EP3324246A1 - Protection d'un mecanisme resonateur a lames contre les chocs axiaux - Google Patents

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EP3324246A1
EP3324246A1 EP16199006.4A EP16199006A EP3324246A1 EP 3324246 A1 EP3324246 A1 EP 3324246A1 EP 16199006 A EP16199006 A EP 16199006A EP 3324246 A1 EP3324246 A1 EP 3324246A1
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EP
European Patent Office
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resonator mechanism
inertial element
axial abutment
pivot axis
axial
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EP16199006.4A
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German (de)
English (en)
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EP3324246B1 (fr
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Dominique Léchot
Pascal Winkler
Gianni Di Domenico
Jean-Jacques Born
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Swatch Group Research and Development SA
Original Assignee
Swatch Group Research and Development SA
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Priority to CN201711131959.9A priority patent/CN108073066B/zh
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
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    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/10—Oscillators with torsion strips or springs acting in the same manner as torsion strips, e.g. weight oscillating in a horizontal plane
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    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
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    • G04B31/02—Shock-damping bearings
    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
    • G04B43/002—Component shock protection arrangements

Definitions

  • the invention relates to a timepiece resonator mechanism, comprising a structure and at least one inertial element arranged to oscillate in a pivoting movement about a pivot axis, with the center of inertia of said at least one inertial element aligned with said pivoting axis, said at least one inertial element being subjected to return forces exerted by a plurality of elastic blades each fixed, directly or indirectly, at a first end to said structure and fixed, directly or indirectly, at a second end thereof at least one inertial element, each said elastic blade extending in a plane perpendicular to said pivot axis, and being substantially deformable in said plane perpendicular to said pivot axis.
  • the invention also relates to a watch movement comprising at least one such resonator mechanism.
  • the invention also relates to a watch comprising such a watch movement, and / or such a resonator mechanism.
  • the invention relates to the field of clock resonators, and especially those which comprise elastic blades acting as return means for the operation of the oscillator.
  • Shock resistance is a delicate point for most watch oscillators, and especially for cross-wound resonators. In fact, during out-of-plane shocks, the stress experienced by the blades quickly reaches very high values, which reduces the amount of travel the part can travel before yielding.
  • Shock absorbers for timepieces come in many variants. However, their main purpose is to protect the fragile pivots of the axis, and not the elastic elements, as conventionally the spiral spring.
  • the invention proposes to limit the out-of-plane displacement stroke of the blades of a blade resonator, and thus to ensure a better holding of the system.
  • the invention relates to a blade resonator mechanism according to claim 1.
  • the invention also relates to a watch movement comprising at least one such resonator mechanism.
  • the invention also relates to a watch comprising such a watch movement, and / or such a resonator mechanism.
  • the invention relates to a 100 clock resonator mechanism, comprising a structure 1 and at least one inertial element 2 arranged to oscillate in a pivoting movement about a pivot axis D.
  • the center of inertia resulting from all the inertial elements 2 is aligned with the pivot axis D.
  • At least one inertial element 2 is subjected to return forces exerted by a plurality of elastic blades 3 each fixed, directly or indirectly, at a first end 301 to the structure 1 and fixed, directly or indirectly, to a second end 302 to this at least one inertial element 2.
  • Each elastic blade 3 extends in a plane perpendicular to the pivot axis D, and is essentially deformable in this plane perpendicular to the pivot axis D.
  • Each inertial element 2 extends between an elementary lower plane PI and an elementary upper plane PS.
  • the resonator mechanism 100 comprises axial abutment means.
  • These axial abutment means comprise a lower axial abutment 7 and / or an upper axial abutment 8.
  • These axial abutment means are arranged to cooperate in abutment abutment with at least one of the moving components, for the protection of the resonator mechanism 100 with blades. , and in particular elastic blades 3 which it comprises, against axial shocks in the direction of the pivot axis D.
  • these axial abutment means comprise a lower axial abutment 7 extending in the immediate vicinity of the elementary lower plane PI of a particular inertial element 2 and arranged to limit the off-plane displacement of this particular inertial element 2, and / or an upper axial stop 8 extending in the immediate vicinity of the elementary upper plane PS of such a particular inertial element 2, and arranged to limit the out-of-plane displacement of this particular inertial element 2, by direct contact with this inertial element 2.
  • These Specific axial abutments, arranged for direct contact with the inertial element 2 will in particular hereinafter referred to respectively 73 and 83.
  • the axial abutment means of the invention are of preferably arranged to cooperate with rigid elements, such as inertial elements or shafts.
  • the resonator mechanism 100 comprises, on either side of the same inertial element 2, such a lower axial abutment 7 and such an upper axial abutment 8.
  • the lower axial abutment 7 and / or the upper axial abutment 8 comprises a lower flat surface 17, respectively upper 18, perpendicular to the pivot axis D, and forming an abutment surface cooperating with the inertial element. 2 concerned in case of shock or the like.
  • the resonator mechanism 100 comprises a plurality of such inertial elements 2, which extend between a global lower plane PI and a global upper plane PS.
