • the first step is clearance, as visible on the figure 17
  • the pin 21 of the rocker 20 pushes the first flexible blade 71 of the stopper 70 in its locked direction, which causes the instability of the second flexible bistable blade 72 associated with the stopper 70, or else, for the first mode realization, it is the trigger pad 22 which raises the trigger trigger 40, which releases the stopper 10.
  • the second step relates to the impulse.
  • the stop 70 under the effect of its armed elastic return means, gives, by its pulse arm 12, the pulse to the balance 20 via the pin 21.
  • the stopper 70 also raises, by a pusher 17 that it comprises, a thrust surface 96 that includes a direct lock arm 95, that includes the second latch 90, but not enough to release the escape wheel 30.
  • stop 70 is not reset, but the lifting of the second latch 90 has placed the end of its flexible lock blade 92 in the path of the latch pallet 23 for the next step.
  • the third step, illustrated in figure 19 relates to the unlocking of the escape wheel 30.
  • the latch pallet 23 raises the end of the flexible lock blade 92 of the second latch 90 which in the trajectory of the latch pallet 23, thanks to the stopper 70 which lifted it during the previous stage, at the end of its race.
  • the second latch 90 can then release the escape wheel 30 which will be able to reset the elastic return means of the retainer 70.
  • the fourth step, illustrated by the figure 20 therefore concerns the rearmament.
  • the escape wheel 30 being free, the direct rest pallet 91 having released the tooth 31 which was bearing on it, under the action of the torque transmitted by the finishing train, this escape wheel 30 can rearm the stop 70, by pushing a tooth 31 on a pallet 13 of the stop 70.
  • This rearming allows to put the stopper 70 in its initial position just before the arrival of the pin 21 of the balance 20. It is essential that the stop 70 is completely rearmed before the arrival of the pin 21 of the balance 20, to avoid a collision between the latter and the fork of the stop arm 78, which would correspond to a release, while this alternation must be a lost shot.
  • the fifth and sixth steps, illustrated by figure 21 concern the: blockage and the blow lost.
  • This function certainly represents additional consumption on the balance but prevents the stop 70 must completely lift the second latch 90, which also represents a consumption (less effective pulse).
  • the invention lends itself well to one-piece constructions with silicon components, DLC silicon oxides, or the like.
  • the invention also relates to a watch movement 200 comprising such an escape mechanism 100, and comprising an oscillator mechanism comprising this rocker 20, and at least one energy storage mechanism arranged to apply a driving torque to at least one such exhaust wheel 30.
  • the invention also relates to a watch 300 comprising at least one such movement 200.
  • the invention brings many advantages.
  • the use of a direct arming system on the stopper makes it possible to make the movement of the latter independent of the inertia of the escape wheel and the rest of the finishing gear.
  • the stop can thus come into contact with the ellipse of the rocker very quickly after the release (very short catch-up time), which favors the pulse and therefore the efficiency of the escapement.
  • This system is therefore particularly advantageous for fast escape functions (high frequency oscillator) and for systems in which the equivalent inertia of the escape wheel is important (for example vortices).
  • This solution also has the advantage, as for a traditional expansion exhaust, to give a single pulse oscillation (against two for a Swiss lever escapement) which increases the energy transmitted by exhaust function and so reduce (with equivalent power reserve) the multiplication ratio between the barrel and the exhaust (the lost blow represents, on the other hand, a not insignificant consumption which limits this advantage).
  • the anti-gallop system presented is compatible with all embodiments and avoids counting errors in case of too high amplitude, which is one of the main defects of a traditional expansion exhaust.
  • the illustrated mechanism does not include a stinger, it is therefore achievable on a number of levels limited to two in addition to the level specific to the balance rod, which is favorable for the thickness of the movement.

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Abstract

Mécanisme d'échappement (100) à détente, comportant un mécanisme de blocage direct ou indirect d'une roue d'échappement (30) pendant la course d'un balancier (20) pendant sa libre alternance, commandé en déblocage par une détente de déclenchement (40) manoeuvrée, par l'intermédiaire d'un ressort de détente (60, 71), par le balancier (20). Ce mécanisme de blocage comporte un arrêtoir (10, 70) pivotant, soumis au couple de rappel de moyens de rappel élastique (16), qui est, ou bien sans contact avec la détente de déclenchement (40) et peut pivoter vers une position armée sous l'action de la roue d'échappement (30), quand elle est débloquée, à l'encontre des moyens de rappel élastique (16), ou bien immobilisé dans une position de butée dans laquelle il est maintenu armé par la détente de déclenchement (40), en attente de sa libération pour transmettre au balancier (20) un couple constant correspondant à l'armage des moyens de rappel élastique (16).

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne un mécanisme d'échappement à détente pour pièce d'horlogerie, comportant un mécanisme de blocage direct ou indirect d'une roue d'échappement pendant la course d'un balancier d'un mécanisme oscillateur pendant sa libre alternance sans impulsion, commandé en déblocage par une détente de déclenchement manoeuvrée, par l'intermédiaire d'un ressort de détente, par ledit balancier.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant un tel mécanisme d'échappement.
  • L'invention concerne une montre comportant un tel mouvement.
  • L'invention concerne le domaine des mécanismes d'échappement de haute précision pour l'horlogerie, et en particulier des échappements à détente.
    • Arrière-plan de l'invention
  • L'échappement à détente a beaucoup été utilisé pour les chronomètres de marine, en raison de sa haute précision. Toutefois son utilisation pour des mouvements de montre , destinés à être portés dans différentes positions, et non plus suspendus par des cardans ou un système gyroscopique, peine à se développer malgré un rendement théoriquement supérieur à d'autres solutions traditionnelles comme l'échappement à ancre suisse. Le phénomène de galop, qui correspond au déclenchement d'une fonction d'échappement lorsque le balancier a une amplitude supérieure à une certaine valeur d'amplitude limite, en général voisine de 350°/360°, est un inconvénient qui nécessite le développement de systèmes anti-galop souvent complexes et peu performants, altérant le rendement de l'échappement.
  • Un échappement à détente traditionnel se caractérise par la présence d'un coup perdu, c'est-à-dire avec, lors de chaque oscillation, une alternance sans impulsion. Souvent cette unique impulsion est une impulsion directe de la roue d'échappement au balancier. La force transmise par la roue d'échappement au balancier est directement dépendante du couple transmis à cette roue, qui varie généralement en fonction de l'armage du barillet et des modulations de rouage.
