EP3542224A1 - Echappement d'horlogerie a transmission de couple optimise - Google Patents

Echappement d'horlogerie a transmission de couple optimise

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EP3542224A1
EP3542224A1 EP17801690.3A EP17801690A EP3542224A1 EP 3542224 A1 EP3542224 A1 EP 3542224A1 EP 17801690 A EP17801690 A EP 17801690A EP 3542224 A1 EP3542224 A1 EP 3542224A1
Authority
EP
European Patent Office
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escape wheel
face
pallet
anchor
impulse
Prior art date
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Granted
Application number
EP17801690.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3542224B1 (fr
Inventor
Alexis HERAUD
Valentin MOLINA
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Richemont International SA
Original Assignee
Richemont International SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Richemont International SA filed Critical Richemont International SA
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Publication of EP3542224A1 publication Critical patent/EP3542224A1/fr
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Publication of EP3542224B1 publication Critical patent/EP3542224B1/fr
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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
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • G04B15/08—Lever escapements

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking. It relates, more particularly, to an optimized torque transmission exhaust.
  • a conventional escapement such as a Swiss anchor escapement, with an English anchor, a Daniels escapement, or the like, comprises an anchor which intermittently blocks an escape wheel, and transmits energy from the wheel of finishing at the regulating member when the wheel is released.
  • Oscillations of the regulating member such as a sprung balance, actuate the anchor in order to effect this periodic release of the escape wheel, and again provide an impulse to the regulating member to maintain its oscillations. .
  • the anchor comprises at least two pallets, one - input - located upstream with respect to the direction of rotation of the escape wheel, the other - output - located downstream.
  • the pallet which is engaged with the escape wheel is raised, releasing the escape wheel and transmitting a pulse to the regulating member via a pulse face that includes each palette.
  • the other pallet is moved in the path of the teeth of the escape wheel, and blocks it. Then, the cycle starts again for the other pallet.
  • the pulse faces are constituted by planes. Although these simple forms are easy to manufacture, the torque transmission varies along the pulse phase, which is detrimental to the performance of the exhaust.
  • planar impulse surfaces often give rise to detachment of the pallet, in particular when it makes the transition from the impulse phase on the pallet to the impulse phase on the tooth, which also hinders the performance of the exhaust.
  • Document CH702689 describes an escapement in which the output pallet and / or the input pallet has a pulse face which is curved in such a way that, during a whole part of the impulse phase, the angle defined by the impulse faces of the tooth and pallet at the point of contact between these faces, ie at most 7 °. This is certainly an improvement over planar impulse faces, but the chosen shape does not eliminate the variations in torque transmission.
  • a modeling study has shown that the derivative of the torque ratio between that of the anchor and that of the escape wheel with respect to the angle of the escape wheel changes sign several times, and said torque ratio varies from 25% to 35% along the concave portion of the pallet.
  • the convex portion at the beginning of the impulse face has a quite conventional radius of curvature, which results from current manufacturing processes, and has not been optimized in any way.
  • the object of the present invention is therefore to at least partially overcome the disadvantages mentioned above.
  • the invention relates to an escapement for a timepiece.
  • This exhaust comprises an escape wheel pivotally mounted about an axis of rotation and intended to be driven by a drive source, said escape wheel having a plurality of teeth.
  • the exhaust further comprises an anchor pivotally mounted about an axis of rotation, and comprises an entry pallet and an output pallet.
  • Each pallet comprises a rest face arranged to block said escape wheel during the rest phases, as well as a pulse face arranged to interact with said escape wheel in order to transmit pulses received from the latter to an organ regulator arranged to perform oscillations, said anchor being arranged to release said escape wheel periodically under the control of said regulating member.
  • At least one, preferably each, of said pulse faces is shaped so that, on at least a portion of said pulse face, and considered at each point of contact between the escape wheel and said impulse face, the tangent of said impulse face intersects the distance between the escape wheel and the anchor at an angle which observes the relationship ⁇ _ I, C * R + cos (a-6) * R 7,
  • 0rientation is the angle between said tangent and said center distance
  • a is the angle between a line joining said point of contact with the axis of rotation of said escape wheel and said center distance;
  • COF is the trigonometric tangent of the coefficient of friction between the escape wheel and said impulse face (i.e., ⁇ ( ⁇ ) according to the usual notation);
  • R is the distance between the axis of rotation of said escape wheel and said point of contact, +/- 10%;
  • C is the torque ratio between that of the anchor and that of the escape wheel (that is, C a ncre C ro ue);
  • L is the length of said center distance.
  • the shape of at least a portion of each of said pulse faces observes said relationship, which has the effect that the torque transmission is constant for each pallet.
  • the escape wheel comprises teeth having convex impulse faces.
  • the transition between the various phases is thus smoothed, which prevents the pallet from taking off from the wheel during the cycle.
  • the invention also relates to an exhaust which comprises an escapement wheel pivotally mounted about an axis of rotation and intended to be driven by a driving source, said exhaust wheel comprising a plurality of teeth.
  • the exhaust further includes an anchor pivotally mounted about an axis of rotation, and includes an entry pallet and an output pallet.