  • the resonator mechanism 100 comprises, on either side of the overall lower plane PI and of the overall upper plane PS, at least one lower axial abutment 7 and at least one upper axial abutment 8, each arranged to limit the movement out. plane of the closest inertial element 2, for the protection of the resonator mechanism 100 with blades against axial shocks, according to the direction of the pivot axis D.
  • the resonator mechanism 100 comprises a plurality of inertial elements 2 which extend over several parallel levels. More particularly, the resonator mechanism 100 comprises at least one intermediate axial stop, which is arranged between two such neighboring levels of inertial elements 2. More particularly, at least one intermediate axial abutment is arranged in each gap between two such levels.
  • the resonator mechanism 100 comprises a plurality of elastic blade levels 3, which all extend between two extreme levels, upper and lower, of inertial elements 2 which protect these elastic blades 3.
  • a shaft 4 carries all or part of the axial abutment means.
  • This shaft 4 is aligned on the pivot axis D, and extends along this axis D.
  • at least one elastic blade 3 comprises a recess, or a clearance, or an eye 6 formed around the pivot axis D, and without contact with the shaft 4.
  • this shaft 4 comprises at least one lower axial abutment 7 or an upper axial abutment 8. More particularly, this shaft 4 comprises at least one lower axial abutment 7 and at least one upper axial abutment 8.
  • each elastic blade 3 comprises such a recess, or such a clearance, or such an eye 6, and the shaft 4 passes through all the blade levels 3.
  • the shaft 4 can also comprise at least one intermediate stop, when the resonator mechanism 100 comprises inertial elements 2 distributed on parallel and distant levels, between which two by two can take place such intermediate axial stop.
  • this shaft 4 is fixed on the structure 1, which may itself comprise at least one axial abutment surface.
  • the Figures 1 and 2 illustrate this first embodiment.
  • the resonator mechanism 100 with elastic blades comprises two parallel levels of elastic blades, upper 31 and lower 32. These blades 31 and 32 respectively extend in directions D1 and D2, which intersect, in projection on a plane parallel to these two levels, at a virtual pivot axis D around which oscillates an inertial element 2 which is suspended and recalled by these resilient blades 31 and 32 relative to a fixed structure 1.
  • the resonator mechanism 100 comprises axial abutment means for indirectly protect the blades 31 and 32 in the event of an impact, which are illustrated without limitation in the form of two discs centered on the pivot axis D: an upper disc of small diameter, in particular but not limited to transparent and then coupled with an inertial element 2 also having a transparent axial portion, to check the state of the blades, constituting an upper axial stop 8, and arranged p to limit the frosting of the inertial element 2 of the upper side, and a lower disk of larger diameter, constituting a lower axial abutment 7 and arranged to limit the frost of the inertial element 2 of a lower side opposite to this upper side.
  • the blades 31 and 32 each have an eye 6, at the pivot axis D, to pass a shaft 4, which is here maintained on the fixed structure, and which carries the upper disk and the lower disk.
  • this shaft 4 is fixed on an inertial element 2 of the resonator mechanism 100, and the axial abutment means that comprises this shaft 4 are arranged to cooperate in abutment abutment with complementary abutment surfaces that the structure comprises. 1. More in particular, the axial abutment means comprise an upper end surface 48, and a lower end surface 47, arranged to cooperate respectively with an upper complementary surface 18, and a lower complementary surface 17, of the structure 1.
  • the Figures 3 and 4 illustrate this second embodiment.
  • the resonator mechanism 100 has a single level of resilient blades 3, arranged in the form of RCC pivots arranged head to tail, the directions D1 and D2 along which these blades 3 extend intersect at the virtual pivot axis d.
  • an inertial element 2 which is suspended and recalled by these elastic blades 3 with respect to the fixed structure 1.
  • the inertial element 2 carries a shaft 4 oriented on the pivot axis D, and this shaft comprises, at its two ends free, upper and lower, upper end surfaces 48, and lower 47 respectively arranged to cooperate with upper 18 and lower 17 complementary surfaces of the structure 1.
  • the inertial element 2 further comprises a other upper axial stop 83 usable during assembly for adjusting the distance between the inertial element and the elastic blades 3.
  • these upper end surfaces 48, upper upper complementary surface 18, lower end 47, and lower complementary surface 17 are surfaces of revolution about the pivot axis D, and of complementary profile two by two: male and female cylinders , cones male and female, which limits the radial stroke, and also allows a refocusing on this pivot axis D ..
  • the resonator mechanism 100 may also comprise a first shaft 4 secured to the structure 1, and a second shaft 4 integral with an inertial element 2.
  • the elastic blades 3 are straight. More particularly, the directions D1, D2, along which these elastic strips 3 extend, are, in projection on a plane perpendicular to the pivot axis D, crossed at the pivot axis D.
  • At least one lower axial abutment 7 or an upper axial abutment 8 is in sapphire or other transparent material.