  • L'amplitude est donc variable, et généralement elle diminue lors du désarmage du barillet, et les propriétés chronométriques sont donc affectées.
  • Les mécanismes de type échappement Robin mettent en oeuvre une bascule de blocage de la roue d'échappement, mais présentent l'inconvénient d'une transmission directe d'énergie de la roue d'échappement au balancier, ce qui ne résout pas le problème d'amplitude variable.
  • La demande PCT/EP2013/056577 au nom de NIVAROX-FAR SA décrit un mécanisme d'échappement pour mouvement ou pièce d'horlogerie comportant au moins un balancier et au moins une roue d'échappement, où la transmission d'impulsions entre ledit au moins un balancier et ladite au moins une roue d'échappement est réalisée par un mécanisme flexible monobloc comportant au moins un palpeur de coopération avec ladite au moins une roue d'échappement ou respectivement ledit au moins un balancier, et en ce que ledit mécanisme flexible monobloc est relié par au moins une lame flexible à une structure fixe de ladite pièce d'horlogerie, ou respectivement à ladite au moins une roue d'échappement.
    • Résumé de l'invention
  • L'invention concerne un nouveau système d'échappement de type détente, destiné à combiner une haute précision et une régularité chronométrique par la fourniture d'une impulsion identique au balancier lors de chaque oscillation.
  • La transmission d'énergie, selon l'invention, est indirecte, entre la roue d'échappement et le balancier.
  • A cet effet, l'invention concerne un mécanisme d'échappement à détente pour pièce d'horlogerie, selon la revendication 1.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant un tel mécanisme d'échappement.
  • L'invention concerne une montre comportant un tel mouvement.
    • Description sommaire des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où :
    • la figure 1 représente, de façon schématisée, et en perspective, un mécanisme d'échappement constant à détente selon l'invention, dans un premier mode de réalisation ;
    • les figures 2 à 7 représentent, en vue en plan, des étapes successives de fonctionnement de ce premier mode de réalisation, comportant un arrêtoir rappelé par un ressort externe:
    • figure 2 : première étape de dégagement ;
    • figure 3 : deuxième étape d'impulsion ;
    • figure 4 : troisième étape déblocage de la roue d'échappement ;
    • figure 5 : quatrième étape de réarmage ;
    • figure 6 : cinquième étape de blocage.
    • figure 7 : sixième étape correspondant au coup perdu,
    • la figure 8 représente, en vue en plan, un deuxième mode de réalisation de l'invention, comportant un arrêtoir flexible, réalisé monobloc avec une lame flexible ;
    • les figures 9 à 13 représentent, en vue en plan, un troisième mode de réalisation, comportant un arrêtoir flexible bistable, comportant une lame flexible bistable précontrainte en flambage ;
    • la figure 10 illustre la mise en flambage de cet arrêtoir flexible bistable mis en flambage, depuis une première position en trait interrompu, vers une deuxième position en trait plein ;
    • la figure 11 illustre l'étape de dégagement ;
    • la figure 12 illustre la fin de l'impulsion ;
    • la figure 13 illustre le coup perdu ;
    • les figures 14 à 16 représentent, en vue en plan, un quatrième mode de réalisation, constituant un système anti-galop, comportant l'arrêtoir flexible bistable du troisième mode, et comportant un mécanisme de verrouillage direct à lame élastique, agencé pour coopérer à la fois avec la denture de la roue d'échappement, et avec une palette de verrou dont est alors équipé le balancier ;
    • la figure 15 illustre l'étape de déclenchement réarmage ;
    • la figure 16 illustre l'état de l'arrêtoir réarmée avant le coup perdu ;
    • les figures 17 à 22 représentent, en vue en plan, un cinquième mode de réalisation, constituant un système anti-galop, comportant l'arrêtoir flexible bistable du troisième mode, et comportant un autre mécanisme de verrouillage direct à lame élastique, agencé pour coopérer à la fois avec la denture de la roue d'échappement, et avec une palette de verrou dont est alors équipé le balancier;
    • la figure 17 illustre l'étape de dégagement;
    • la figure 18 illustre l'étape d'impulsion;
    • la figure 19 illustre l'étape de déblocage ;
    • la figure 20 illustre l'étape de réarmage ;
    • la figure 21 illustre l'étape de blocage et de coup perdu
    • la figure 22 illustre le rebat en cas d'amplitude supérieure à une amplitude limite, par exemple à 350° lors du premier arc supplémentaire ;
    • la figure 23 est un schéma-blocs représentant une montre comportant un mouvement qui comporte lui-même un tel mécanisme d'échappement selon l'invention.
    Description détaillée des modes de réalisation préférés
  • L'invention concerne un mécanisme d'échappement à détente 100, à force constante, pour une pièce d'horlogerie 300. Ce mécanisme 100 utilise un arrêtoir 10 particulier, dont la rotation est associée à des premiers moyens de rappel élastique 16, 18, 72, notamment mais non limitativement constitués par un ressort d'armage, ou une lame flexible, ou similaire.
  • Son fonctionnement reprend les principes généraux propres aux échappements à détente, qui ne sont pas détaillés ici.
  • Quatre modes de réalisation, non limitatifs, sont illustrés par les figures et vont être détaillés ci-dessous.
  • Ce mécanisme d'échappement 100 à détente comporte ainsi un mécanisme de blocage direct ou indirect d'une roue d'échappement 30, pendant la course d'un balancier 20 d'un mécanisme oscillateur pendant sa libre alternance sans impulsion, dans un sens de pivotement, l'impulsion ne se faisant que dans l'autre sens de pivotement du balancier.
  • L'invention est illustrée avec un balancier 20 qui est un balancier au sens classique du terme, faisant partie d'un oscillateur de type balancier-spiral. L'invention est toutefois applicable à d'autres types d'oscillateur, et le balancier 20 peut alors prendre d'autres formes, comme un pendule, ou autre.
  • La roue d'échappement 30 est classiquement soumise à un couple en provenance d'un mécanisme accumulateur d'énergie, et agencée pour fournir, lors de chaque oscillation du mécanisme oscillateur, une impulsion unique au balancier 20.
  • Ce mécanisme de blocage est commandé en déblocage par une détente de déclenchement 40, laquelle est manoeuvrée, par l'intermédiaire d'un ressort de détente 60, 71, par le balancier 20.
  • Selon l'invention, ce mécanisme de blocage comporte un arrêtoir 10 pivotant, soumis au couple de rappel de moyens de rappel élastique 16, 18, 72.