  • the resonator mechanism 100 comprises complementary axial stop means arranged to cooperate in abutting contact with each inertial element 2, arranged to limit off-plane movement of the closest inertial element 2. More particularly, this resonator mechanism 100 comprises, on either side of the set of inertial elements 2 that it comprises, at least one lower axial stop 7 and at least one upper axial stop 8, each arranged to limit the displacement. out of the plane of the closest inertial element 2.
  • the configuration of the figure 3 relates to a resonator mechanism 100 of the double pivot RCC type, with blades constituting ves arranged head to tail, but other geometries flexible leaf pivots leaving the free axis area also allow the implementation of the invention , like the configuration of the figure 1 with superimposed blades, which, in projection on a plane parallel to theirs, intersect at the pivot axis D.
  • the configurations of blade resonators often allow the clearance of the area around the pivot axis, which allows the easy addition of a shaft 4 passing through the axis D virtual pivoting blades.
  • the space left free by the configuration of this double pivot RCC allows to add such a shaft 4, which comprises the axial abutment means.
  • the shaft is integral with an inertial element 2.
  • This element is generally attached to a monolithic component made of silicon or the like, which comprises the elastic blades 3.
  • the variant of the figure 4 comprises lower stops 170 and upper 180, respectively carrying an upper complementary surface 18, and a lower complementary surface 17, which are driven into the structure 1, for example in a bridge and a plate, so as to make possible a fine adjustment of the distance J between the stop and the shaft, preferably between 20 and 70 microns.
  • these stops in one piece with the support of the resonator (platinum and / or bridge) if this component is manufactured accurately.
  • a fine adjustment system such as a screwdriver or the like.
  • the material of these stops may be metal or an elastomer to vary the shock absorption.
  • this mechanical interaction of stops with the inertial element or a shaft can be completed with the addition of a magnetic interaction between the elements which are arranged to abut, for example the faces 18 and 48, respectively 17 and 47, of Figures 5 to 7 .
  • This magnetic interaction then constitutes a damping cushion.
  • a contact established on a small contact radius (when the stop is close to the axis of rotation) is favorable from the point of view of the friction during the abutments on the stop, also the variants Illustrated comprise stops closest to the pivot axis D. It is of course possible to place stops on a larger radius, for example on the serge of an inertial arm, or other.
  • the figure 8 illustrates the superposition, in the same resonator, of several levels of elastic blades 3, each level being associated with an inertial element 2, or at least at a particular level of an inertial element 2.
  • an element Inertia 2 cooperates with each level of elastic blades 3, and a single shaft 4 links the different inertial elements, and provides the axial abutment means for the entire resonator mechanism 100.
  • this shaft 4 has two shoulders, of which one constitutes a lower axial abutment 73 of distance adjustment, during assembly, with the upper elastic blades 32, and similarly the other constitutes an upper axial abutment 83 of distance adjustment with the lower elastic blades 32 .
  • the invention also relates to a watch movement 200 comprising at least one such resonator mechanism 100.
  • the invention also concerns a watch 300 comprising such a movement 200, and / or such a resonator mechanism 100.

Landscapes

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Abstract

Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie, comportant une structure (1) et un élément inertiel (2) oscillant autour d'un axe (D) et soumis à des efforts de rappel exercés par une pluralité de lames élastiques (3) chacune fixée, directement ou indirectement, à une première extrémité à la structure (1) et fixée, directement ou indirectement, à une deuxième extrémité à un élément inertiel (2), chaque lame élastique (3) s'étendant dans un plan perpendiculaire à l'axe de pivotement (D), et déformable essentiellement dans ce plan, où ce mécanisme résonateur (100) comporte des moyens de butée axiale comportant au moins une butée axiale inférieure (7) et/ou une butée axiale supérieure (8), ces moyens de butée axiale étant agencés pour la protection du mécanisme résonateur (100) à lames contre les chocs axiaux selon la direction de l'axe (D).

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne un mécanisme résonateur d'horlogerie, comportant une structure et au moins un élément inertiel agencé pour osciller dans un mouvement de pivotement autour d'un axe de pivotement, avec le centre d'inertie dudit au moins élément inertiel aligné sur ledit axe de pivotement, ledit au moins un élément inertiel étant soumis à des efforts de rappel exercés par une pluralité de lames élastiques chacune fixée, directement ou indirectement, à une première extrémité à ladite structure et fixée, directement ou indirectement, à une deuxième extrémité audit au moins un élément inertiel, chaque dite lame élastique s'étendant dans un plan perpendiculaire audit axe de pivotement, et étant déformable essentiellement dans ledit plan perpendiculaire audit axe de pivotement.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme résonateur.
  • L'invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement d'horlogerie, et/ou un tel mécanisme résonateur.
  • L'invention concerne le domaine des résonateurs d'horlogerie, et tout particulièrement ceux qui comportent des lames élastiques faisant fonction de moyens de rappel pour la marche de l'oscillateur.
    • Arrière-plan de l'invention
  • La tenue aux chocs est un point délicat pour la plupart des oscillateurs d'horlogerie, et notamment pour les résonateurs à lames croisées. En effet, lors de chocs hors plan, la contrainte subie par les lames atteint rapidement des valeurs très importantes, ce qui réduit d'autant la course que peut parcourir la pièce avant de céder.
  • Les amortisseurs de chocs pour les pièces d'horlogerie se déclinent dans de nombreuses variantes. Cependant, ils ont essentiellement pour but de protéger les pivots fragiles de l'axe, et non pas les éléments élastiques, tel que classiquement le ressort spiral.
    • Résumé de l'invention
  • L'invention se propose de limiter la course de déplacement hors plan des lames d'un résonateur à lames, et donc d'assurer une meilleure tenue du système.
  • A cet effet, l'invention concerne un mécanisme résonateur à lames selon la revendication 1.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme résonateur.
  • L'invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement d'horlogerie, et/ou un tel mécanisme résonateur.
    • 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 vue en plan, un premier mode de réalisation avec un mécanisme résonateur à lames élastiques, comportant deux niveaux parallèles de lames élastiques, les directions selon lesquelles s'étendent ces lames se croisant, en projection, au niveau d'un axe de pivotement virtuel d'un élément inertiel qui est suspendu et rappelé par ces lames élastiques par rapport à une structure fixe, et où ce mécanisme résonateur comporte des moyens de butée axiale pour protéger les lames en cas de choc, illustrés non limitativement sous forme de deux disques centrés sur l'axe de pivotement: un disque supérieur de petit diamètre, transparent, agencé pour limiter l'ébat de l'élément inertiel, qui dans ce cas particulier constitue une boîte entourant et protégeant l'ensemble des lames élastiques, du côté supérieur, et un disque inférieur de plus grand diamètre, agencé pour limiter l'ébat de ce même élément inertiel d'un côté inférieur opposé à ce côté supérieur, les lames comportant un oeil au niveau de l'axe de pivotement pour laisser passer un arbre, ici maintenu sur la structure fixe non représentée, cet arbre portant ce disque supérieur et ce disque inférieur;
    • la figure 2 représente, en coupe selon AA, le mécanisme résonateur de la figure 1,
    • la figure 3 représente, de façon schématisée, et en vue en plan, un deuxième mode de réalisation, avec un autre mécanisme résonateur à lames élastiques, comportant un seul niveau de lames élastiques, agencées sous forme de pivots RCC agencés tête-bêche, les directions selon lesquelles s'étendent ces lames se croisant au niveau d'un axe de pivotement virtuel d'un élément inertiel qui est suspendu et rappelé par ces lames élastiques par rapport à une structure fixe. L'élément inertiel porte un arbre axé sur l'axe de pivotement, et cet arbre comporte, à ses deux extrémités libres, supérieure et inférieure, des surfaces d'extrémité supérieure, et inférieure, respectivement agencées pour coopérer avec des surfaces complémentaires supérieure, et inférieure, de la structure;
    • la figure 4 représente, en coupe selon BB, le mécanisme résonateur de la figure 3,
    • les figures 5 à 7 représentent, de façon similaire à la figure 4, d'autres variantes du deuxième mode, où les surfaces d'extrémité supérieure et inférieure de l'arbre, correspondent à des surfaces complémentaire supérieure et inférieure de la structure, qui sont toutes des surfaces de révolution autour de l'axe de pivotement, et de profil complémentaire deux à deux, avec, en figure 5 des cylindres femelles dans la structure et des cylindres mâles aux extrémités de l'arbre, en figure 6 des cônes femelles dans la structure et des cônes mâles aux extrémités de l'arbre, en figure 7 des cônes mâles dans la structure et des cônes femelles aux extrémités de l'arbre ;
    • la figure 8 représente, en coupe passant par l'axe de pivotement, un autre mécanisme résonateur où sont superposés deux niveaux distants de lames élastiques. Sur la variante non limitative illustrée, un élément inertiel coopère avec chaque niveau de lames élastiques, et un arbre unique lie les différents éléments inertiels, et assure les moyens de butée axiale pour l'ensemble du mécanisme résonateur. Cet arbre comporte deux épaulements, dont l'un est à distance des lames élastiques supérieures, et l'autre est à distance des lames élastiques inférieures. Les extrémités de cet arbre coopèrent en position de butée avec des surfaces complémentaires de la structure fixe comme dans le deuxième mode des figures 3 à 7 ;
    • la figure 9 est un schéma-blocs représentant une montre comportant un mouvement qui comporte lui-même un mécanisme résonateur selon l'invention.
    Description détaillée des modes de réalisation préférés
  • L'invention concerne un mécanisme résonateur 100 d'horlogerie, comportant une structure 1 et au moins un élément inertiel 2 agencé pour osciller dans un mouvement de pivotement autour d'un axe de pivotement D. Le centre d'inertie résultant de l'ensemble des éléments inertiels 2 est aligné sur l'axe de pivotement D.
  • Au moins un élément inertiel 2 est soumis à des efforts de rappel exercés par une pluralité de lames élastiques 3 chacune fixée, directement ou indirectement, à une première extrémité 301 à la structure 1 et fixée, directement ou indirectement, à une deuxième extrémité 302 à cet au moins un élément inertiel 2.