  • Cet arrêtoir 10 est, au cours de la course d'oscillation du balancier 20 :
    • ou bien sans contact avec la détente de déclenchement 40, et peut alors pivoter vers une position armée sous l'action de la roue d'échappement 30, quand celle-ci est débloquée, à l'encontre des moyens de rappel élastique 16, 18, 72 ;
    • ou bien immobilisé dans une position de butée dans laquelle l'arrêtoir 10 est maintenu armé, notamment dans un mode de réalisation particulier par la détente de déclenchement 40, en attente de sa libération par la détente de déclenchement 40, une seule fois par oscillation de l'oscillateur, pour transmettre alors au balancier 20 un couple constant correspondant à l'armage des moyens de rappel élastique 16, 18, 72.
  • La manoeuvre de la détente de déclenchement 40 est effectuée, par l'intermédiaire du ressort de détente 60, 71, par une cheville 21 ou/et une palette de déclenchement 22 que porte le balancier 20.
  • Les premiers moyens de rappel élastique 16, 18, 72 sont quant à eux, ou bien agencés au niveau de l'arrêtoir 10, ou bien portés par le mécanisme d'échappement 100.
  • L'armage des premiers moyens de rappel élastique 16, 18, 72, notamment du ressort de l'arrêtoir 10, se fait directement par la roue d'échappement 30 après chaque fonction d'échappement. Dans un mode de réalisation particulier, l'arrêtoir 10 est maintenu en position armée par la détente de déclenchement 40.
  • Dans certaines variantes de réalisation, non limitatives, notamment tel que visible sur les figures 1 à 8, le déclenchement de cette détente de déclenchement 40 est réalisé au moyen d'une palette de déclenchement 22 solidaire du balancier 20. Cette palette de déclenchement 22 est agencée pour, dans un premier sens de pivotement du balancier 20 repousser une extrémité distale 61, 79, que comporte le ressort de détente 60, 71, sans faire pivoter la détente de déclenchement 40, et dans un deuxième sens de pivotement entraîner cette extrémité distale 61, 79, en appui sur une goupille de détente 42 que comporte la détente de déclenchement 40 et faire pivoter cette dernière et libérer l'arrêtoir 10.
  • Le déclenchement se produit donc comme un dégagement, au début de la fonction d'échappement, et permet de libérer l'arrêtoir 10, qui restitue l'énergie préalablement accumulée dans les premiers moyens de rappel élastique 16, 18, 72, au balancier 20 par l'intermédiaire d'une cheville 21 du balancier 20, lors de la phase d'impulsion.
  • Le mécanisme de blocage comporte un verrou d'échappement 50, 90, qui est agencé pour effectuer le blocage de la roue d'échappement 30 sous l'action de deuxièmes moyens de rappel élastique 53, 93, que comporte, ou bien ce verrou d'échappement 50, 90, ou bien le mécanisme d'échappement 100 lui-même.
  • En somme, selon l'invention, le mécanisme de blocage comporte un arrêtoir, 10 ou 70 selon le mode de réalisation, et un verrou d'échappement, 50 ou 90 selon le mode de réalisation.
  • Le mécanisme de blocage est encore agencé pour effectuer le déblocage de la roue d'échappement 30, sous une action de poussée sur ce verrou d'échappement 50, 90. Cette action de poussée est, ou bien initiée par l'arrêtoir 10 lors du mouvement de pivotement de l'arrêtoir 10 sous l'action des premiers moyens de rappel élastique 16, 18, 72, juste après l'application de l'impulsion audit balancier 20, ou bien initiée directement par le balancier 20 comme dans un quatrième mode de réalisation illustré aux figures 14 à 16.
  • Plus particulièrement, le verrou d'échappement 50, 90, comporte une palette de repos d'échappement 51, 91, qui est agencée pour coopérer avec l'une des dents 31 que comporte la roue d'échappement 30, pour effectuer le blocage de cette roue d'échappement 30.
  • Dans les trois premiers modes de réalisation illustrés aux figures 1 à 13, le verrou d'échappement est un premier verrou 50, qui est distant du balancier 20 en tout point de sa trajectoire, et qui comporte un bras de verrou 51 agencé pour coopérer avec un poussoir 17 que comporte l'arrêtoir 10 pour le déblocage de la roue d'échappement 30.
  • Dans le quatrième mode de réalisation des figures 14 à 16, et dans le cinquième mode des figures 17 à 22, le verrou d'échappement est un deuxième verrou 90, qui comporte un bras agencé de façon sensiblement radiale par rapport à l'axe de pivotement du balancier 20, et qui porte, au voisinage de cet axe de pivotement, une goupille de verrou 94 pour le maintien d'une lame flexible de verrou 92, laquelle est agencée pour coopérer avec une palette de verrou 23 que comporte le balancier 20 pour commander le déblocage de la roue d'échappement 30.
  • A la fin de la fonction d'échappement, l'arrêtoir 10 lève un verrou d'échappement 50, 90, qui bloquait la roue d'échappement 30, et libère ainsi la roue d'échappement 30. Cette dernière peut ainsi réarmer l'arrêtoir 10 et ses premiers moyens de rappel élastique 16, 18, 72, pour la prochaine fonction d'échappement, une dent 31 de la roue d'échappement 30 venant alors pousser l'arrêtoir 10 dans sa position armée.
  • La figure 1 illustre les différents composants du mécanisme d'échappement 100 de l'invention, dans un premier mode de réalisation dont le fonctionnement est illustré aux figures 2 à 7. Dans ce premier mode, l'arrêtoir 10 est pivoté de façon classique, les premiers moyens de rappel élastique 16 sont constitués par un ressort fixé à une platine du mécanisme 100, non représentée sur les figures, qui est en appui sur une portée d'armage 14 de l'arrêtoir 10. Celui-ci comporte un bec 11, qui, sur les figures 1 et 2, est en appui sur la palette de repos de détente 41 que comporte la détente de déclenchement 40.
  • L'arrêtoir 10 comporte encore un bras d'impulsion 12, agencé pour coopérer avec la cheville 21 du balancier 20.
  • L'arrêtoir 10 comporte encore une palette 13, qui est prévue pour coopérer directement avec une des dents 31 de la roue d'échappement 30, dans certaines positions angulaires de l'arrêtoir 10.
  • L'arrêtoir 10 comporte enfin un poussoir 17, agencé pour coopérer avec un bras 52 du premier verrou 50, pour effectuer le déblocage de celui-ci.
  • Sur la figure 1, le système est initialement en position armée, et le balancier 10 est dans une position prête à déclencher la fonction d'échappement.
  • Lors de l'étape de dégagement, illustrée à la figure 2, la palette de déclenchement 22 du balancier 20 soulève la détente de déclenchement 40 ce qui libère l'arrêtoir 10. Pour ce faire, la palette de déclenchement 22 du balancier 20, qui tourne en sens anti-horaire, pousse l'extrémité distale 61 du ressort de détente 60, et appuie ainsi sur la goupille de détente 42 que porte la détente de déclenchement 40, ce qui fait pivoter cette dernière dans le sens horaire. Le bec 11 peut alors quitter la palette de repos de détente 41, et l'arrêtoir 10 peut pivoter dans le sens horaire, mû par son ressort d'armage 16.
  • Lors de l'étape d'impulsion, illustrée à la figure 3, l'arrêtoir 10, sous l'effet de son ressort d'armage 16 préalablement armé, donne l'impulsion au balancier 20, par action du bras d'impulsion 12 de l'arrêtoir 10 sur la cheville 21.
  • Lors de l'étape de déblocage, illustrée à la figure 4, le poussoir 17 de l'arrêtoir 10 pousse le bras 52 du premier verrou 50, et soulève celui-ci à la fin de sa course, dans le sens de la flèche A. Ce premier verrou 50 libère maintenant la roue d'échappement 30 qui peut tourner, et va pouvoir réarmer le ressort d'armage 16 de l'arrêtoir 10.
  • Lors de l'étape de réarmage, illustrée à la figure 5, la roue d'échappement 30 étant libre, peut réarmer sous l'action du couple transmis par le rouage de finissage, ce ressort d'armage 16, par action d'une dent 31 sur la palette 13 de l'arrêtoir 10.
  • Lors de l'étape de blocage, illustrée à la figure 6, l'arrêtoir 10 est à nouveau maintenu en position armée par la détente de déclenchement 40, avec son bec 11 en appui sur la palette de repos de détente 41, et la roue d'échappement 30 vient en position de repos sur le premier verrou 50, une dent 31 arrivant pour coopérer en appui sur la palette de repos d'échappement 51. Pendant ce temps, le balancier 20 décrit son arc supplémentaire en sens anti-horaire.
  • Lors de l'étape du coup perdu, illustrée à la figure 7, lors du retour du balancier, dans le sens de rotation opposé, ici horaire, la palette de déclenchement 22 active l'extrémité distale de la partie flexible 61 de la détente de déclenchement 40 (décliquetage) sans appui sur la goupille 42, et n'influence pas la position des autres éléments de l'échappement, la cheville 21 n'interagissant pas avec le bras d'impulsion 12 de l'arrêtoir 10 dans cette position.
  • La figure 8 illustre un deuxième mode de réalisation, où les premiers moyens de rappel élastique comportent au moins une première lame flexible 18 intégrée à l'arrêtoir 10, et agencée en appui de butée sur un appui fixe 19 que comporte le mécanisme d'échappement 100, par exemple au niveau d'une platine. On réalise ainsi l'arrêtoir 10 avec une partie flexible, en l'occurrence une lame flexible 18, qui remplit la fonction du ressort d'armage 16 du premier mode. Ceci permet d'avoir un composant de moins, sachant que ce type de composant est facilement réalisable par des procédés de fabrication tel que « LIGA » (alliage de nickel) ou « DRIE » (silicium), ou similaires.
  • Plus particulièrement, l'arrêtoir 10 est suspendu en porte-à-faux par rapport à un support fixe que comporte le mécanisme d'échappement 100 par au moins une lame flexible 18 et est mobile dans un plan parallèle à celui de la serge du balancier 20, dans un mouvement sensiblement de pivotement autour d'un pivot virtuel, dimensionné pour que l'arrêtoir 10 coopère avec la détente 40, la cheville 21 du balancier 20, la dent 31 de la roue d'échappement 30, et le bras 52 du premier verrou 50.
  • Dans un troisième mode de réalisation de l'invention, illustré aux figures 9 à 13, on réalise la géométrie de l'arrêtoir avec une partie flexible bistable.
  • Les premiers moyens de rappel élastique comportent alors au moins une lame bistable 72 intégrée à un arrêtoir bistable 70, lequel remplit les mêmes fonctions que l'arrêtoir 10 des premier et deuxième modes. De façon avantageuse, cette lame bistable 72 est agencée en appui tangentiel de butée sur une surface d'appui tangentiel 75 d'un bloc d'appui 74 que comporte le mécanisme d'échappement 100. Cette lame bistable 72 est précontrainte frontalement dans un état bistable sur une surface d'appui frontal 76 du bloc d'appui 74, avec laquelle coopère une extrémité distale 77 de la lame bistable 72.
  • Cette solution utilise la bistabilité de la partie flexible 72 de l'arrêtoir 10pour maintenir ce dernier en position de repos. Ceci permet donc de se passer d'une détente de déclenchement indépendante. Sur la variante non limitative illustrée, l'arrêtoir 10 comporte un bras d'arrêtoir 78, qui constitue la détente de déclenchement, et qui comporte, d'une part le bras d'impulsion 12 faisant une corne, et d'autre part une autre corne qui porte la goupille de détente 42, laquelle maintient une première lame flexible 71, qui est solidaire, comme la lame bistable 72, d'un noyau de l'arrêtoir bistable numéroté 70 pour ce troisième mode. Ce bras d'arrêtoir 78 comporte ainsi deux cornes, l'une formée par le bras d'impulsion 12, et l'autre portant la goupille de détente 42, et qui délimitent ensemble un espace de réception de la cheville 21.
  • C'est la roue d'échappement 30, après la fonction d'échappement, qui réarme le système jusqu'à passer le point d'instabilité. La partie flexible 72 est maintenue en position de repos par des butées (appui tangentiel ou goupille ou géométrie d'un pont ou de la platine) dans un état de déformation proche de la position d'instabilité, de manière à ce que le dégagement du balancier 20 permette au système de passer l'instabilité lors de la fonction d'échappement. L'énergie accumulée dans la partie flexible 72 est donc transmise au balancier 20 lors de ce saut et cette énergie accumulée est toujours la même (il s'agit donc toujours d'une force constante).