  • Chaque lame élastique 3 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe de pivotement D, et est déformable essentiellement dans ce plan perpendiculaire à l'axe de pivotement D.
  • Chaque élément inertiel 2 s'étend entre un plan inférieur élémentaire PI et un plan supérieur élémentaire PS.
  • Selon l'invention, le mécanisme résonateur 100 comporte des moyens de butée axiale. Ces moyens de butée axiale comportent une butée axiale inférieure 7 et/ou une butée axiale supérieure 8. Ces moyens de butée axiale sont agencés pour coopérer en appui de butée avec au moins un des composants mobiles, pour la protection du mécanisme résonateur 100 à lames, et en particulier des lames élastiques 3 qu'il comporte, contre les chocs axiaux selon la direction de l'axe de pivotement D.
  • Plus particulièrement, ces moyens de butée axiale comportent une butée axiale inférieure 7 s'étendant au voisinage immédiat du plan inférieur élémentaire PI d'un élément inertiel particulier 2 et agencée pour limiter le déplacement hors plan de cet élément inertiel 2 particulier, et/ou une butée axiale supérieure 8 s'étendant au voisinage immédiat du plan supérieur élémentaire PS d'un tel élément inertiel particulier 2, et agencée pour limiter le déplacement hors plan de cet élément inertiel 2 particulier, par contact direct avec cet élément inertiel 2. Ces butées axiales particulières, agencées pour un contact direct avec l'élément inertiel 2 seront notamment ci-après dénommées respectivement 73 et 83.
  • En effet, même s'il est concevable de positionner des butées axiales agencées pour coopérer directement en appui de butée avec les lames élastiques 3, une telle coopération n'est pas appropriée pour des lames élastiques en matériau micro-usinable, silicium ou similaire, en raison du risque de détérioration ou de bris. C'est la raison pour laquelle les moyens de butée axiale de l'invention sont de préférence agencés pour coopérer avec des éléments rigides, tels qu'éléments inertiels ou arbres.
  • Plus particulièrement, le mécanisme résonateur 100 comporte, de part et d'autre d'un même élément inertiel 2, une telle butée axiale inférieure 7 et une telle butée axiale supérieure 8.
  • Dans une variante particulière, la butée axiale inférieure 7 et/ou la butée axiale supérieure 8 comporte une surface plane inférieure 17, respectivement supérieure 18, perpendiculaire à l'axe de pivotement D, et formant une surface de butée coopérant avec l'élément inertiel 2 concerné en cas de choc ou similaire.
  • Plus particulièrement, le mécanisme résonateur 100 comporte une pluralité de tels éléments inertiels 2, qui s'étendent entre un plan inférieur global PI et un plan supérieur global PS.
  • Plus particulièrement, le mécanisme résonateur 100 comporte, de part et d'autre du plan inférieur global PI et du plan supérieur global PS, au moins une butée axiale inférieure 7 et au moins une butée axiale supérieure 8, chacune agencée pour limiter le déplacement hors plan de l'élément inertiel 2 le plus proche, pour la protection du mécanisme résonateur 100 à lames contre les chocs axiaux, selon la direction de l'axe de pivotement D.
  • Plus particulièrement, le mécanisme résonateur 100 comporte une pluralité d'éléments inertiels 2 qui s'étendent sur plusieurs niveaux parallèles. Plus particulièrement, le mécanisme résonateur 100 comporte au moins une butée axiale intermédiaire, qui est agencée entre deux tels niveaux voisins d'éléments inertiels 2. Plus particulièrement encore, au moins une butée axiale intermédiaire est agencée dans chaque interstice entre deux tels niveaux.
  • Plus particulièrement, le mécanisme résonateur 100 comporte une pluralité de niveaux de lames élastiques 3, qui s'étendent tous entre deux niveaux extrêmes, supérieur et inférieur, d'éléments inertiels 2 qui protègent ces lames élastiques 3.
  • De façon particulière, un arbre 4 porte tout ou partie des moyens de butée axiale. Cet arbre 4, est aligné sur l'axe de pivotement D, et s'étend le long de cet axe D. Afin d'éviter toute interférence et tout frottement, au moins une lame élastique 3 comporte un évidement, ou un dégagement, ou un oeil 6 ménagé autour de l'axe de pivotement D, et sans contact avec l'arbre 4. Et cet arbre 4 comporte au moins une butée axiale inférieure 7 ou une butée axiale supérieure 8. Plus particulièrement, cet arbre 4 comporte à la fois au moins une butée axiale inférieure 7 et au moins une butée axiale supérieure 8.
  • Plus particulièrement, chaque lame élastique 3 comporte un tel évidement, ou un tel dégagement, ou un tel oeil 6, et l'arbre 4 traverse la totalité des niveaux de lames 3.
  • Naturellement, l'arbre 4 peut aussi comporter au moins une butée intermédiaire, quand le mécanisme résonateur 100 comporte des éléments inertiels 2 répartis sur des niveaux parallèles et distants, entre lesquels deux à deux peut prendre place une telle butée axiale intermédiaire.