  • Pour obtenir un état bistable de l'arrêtoir bistable 70, celui-ci pivote autour de son axe de rotation (via une liaison pivot standard ou via un pivotement flexible) tandis que l'extrémité distale 77 de la partie flexible 72 est préarmée en compression (flambage) puis figée dans cette position, par exemple par un mouvement du bloc d'appui 74, tel que visible sur la figure 10, où on le fait passer, selon la flèche B, d'une position libre en trait interrompu, à une position précontrainte de la deuxième lame flexible 72 en trait plein. Ce bloc d'appui 74 est alors immobilisé par clipage, vissage, ou similaire, selon le type de réalisation choisi.
  • Les figures 11 et 12 illustrent respectivement le dégagement et la fin de l'impulsion avec ce troisième mode de réalisation. Dans ce cas, c'est directement la cheville 21 du balancier 20 qui interagit avec l'extrémité distale 79 de la première lame flexible 71, et non la palette de déclenchement 22 des premier et deuxième modes. Cette première lame flexible 71 utilise le même principe que la détente puisqu'elle est bloquée dans le sens du dégagement et elle est libre de se déformée dans le sens du coup perdu.
  • Lors du dégagement, la cheville 21 du balancier 20 met l'arrêtoir 70 en rotation par l'intermédiaire de la première lame flexible 71, ce qui permet à la partie flexible de l'arrêtoir de passer le point d'instabilité. Une fois le point d'instabilité passé, l'arrêtoir 70 se met en rotation très rapidement pour rejoindre sa position stable, c'est l'impulsion, caractérisée par le saut du système bistable. Pendant ce saut, l'énergie potentielle élastique accumulée dans la deuxième lame flexible 72 est transmise au balancier 20, sous forme d'énergie cinétique.
  • A la fin de l'impulsion, c'est-à-dire à la fin du saut, l'arrêtoir 70 soulève le premier verrou comme dans le premier mode de réalisation (étape 3), ce qui permet à la roue d'échappement 30 de réarmer le système bistable en faisant tourner l'arrêtoir 70.
  • La figure 13 montre l'étape du coup perdu, où la cheville 21 du balancier 20 entre en contact avec la première lame flexible 71 dans le sens où celle-ci est libre de se déformer. Cette étape n'entraîne aucune modification de la position des composants de l'échappement.
  • Les figures 14 à 16 illustrent un quatrième mode de réalisation de l'invention, où le mécanisme d'échappement 100 constitue un système anti-galop. Cette solution utilise le coup perdu pour laisser la roue d'échappement 30 réarmer le système à force constante. En effet, dans ce cas, si le coup perdu n'a pas eu lieu, l'impulsion ne peut pas se déclencher, même en cas d'amplitude supérieure à une amplitude limite, notamment dans l'exemple illustré à 360°, car le système n'est pas réarmé. Un tel système évite donc le phénomène de galop. La cheville 21 du balancier 20 vient alors rebattre sur le revers extérieur de la corne d'arrêtoir portant le bras d'impulsion 12.
  • Cette construction comprend un verrou d'échappement 90 qui interagit directement avec une palette de verrou 23 solidaire du balancier 20, au lieu d'interagir avec l'arrêtoir lorsque celui-ci finit son impulsion.
  • Ce verrou d'échappement est un deuxième verrou 90, qui comporte un bras agencé de façon sensiblement radiale par rapport à l'axe de pivotement du balancier 20, et qui porte, au voisinage de cet axe de pivotement, une goupille de verrou 94 pour le maintien d'une lame flexible de verrou 92, laquelle est agencée pour coopérer avec la palette de verrou 23 pour commander le déblocage de la roue d'échappement 30.
  • Dans ce cas, la fonction d'échappement se déroule en deux temps puisque les étapes de dégagement et d'impulsion se déroulent comme décrit précédemment lors de la première alternance, tandis que les étapes de déblocage, de réarmage, et de blocage se déroulent pendant la seconde alternance correspondant précédemment au coup perdu.
  • Lors de la seconde alternance et avant le passage du repère, la palette de verrou 23 impacte d'abord la lame flexible de verrou 92 de détente du deuxième verrou 90, qui est bloquée par la goupille de verrou 94, ce qui soulève ce deuxième verrou 90 selon la flèche D, et libère la roue d'échappement 30, tel que visible sur la figure 15. La roue d'échappement peut alors réarmer l'arrêtoir, qu'il s'agisse d'un arrêtoir 10 des premier et deuxième modes, ou d'un arrêtoir bistable 70 du troisième mode tel que visible sur les figures 14 à 16.
  • La cheville 21 du balancier 20 arrive alors au niveau de repère et entre en collision dans le sens non bloquant avec la première lame flexible 71 de l'arrêtoir 70: c'est le coup perdu de la figure 16 Si le réarmage de l'arrêtoir s'effectue trop tard par rapport au repère, la cheville 21 du balancier 20 entre en collision avec la corne de l'arrêtoir 70, comme pour un dégagement, et c'est le balancier 20 qui réarme l'arrêtoir, ce qu'il vaut mieux éviter.
  • Cette fonction d'anti-galop représente certes une consommation supplémentaire sur le balancier 20 mais permet de supprimer la partie de l'étape de déblocage, où l'arrêtoir doit soulever le verrou, ce qui représentait aussi une consommation (impulsion moins efficace).
  • Ce quatrième mode est compatible avec les trois autres modes de réalisation proposés. En cas d'amplitudes plus élevées (supérieures à une amplitude limite, notamment 330°/350° pour des oscillateurs à balancier-spiral classiques) la cheville 21 de balancier vient rebattre contre le revers de la corne puisque cette dernière n'est pas revenue en position armée.
  • Les figures 17 à 22 illustrent un cinquième mode de réalisation de l'invention, où le mécanisme d'échappement 100 constitue un système anti-galop, et est un perfectionnement du quatrième mode ci-dessus, dont les principes généraux de fonctionnement sont conservés.
  • Comme pour le quatrième mode, lors de la seconde alternance et avant le passage du repère, la palette de verrou 23 impacte d'abord la lame flexible de verrou 92 de détente du deuxième verrou 90, ce qui soulève ce dernier selon la flèche D, et libère la roue d'échappement 30, tel que visible sur la figure 18. La roue d'échappement 30 peut alors réarmer l'arrêtoir, qu'il s'agisse d'un arrêtoir 10 des premier et deuxième modes, ou d'un arrêtoir bistable 70 du troisième mode tel que visible sur les figures 14 à 16.
  • La cheville 21 du balancier 20 arrive alors au niveau de repère et entre en collision dans le sens non bloquant avec la première lame flexible 71 de l'arrêtoir 70: c'est le coup perdu de la figure 21 Si le réarmage de l'arrêtoir s'effectue trop tard par rapport au repère, la cheville 21 du balancier 20 entre en collision avec la corne de l'arrêtoir 70, comme pour un dégagement, et c'est le balancier 20 qui réarme l'arrêtoir, ce qu'il vaut mieux éviter.
  • La première étape concerne le dégagement, tel que visible sur la figure 17 La cheville 21 du balancier 20 pousse la première lame flexible 71 de l'arrêtoir 70 dans son sens bloqué, ce qui fait passer l'instabilité de la deuxième lame flexible bistable 72 associée à l'arrêtoir 70, ou alors, pour le premier mode de réalisation, c'est la palette de déclenchement 22 qui soulève la détente de déclenchement 40, ce qui libère l'arrêtoir 10.
  • La deuxième étape, illustrée à la figure 18, concerne l'impulsion. L'arrêtoir 70, sous l'effet de ses moyens de rappel élastique armés, donne, par son bras d'impulsion 12, l'impulsion au balancier 20 par l'intermédiaire de la cheville 21. À la fin de l'impulsion l'arrêtoir 70 soulève également, par un poussoir 17 qu'il comporte, une surface de poussée 96 que comporte un bras de verrou direct 95, que comporte le deuxième verrou 90, mais pas suffisamment pour libérer la roue d'échappement 30. L'arrêtoir 70 n'est donc pas réarmé, mais le soulèvement du deuxième verrou 90 a permis de placer l'extrémité de sa lame flexible de verrou 92 dans la trajectoire de la palette de verrou 23 pour l'étape suivante.
  • La troisième étape, illustrée à la figure 19, concerne le déblocage de la roue d'échappement 30. Lors de la seconde alternance du balancier 20 (ce qui correspond normalement au coup perdu), la palette de verrou 23 soulève l'extrémité de la lame flexible de verrou 92 du deuxième verrou 90, qui dans la trajectoire de la palette de verrou 23, grâce à l'arrêtoir 70 qui l'a soulevé lors de la précédente étape, à la fin de sa course. Le deuxième verrou 90 peut alors libérer la roue d'échappement 30 qui va pouvoir réarmer les moyens de rappel élastique de l'arrêtoir 70.
  • La quatrième étape, illustrée par la figure 20, concerne donc le réarmage. La roue d'échappement 30 étant libre, la palette de repos direct 91 ayant libéré la dent 31 qui était en appui sur lui, sous l'action du couple transmis par le rouage de finissage, cette roue d'échappement 30 peut réarmer l'arrêtoir 70, par poussée d'une dent 31 sur une palette 13 de l'arrêtoir 70. Ce réarmage permet de remettre l'arrêtoir 70 dans sa position initiale juste avant l'arrivée de la cheville 21 du balancier 20. Il est indispensable que l'arrêtoir 70 soit complètement réarmé avant l'arrivée de la cheville 21 du balancier 20, pour éviter une collision entre cette dernière et la fourchette du bras d'arrêtoir 78, ce qui correspondrait à un dégagement, alors que cette alternance doit être un coup perdu.
  • Les cinquième et sixième étapes, illustrées par la figure 21, concernent le: blocage et le coup perdu. Une fois que la roue d'échappement 30 a complètement réarmé l'arrêtoir 70, elle vient en position de repos par appui d'une dent 31 sur la palette de repos direct 91 du deuxième verrou 90. Pendant ce temps, la cheville 21 du balancier 20 entre en collision avec la première lame flexible 71 de l'arrêtoir 70 dans le sens flexible, qui ne modifie pas la position des composants de l'échappement.
  • Cette fonction représente certes une consommation supplémentaire sur le balancier mais permet d'éviter que l'arrêtoir 70 doive complètement soulever le deuxième verrou 90, ce qui représente aussi une consommation (impulsion moins efficace).
  • Ce mécanisme est compatible avec les trois premiers modes de réalisation proposés. En cas d'amplitudes plus élevées que l'amplitude limite, par exemple supérieures à 330°/350°, la cheville 21 de balancier vient rebattre contre le revers de la corne d'arrêtoir constituée par le bras d'impulsion 12, lors du premier arc supplémentaire (avant le coup perdu) puisque l'arrêtoir 70 n'est alors pas encore revenu en position armée, tel que visible sur la figure 22. De plus, lors du second arc supplémentaire, après le coup perdu, le balancier 20 peut parcourir jusqu'à l'amplitude limite, sans pour autant débloquer le deuxième verrou 90, puisque celui-ci n'est plus dans la trajectoire de la palette de verrou 23.
  • L'invention se prête bien à des réalisations monobloc avec des composants en silicium, oxydes de silicium DLC, ou similaires.
  • Plus particulièrement, on liste ici quelques réalisations non limitatives :
    • le mécanisme d'échappement 100 comporte un ensemble monolithique comportant une platine, ledit arrêtoir 10, et une lame flexible 18 de suspension en porte-à-faux dudit arrêtoir 10 à ladite platine ;
      • ∘ et ensemble monolithique comporte encore ledit verrou d'échappement 50, 90 qui est suspendu en porte-à- faux à ladite platine par une lame-ressort constituant un desdits deuxièmes moyens de rappel élastique 53, 93 ;
      • ∘ cet ensemble monolithique comporte encore ladite détente de déclenchement 40 et ledit ressort de détente 60, 71.
    • le mécanisme d'échappement 100 comporte un ensemble monolithique comportant une platine, ledit arrêtoir 10, et une liaison flexible définissant un pivot virtuel dudit arrêtoir 10 par rapport à ladite platine ;
      • ∘ cet ensemble monolithique comporte encore ledit verrou d'échappement 50, 90 qui est suspendu en porte-à-faux à ladite platine par une lame-ressort constituant un desdits deuxièmes moyens de rappel élastique 53, 93 ;
      • ∘ cet ensemble monolithique comporte encore ladite détente de déclenchement 40 et ledit ressort de détente 60, 71.