  • Dans un premier mode de réalisation cet arbre 4 est fixé sur la structure 1, laquelle peut comporter elle-même au moins une surface de butée axiale.
  • Les figures 1 et 2 illustrent ce premier mode de réalisation. Le mécanisme résonateur 100 à lames élastiques comporte deux niveaux parallèles de lames élastiques, supérieures 31 et inférieures 32. Ces lames 31 et 32 s'étendent respectivement selon des directions D1 et D2, qui se croisent, en projection sur un plan parallèle à ces deux niveaux, au niveau d'un axe de pivotement virtuel D autour duquel oscille un élément inertiel 2 qui est suspendu et rappelé par ces lames élastiques 31 et 32 par rapport à une structure fixe 1. Le mécanisme résonateur 100 comporte des moyens de butée axiale pour protéger indirectement les lames 31 et 32 en cas de choc, qui sont illustrés non limitativement sous forme de deux disques centrés sur l'axe de pivotement D: un disque supérieur de petit diamètre, notamment mais non limitativement transparent et alors couplé avec un élément inertiel 2 comportant aussi une partie axiale transparente, permettant de vérifier l'état des lames, constituant une butée axiale supérieure 8, et agencé pour limiter l'ébat de l'élément inertiel 2 du côté supérieur, et un disque inférieur de plus grand diamètre, constituant une butée axiale inférieure 7 et agencé pour limiter l'ébat de l'élément inertiel 2 d'un côté inférieur opposé à ce côté supérieur. Les lames 31 et 32 comportent chacune un oeil 6, au niveau de l'axe de pivotement D, pour laisser passer un arbre 4, qui est ici maintenu sur la structure fixe, et qui porte ce disque supérieur et ce disque inférieur.
  • Dans un deuxième mode de réalisation cet arbre 4 est fixé sur un élément inertiel 2 du mécanisme résonateur 100, et les moyens de butée axiale que comporte cet arbre 4 sont agencés pour coopérer en appui de butée avec des surfaces complémentaires de butée que comporte la structure 1. Plus particulièrement, les moyens de butée axiale comportent une surface d'extrémité supérieure 48, et une surface d'extrémité inférieure 47, agencées pour coopérer respectivement avec une surface complémentaire supérieure 18, et une surface complémentaire inférieure 17, de la structure 1.
  • Les figures 3 et 4 illustrent ce deuxième mode de réalisation. Le mécanisme résonateur 100 y comporte un seul niveau de lames élastiques 3, agencées sous forme de pivots RCC agencés tête-bêche, les directions D1 et D2 selon lesquelles s'étendent ces lames 3 se croisent au niveau de l'axe de pivotement virtuel d'un élément inertiel 2 qui est suspendu et rappelé par ces lames élastiques 3 par rapport à la structure fixe 1. L'élément inertiel 2 porte un arbre 4 axé sur l'axe de pivotement D, et cet arbre comporte, à ses deux extrémités libres, supérieure et inférieure, des surfaces d'extrémité supérieure 48, et inférieure 47, respectivement agencées pour coopérer avec des surfaces complémentaires supérieure 18, et inférieure 17, de la structure 1. Dans cette variante, l'élément inertiel 2 comporte encore une autre butée axiale supérieure 83 utilisable lors de l'assemblage pour le réglage de distance entre l'élément inertiel et les lames élastiques 3.
  • Dans une réalisation particulière, tel que visible sur les figures 5 à 7, ces surfaces d'extrémité supérieure 48, complémentaire supérieure 18, d'extrémité inférieure 47, et complémentaire inférieure 17, sont des surfaces de révolution autour de l'axe de pivotement D, et de profil complémentaire deux à deux : cylindres mâle et femelle, cônes mâle et femelles, ce qui limite la course radiale, et autorise aussi un recentrage sur cet axe de pivotement D..
  • Naturellement le mécanisme résonateur 100 peut aussi comporter un premier arbre 4 solidaire de la structure 1, et un deuxième arbre 4 solidaire d'un élément inertiel 2.
  • Dans une réalisation particulière, les lames élastiques 3 sont droites. Plus particulièrement, les directions D1, D2, selon lesquelles s'étendent ces lames élastiques 3 sont, en projection sur un plan perpendiculaire à l'axe de pivotement D, croisées au niveau de l'axe de pivotement D.
  • Dans une réalisation particulière, au moins une butée axiale inférieure 7 ou une butée axiale supérieure 8 est en saphir ou en un autre matériau transparent.
  • Dans une variante, dans le cas d'une pluralité d'éléments inertiels 2, le mécanisme résonateur 100 comporte des moyens complémentaires de butée axiale agencés pour coopérer en contact de butée avec chaque élément inertiel 2, agencés pour limiter le déplacement hors plan de l'élément inertiel 2 le plus proche. Plus particulièrement, ce mécanisme résonateur 100 comporte, de part et d'autre de l'ensemble des éléments inertiels 2 qu'il comporte, au moins un arrêt axial inférieur 7 et au moins un arrêt axial supérieur 8, chacun agencé pour limiter le déplacement hors plan de l'élément inertiel 2 le plus proche.
  • Plus particulièrement, la configuration de la figure 3 concerne un mécanisme résonateur 100 de type double pivot RCC, avec des lames constituant des vés disposés tête-bêche, mais d'autres géométries de pivots à lames flexibles laissant la zone de l'axe libre permettent aussi la mise en oeuvre de l'invention, comme la configuration de la figure 1 avec des lames superposées, qui, en projection sur un plan parallèle au leur, se croisent au niveau de l'axe de pivotement D.
  • Les configurations de résonateurs à lames permettent souvent le dégagement de la zone autour de l'axe de pivotement, ce qui permet l'ajout facile d'un arbre 4 passant par l'axe D de pivotement virtuel des lames. Notamment, l'espace laissé libre par la configuration de ce double pivot RCC (Remote Center Compliance) permet d'ajouter un tel arbre 4, qui comporte les moyens de butée axiale.
  • Dans une variante particulière, notamment illustrée par la figure 4, l'arbre est solidaire d'un élément inertiel 2. Celui-ci est en général rapporté sur un composant monolithique réalisé en silicium ou similaire, lequel comporte les lames élastiques 3.
  • La variante de la figure 4 comporte des butées inférieure 170 et supérieure 180, portant respectivement une surface complémentaire supérieure 18, et une surface complémentaire inférieure 17, qui sont chassées dans la structure 1, par exemple dans un pont et une platine, de sorte à rendre possible un ajustement fin de la distance J entre la butée et l'arbre, de préférence comprise entre 20 et 70 micromètres. Mais il est également possible de réaliser ces butées en une seule pièce avec le support du résonateur (platine et/ou pont) si ce composant est fabriqué de manière précise. On peut également les imaginer vissées ou montées sur un système de réglage fin, tel que chariot à vis ou similaire.
  • La matière de ces butées peut être du métal, ou encore un élastomère pour varier l'amortissement des chocs.
  • Dans une variante, cette interaction mécanique de butées avec l'élément inertiel ou un arbre, peut être complété avec l'ajout d'une interaction magnétique entre les éléments qui sont agencés pour entrer en butée, par exemple les faces 18 et 48, respectivement 17 et 47, des figures 5 à 7. Cette interaction magnétique constitue alors faire un coussin amortisseur.
  • Par rapport à l'axe de pivotement D, un contact établi sur un petit rayon de contact (quand la butée est proche de l'axe de rotation) est favorable du point de vue des frottements lors des appuis sur la butée, aussi les variantes illustrées comportent des butées au plus près ce l'axe de pivotement D. On peut bien sûr placer des butées sur un plus grand rayon, par exemple sur la serge d'un bras inertiel, ou autre.
  • D'autres exécutions permettent d'ajouter des sécurités dans différentes directions, tel que visible sur les figures 5 à 7, et donc d'améliorer encore la tenue aux chocs des lames élastiques.
  • La figure 8 illustre la superposition, dans un même résonateur, de plusieurs niveaux de lames élastiques 3, chaque niveau étant associé à un élément inertiel 2, ou au moins à un niveau particulier d'un élément inertiel 2. Sur la variante non limitative illustrée, un élément inertiel 2 coopère avec chaque niveau de lames élastiques 3, et un arbre 4 unique lie les différents éléments inertiels, et assure les moyens de butée axiale pour l'ensemble du mécanisme résonateur 100. Dans cette variante, cet arbre 4 comporte deux épaulements, dont l'un constitue une butée axiale inférieure 73 de réglage de distance, lors de l'assemblage, avec les lames élastiques supérieures 32, et de façon similaire l'autre constitue une butée axiale supérieure 83 de réglage de distance avec les lames élastiques inférieures 32.
  • L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 200 comportant au moins un tel mécanisme résonateur 100.
  • L'invention concerne encore une montre 300 comportant un tel mouvement 200, et/ou un tel mécanisme résonateur 100.

Claims (18)

  1. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie, comportant une structure (1) et au moins un élément inertiel (2) agencé pour osciller dans un mouvement de pivotement autour d'un axe de pivotement (D), avec le centre d'inertie dudit au moins élément inertiel (2) aligné sur ledit axe de pivotement (D), ledit au moins un élément inertiel (2) étant soumis à des efforts de rappel exercés par une pluralité de lames élastiques (3) chacune fixée, directement ou indirectement, à une première extrémité à ladite structure (1) et fixée, directement ou indirectement, à une deuxième extrémité audit au moins un élément inertiel (2), chaque dite lame élastique (3) s'étendant dans un plan perpendiculaire audit axe de pivotement (D), et étant déformable essentiellement dans ledit plan perpendiculaire audit axe de pivotement (D), caractérisé en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte des moyens de butée axiale comportant au moins une butée axiale inférieure (7) et/ou une butée axiale supérieure (8), lesdits moyens de butée axiale étant agencés pour coopérer en appui de butée avec au moins un des composants mobiles pour la protection dudit mécanisme résonateur (100) à lames contre les chocs axiaux selon la direction dudit axe de pivotement (D).