    • le mécanisme d'échappement 100 comporte un ensemble monolithique comportant une platine, ledit arrêtoir 10, ladite lame bistable 72 et ledit bloc d'appui 74 lequel est monté mobile sur au moins une lame flexible entre une position d'approche dans laquelle ladite lame bistable 72 est libre, et une position de précontrainte dans laquelle ladite lame bistable 72 est précontrainte en flambage, ledit ensemble monolithique comportant des moyens de fixation pour le maintien dudit bloc d'appui 74 dans ladite position de précontrainte ;
      • ∘ cet ensemble monolithique comporte encore ledit deuxième verrou 90 et ladite lame flexible de verrou 92 ;
      • ∘ cet ensemble monolithique comporte encore ladite détente de déclenchement 40 et ledit ressort de détente 60, 71 ;
      • ∘ cet ensemble monolithique comporte encore ladite lame bistable 72 et ledit bloc d'appui 74 lequel est monté mobile sur au moins une lame flexible entre une position d'approche dans laquelle ladite lame bistable 72 est libre, et une position de précontrainte dans laquelle ladite lame bistable 72 est précontrainte en flambage, ledit ensemble monolithique comportant des moyens de fixation pour le maintien dudit bloc d'appui 74 dans ladite position de précontrainte.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 200 comportant un tel mécanisme d'échappement 100, et comportant un mécanisme oscillateur comportant ce balancier 20, et au moins un mécanisme accumulateur d'énergie agencé pour appliquer un couple moteur à au moins une telle roue d'échappement 30.
  • L'invention concerne encore une montre 300 comportant au moins un tel mouvement 200.
  • L'invention apporte de nombreux avantages.
  • En effet, les solutions proposées ci-dessus permettent toutes d'avoir une force constante transmise au balancier, et donc de garantir une amplitude constante au cours du désarmage, et sans l'influence des modulations de rouage qui perturbent la chronométrie dans un système traditionnel.
  • L'utilisation d'un système d'armage direct sur l'arrêtoir permet de rendre le mouvement de ce dernier indépendant de l'inertie de la roue d'échappement et du reste du rouage de finissage. L'arrêtoir peut ainsi venir en contact avec l'ellipse du balancier de manière très rapide après le dégagement (temps de rattrapage très court), ce qui favorise l'impulsion et donc le rendement de l'échappement.
  • Ce système est donc particulièrement avantageux pour des fonctions d'échappement rapides (oscillateur haute fréquence) et pour des systèmes dont l'inertie équivalente de la roue d'échappement est importante (par exemple les tourbillons).
  • Cette solution présente également l'avantage, comme pour un échappement à détente traditionnel, de donner une seule impulsion par oscillation (contre deux pour un échappement à ancre suisse) ce qui permet d'augmenter l'énergie transmise par fonction d'échappement et ainsi diminuer (à réserve de marche équivalente) le rapport de multiplication entre le barillet et l'échappement (le coup perdu représente en revanche une consommation non négligeable ce qui limite cet avantage).
  • Le système anti-galop présenté est compatible avec toutes les variantes de réalisation et permet d'éviter les erreurs de comptage en cas d'amplitude trop élevée, ce qui est un des principaux défauts d'un échappement à détente traditionnel.
  • Le mécanisme illustré ne comporte pas de dard, il est de ce fait réalisable sur un nombre de niveaux limité à deux en plus du niveau propre à la serge de balancier, ce qui est favorable pour l'épaisseur du mouvement.
  • Toutefois ce mécanisme peut être équipé d'un dard pour une sécurité supplémentaire.
  • L'invention est utilisable tout particulièrement, et non limitativement, pour :
    • démonstrateur d'échappement ;
    • chronomètre de marine ;
    • mouvement haute fréquence ;
    • mouvement à très grande réserve de marche ;
    • tourbillon.

Claims (28)

  1. Mécanisme d'échappement (100) à détente pour pièce d'horlogerie (300), comportant un mécanisme de blocage direct ou indirect d'une roue d'échappement (30) pendant la course d'un balancier (20) d'un mécanisme oscillateur pendant sa libre alternance sans impulsion, commandé en déblocage par une détente de déclenchement (40) manoeuvrée, par l'intermédiaire d'un ressort de détente (60, 71), par ledit balancier (20), caractérisé en ce que ledit mécanisme de blocage comporte un arrêtoir (10, 70) pivotant, soumis au couple de rappel de premiers moyens de rappel élastique (16, 18, 72), lequel arrêtoir (10, 70) est, au cours de la course d'oscillation dudit balancier (20), ou bien sans contact avec la détente de déclenchement (40) et peut pivoter vers une position armée sous l'action de ladite roue d'échappement (30), quand celle-ci est débloquée, à l'encontre desdits premiers moyens de rappel élastique (16, 18, 72), ou bien immobilisé dans une position de butée dans laquelle ledit arrêtoir (10, 70) est maintenu armé, en attente de sa libération par ladite détente de déclenchement (40), une seule fois par oscillation dudit oscillateur, pour transmettre alors audit balancier (20) un couple constant correspondant à l'armage desdits moyens de rappel élastique (16, 18, 72).
  2. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite roue d'échappement (30) est soumise à un couple en provenance d'un mécanisme accumulateur d'énergie et agencée pour fournir, lors de chaque oscillation dudit mécanisme oscillateur, l'énergie pour une impulsion unique audit balancier (20), en ce que ladite détente de déclenchement (40) est manoeuvrée, par l'intermédiaire dudit ressort de détente (60, 71), par une cheville (21) ou/et une palette de déclenchement (22) que porte ledit balancier (20), en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (16, 18, 72) sont agencés au niveau dudit arrêtoir (10, 70) ou sont portés par ledit mécanisme d'échappement (100).
  3. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit mécanisme de blocage comporte un verrou d'échappement (50, 90) agencé pour effectuer le blocage de ladite roue d'échappement (30) sous l'action de deuxièmes moyens de rappel élastique (53, 93) que comporte ledit verrou d'échappement (50, 90) ou ledit mécanisme d'échappement (100), ou pour effectuer le déblocage de ladite roue d'échappement (30) sous une action de poussée sur ledit verrou d'échappement (50, 90), ladite action de poussée étant, ou bien initiée par ledit arrêtoir (10, 70) lors du mouvement de pivotement dudit arrêtoir (10, 70) sous l'action desdits premiers moyens de rappel élastique (16, 18, 72) juste après l'application de ladite impulsion audit balancier (20), ou bien initiée directement par ledit balancier (20).
  4. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit verrou d'échappement (50, 90) comporte une palette de repos d'échappement (51, 91) agencée pour coopérer avec l'une des dents (31) que comporte ladite roue d'échappement (30) pour effectuer le blocage de ladite roue d'échappement (30).
  5. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit verrou d'échappement (50, 90) est un premier verrou (50) qui est distant dudit balancier (20) en tout point de sa trajectoire, et qui comporte un bras de verrou (51) agencé pour coopérer avec un poussoir (17) que comporte ledit arrêtoir (10, 70) pour le déblocage de ladite roue d'échappement (30).
  6. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit arrêtoir (10, 70) est maintenu armé dans ladite position de butée par ladite détente de déclenchement (40).