  2. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisé en ce que au moins un dit élément inertiel (2) s'étend entre un plan inférieur (PI) et un plan supérieur (PS), et en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte des moyens de butée axiale comportant au moins une butée axiale inférieure (7) s'étendant au voisinage immédiat dudit plan inférieur (PI) d'un dit élément inertiel (2) particulier, et/ou une butée axiale supérieure (8) s'étendant au voisinage immédiat dudit plan supérieur (PS) d'un dit élément inertiel (2) particulier, et agencée pour limiter le déplacement hors plan dit élément inertiel (2) particulier par contact direct avec ledit élément inertiel (2).
  3. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite structure (1) comporte, de part et d'autre d'un même dit élément inertiel (2), une telle butée axiale inférieure (7) et une telle butée axiale supérieure (8).
  4. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite butée axiale inférieure (7) et/ou butée axiale supérieure (8) comporte une surface plane inférieure (17), respectivement supérieure (18), perpendiculaire audit axe de pivotement (D), et formant une surface de butée coopérant avec ledit élément inertiel (2) concerné en cas de choc.
  5. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte une pluralité de dits éléments inertiels (2) qui s'étendent entre un plan inférieur global (PI) et un plan supérieur global (PS), et en ce que ladite structure (1) comporte, de part et d'autre dudit plan inférieur global (PI) et dudit plan supérieur global (PS), au moins une dite butée axiale inférieure (7) et au moins une dite butée axiale supérieure (8), chacune agencée pour limiter le déplacement hors plan dudit élément inertiel (2) le plus proche, pour la protection dudit mécanisme résonateur (100) à lames contre les chocs axiaux, selon la direction dudit axe de pivotement (D).
  6. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte une pluralité de dits éléments inertiels (2) qui s'étendent sur plusieurs niveaux parallèles, et en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte au moins une butée axiale intermédiaire agencée entre deux dits niveaux voisins de dits éléments inertiels (2).
  7. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte un arbre (4) aligné sur ledit axe de pivotement (D) le long duquel s'étend ledit arbre (4), et qui porte des dits moyens de butée axiale, et en ce que chaque dite lame élastique (3) comporte un évidement ou un dégagement ou un oeil (6) ménagé autour dudit axe de pivotement (D) et sans contact avec ledit arbre (4), et en ce que ledit arbre (4) comporte au moins une dite butée axiale inférieure (7) et/ou une dite butée axiale supérieure (8).
  8. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit arbre (4) est fixé sur ladite structure (1).
  9. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit arbre (4) est fixé sur un dit élément inertiel (2) dudit mécanisme résonateur (100), et en ce que lesdits moyens de butée axiale que comporte ledit arbre (4) sont agencés pour coopérer en appui de butée avec des surfaces complémentaires de butée que comporte ladite structure (1).
  10. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens de butée axiale dudit arbre (4) comportent une surface d'extrémité supérieure (48), et une surface d'extrémité inférieure (47), agencées pour coopérer respectivement avec une surface complémentaire supérieure (18), et une surface complémentaire inférieure (17) que comporte ladite structure (1).
  11. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon la revendication 10, caractérisé en ce que ladite surface d'extrémité supérieure (48), ladite surface complémentaire supérieure (18), ladite surface d'extrémité inférieure (47), et ladite surface complémentaire inférieure (17) sont des surfaces de révolution autour dudit axe de pivotement (D), et de profil complémentaire deux à deux.
  12. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 7 à 11, caractérisé en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte un premier arbre (4) solidaire de ladite structure (1), et un deuxième arbre (4) solidaire d'un dit élément inertiel (2).
  13. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit mécanisme résonateur (100) comporte des moyens complémentaires de butée axiale agencés pour coopérer en contact de butée avec au moins un dit élément inertiel (2), agencés pour limiter le déplacement hors plan dudit élément inertiel (2) le plus proche, pour la protection dudit mécanisme résonateur (100) contre les chocs axiaux, selon la direction dudit axe de pivotement (D).
  14. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que lesdites lames élastiques (3) sont droites, et en ce que les directions (D1; D2) selon lesquelles s'étendent lesdites lames élastiques (3) sont, en projection sur un plan perpendiculaire audit axe de pivotement (D), croisées au niveau dudit axe de pivotement (D).
  15. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que au moins une dite butée axiale inférieure (7) et/ou une butée axiale supérieure (8) est en saphir ou en un autre matériau transparent.
  16. Mécanisme résonateur (100) d'horlogerie selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que l'interaction mécanique entre lesdits moyens de butée axiale et des surfaces dudit au moins un élément inertiel (2) est complétée par une interaction magnétique entre lesdits moyens de butée axiale et lesdites surfaces dudit au moins un élément inertiel (2).
  17. Mouvement d'horlogerie (200) comportant au moins un mécanisme résonateur (100) selon une des revendications 1 à 16.
  18. Montre (300) comportant au moins un mouvement (200) selon la revendication 17 et/ou un mécanisme résonateur (100) selon une des revendications 1 à 16.
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