  7. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit verrou d'échappement (50, 90) est un deuxième verrou (90) qui comporte un bras agencé de façon sensiblement radiale par rapport à l'axe de pivotement dudit balancier (20) et qui porte, au voisinage dudit axe de pivotement, une goupille de verrou (94) pour le maintien d'une lame flexible de verrou (92) agencée pour coopérer avec une palette de verrou (23) que comporte ledit balancier (20) pour commander le déblocage de ladite roue d'échappement (30).
  8. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit deuxième verrou (90) comporte un bras de verrou direct (95) qui comporte une surface de poussée (96) agencée pour coopérer avec un poussoir (17) que comporte ledit arrêtoir (10, 70) pour placer ladite lame flexible de verrou (92) dans la trajectoire de ladite palette de verrou (23) dudit balancier (20).
  9. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (16, 18, 72) comportent au moins une première lame flexible (18) intégrée audit arrêtoir (10, 70) et agencée en appui de butée sur un appui fixe (19) que comporte ledit mécanisme d'échappement (100).
  10. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (16, 18, 72) comportent au moins une lame bistable (72) intégrée audit arrêtoir (10, 70) et agencée en appui tangentiel de butée sur une surface d'appui tangentiel (75) d'un bloc d'appui (74) que comporte ledit mécanisme d'échappement (100), et précontrainte frontalement dans un état bistable en appui sur une surface d'appui frontal (76) dudit bloc d'appui (74) avec laquelle coopère une extrémité distale (77) de ladite lame bistable (72).
  11. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que ladite détente de déclenchement (40) est constituée par un bras d'arrêtoir (78) dudit arrêtoir (10, 70) et porte une goupille de détente (42) pour le maintien dudit ressort de détente (60, 71).
  12. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit arrêtoir (10, 70) comporte un bras d'impulsion (12) agencé pour donner une impulsion à une dite cheville (21) que porte ledit balancier (20).
  13. Mécanisme d'échappement (100) selon les revendications 11 et 12, caractérisé en ce que ledit bras d'arrêtoir (78) comporte deux cornes, l'une formée par ledit bras d'impulsion (12), et l'autre portant ladite goupille de détente (42), et qui délimitent ensemble un espace de réception de ladite cheville (21).
  14. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit ressort de détente (60, 71) est constitué par une première lame flexible (71) intégrée audit arrêtoir (10, 70).
  15. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit balancier (20) comporte une palette de déclenchement (22) agencée pour, dans un premier sens de pivotement dudit balancier (20) repousser une extrémité distale (61, 79) que comporte ledit ressort de détente (60, 71) sans faire pivoter ladite détente de déclenchement (40), et dans un deuxième sens de pivotement entraîner ladite extrémité distale (61, 79) en appui sur une goupille de détente (42) que comporte ladite détente de déclenchement (40) et faire pivoter cette dernière et libérer ledit arrêtoir (10, 70).
  16. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit arrêtoir (10, 70) est suspendu en porte-à-faux par rapport à un support fixe que comporte ledit mécanisme d'échappement (100) par au moins une lame flexible (18), et est mobile dans un plan parallèle à celui de la serge dudit balancier (20), dans un mouvement sensiblement de pivotement autour d'un pivot virtuel.
  17. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (100) comporte un ensemble monolithique comportant une platine, ledit arrêtoir (10, 70), et une lame flexible (18) de suspension en porte-à-faux dudit arrêtoir (10, 70) à ladite platine.
  18. Mécanisme d'échappement (100) selon les revendications 3 et 17, caractérisé en ce que ledit ensemble monolithique comporte encore ledit verrou d'échappement (50, 90) qui est suspendu en porte-à- faux à ladite platine par une lame-ressort constituant un desdits deuxièmes moyens de rappel élastique (53, 93).
  19. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit ensemble monolithique comporte encore ladite détente de déclenchement (40) et ledit ressort de détente (60, 71).
  20. Mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (100) comporte un ensemble monolithique comportant une platine, ledit arrêtoir (10, 70), et une liaison flexible définissant un pivot virtuel dudit arrêtoir (10, 70) par rapport à ladite platine.
  21. Mécanisme d'échappement (100) selon les revendications 3 et 20, caractérisé en ce que ledit ensemble monolithique comporte encore ledit verrou d'échappement (50, 90) qui est suspendu en porte-à- faux à ladite platine par une lame-ressort constituant un desdits deuxièmes moyens de rappel élastique (53, 93).
  22. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 21, caractérisé en ce que ledit ensemble monolithique comporte encore ladite détente de déclenchement (40) et ledit ressort de détente (60, 71).
  23. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 10 et l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (100) comporte un ensemble monolithique comportant une platine, ledit arrêtoir (10, 70), ladite lame bistable (72) et ledit bloc d'appui (74) lequel est monté mobile sur au moins un lame flexible entre une position d'approche dans laquelle ladite lame bistable (72) est libre, et une position de précontrainte dans laquelle ladite lame bistable (72) est précontrainte en flambage, ledit ensemble monolithique comportant des moyens de fixation pour le maintien dudit bloc d'appui (74) dans ladite position de précontrainte.
  24. Mécanisme d'échappement (100) selon les revendications 7 et 20, caractérisé en ce que ledit ensemble monolithique comporte encore ledit deuxième verrou (90) et ladite lame flexible de verrou (92).
  25. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 24, caractérisé en ce que ledit ensemble monolithique comporte encore ladite détente de déclenchement (40) et ledit ressort de détente (60, 71).
  26. Mécanisme d'échappement (100) selon la revendication 10 et l'une des revendications 23 ou 24, caractérisé en ce que ledit ensemble monolithique comporte encore ladite lame bistable (72) et ledit bloc d'appui (74) lequel est monté mobile sur au moins un lame flexible entre une position d'approche dans laquelle ladite lame bistable (72) est libre, et une position de précontrainte dans laquelle ladite lame bistable (72) est précontrainte en flambage, ledit ensemble monolithique comportant des moyens de fixation pour le maintien dudit bloc d'appui (74) dans ladite position de précontrainte.
  27. Mouvement d'horlogerie (200) comportant un mécanisme d'échappement (100) selon l'une des revendications 1 à 26, et comportant un mécanisme oscillateur comportant ledit balancier (20), et au moins un mécanisme accumulateur d'énergie agencé pour appliquer un couple moteur à au moins une dite roue d'échappement (30).
  28. Montre (300) comportant au moins un mouvement (200) selon la revendication 27.
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