  • Each pallet comprises a rest face arranged to block said escape wheel as well as a pulse face arranged to interact with said escape wheel in order to transmit pulses received from the latter to a regulating organ arranged to perform oscillations.
  • said anchor being arranged to release said escape wheel periodically under the control of said regulating member.
  • the tangent of said impulse face intersects the distance between the escape wheel and the anchor at an angle which observes the relationship
  • 0rientation is the angle between said tangent and said center distance
  • Threshold is is a value of a separation threshold between the escape wheel and the anchor chosen for example by experimentation or by modeling;
  • R is the distance between the axis of rotation of said escape wheel and said point of contact, +/- 10%;
  • C is the torque ratio between that of the anchor and that of the escape wheel
  • L is the length of said center distance.
  • said Threshold value is a function of the first derivative of the speed ratio of the anchor on the escape wheel during the pulse on the nose of said pallet.
  • this value can be arbitrarily defined.
  • the escapement according to the invention comprises each of the abovementioned optimizations, that is to say that relating to the impeller faces of the vanes, as well as that relating to the impulse face of the teeth of the escape wheel.
  • the invention also relates to a watch movement comprising an escapement as defined above, as well as to a timepiece comprising such a movement.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of an exhaust according to the invention
  • Fig. 2 shows an axle view of an exhaust wheel and the entry pallet
  • FIG. 4 represents a schematic modeling of the point of contact between the anchor and the escape wheel
  • FIG. 5 represents an exaggerated schematic view of the development of the tangent of the profile of the impulse face of the input pallet along the impulse phase;
  • FIG. 6 represents an exaggerated schematic view of the development of the tangent of the profile of the impulse face of the output pallet along the impulse phase
  • FIG. 7 represents a graph of the development of the tangent of the profile of the impulse face of the input pallet along the pulse phase, in terms of angle and in terms of time;
  • FIG. 8 represents a graph of the development of the tangent of the profile of the impulse face of the output pallet along the impulse phase, in terms of angle and in terms of time;
  • FIG. 9 represents an exaggerated schematic view of the development of the tangent of the profile of the impulse face of a tooth of the escape wheel along the impulse phase;
  • FIG. 10 represents a graph of the development of the tangent of the profile of the impulse face of a tooth of the escape wheel along the impulse phase; and - Figure 1 1 is a graph of the development of the speed ratio of the anchor on the escape wheel during the pulse phase.
  • Figure 1 illustrates an exhaust 1 according to the invention.
  • This escapement 1 takes the general shape of a Swiss lever escapement, in which each pallet participates in providing an impulse to the regulating member.
  • the exhaust comprises an escape wheel 3, arranged to be driven by a power source not shown.
  • This driving source may be for example a motor spring or an electric motor, which is in kinematic connection with the escape wheel 3 via a finishing train (also not shown).
  • the escape wheel 3 is pivotally mounted on a shaft (not shown), the theoretical axis is indicated by the reference sign 5.
  • the teeth of the escape wheel 7 comprise each an amonte face 7a, which interacts with the pallets when the escape wheel 3 is locked, and a pulse face.
  • the invention applies to other forms of escape wheel, for example with pointed teeth (English anchor escapement), or less conventional forms.
  • the teeth 7 of the escape wheel 3 interact in known manner with an anchor 9, which pivots about a theoretical axis of rotation 1 1.
  • this theoretical axis 1 1 coincides with a shaft (not shown), but an anchor of the "suspended" type as described in document CH7081 13, or of any other suitable type is also possible.
  • the line joining the axis of rotation 5 of the escape wheel 3 and that of the anchor defines a center distance 12.
  • the general shape of the anchor 9 illustrated is conventional.
  • it comprises a rod 9a extending from the axis of rotation 11 and ending with a fork 9c, which interacts with a regulating member (not shown) in a known manner so as to oscillate with a predetermined periodicity , which should not be described here in detail.
  • a pair of arms 9b extend on either side of the axis of rotation 1 1 in directions substantially perpendicular to the rod 9a, and end with pallets 13, 15. It goes without saying that other forms of anchor less usual can also be used in the context of the invention.
  • Each of these pallets 13, 15 is arranged to block and to periodically release the escape wheel, the latter being blocked by one of the pallets 13, 15, and re-locked by the other, in sequence.
  • the pallet 13 illustrated on the right in Figure 1 is the entry pallet, located upstream with respect to the direction of rotation of the escape wheel 3 indicated by the arrow, and the pallet 15, located downstream, is the output palette.
  • each pallet 13, 15 has come from a piece with the anchor 9, but the invention also applies to pallets reported on the arms 9b.
  • Each pallet 13, 15 comprises, as generally known, a rest face 1 3a respectively 15a, and a pulse face 13b respectively 15b.
  • the rest faces 13a, 15a serve to lock the escape wheel 3 during rest phases, and the impeller faces 13b, 15b cooperate with the teeth 7 to transmit an impulse to the anchor and thus to the regulating organ during the pulse phase.
  • Each of these teeth 7 comprises a spout 7c, which interacts with the rest faces 13a, 15a of the vanes 13, 15, and an oblique pulse face 7b.
  • the spout 7c which is located between the amonte face 7a and the impulse face 7b, as well as this impulse face 7b, contribute to transmitting an impulse to the anchor 9.
  • the rest faces 13a, 1 5a are typically planes whose angle is chosen so that, during the rest phases, the resulting force F the contact between the rest face 13a, 15a and the tooth 7 comprises a component which tends to maintain the pallet 13 or 15, if any, engaged with the escape wheel 3.
  • This force F therefore generates a torque around the axis of rotation 1 1 of the anchor 9 which tends to rotate the anchor in the counterclockwise direction (according to the orientation of Figure 1) when the input pallet 1 3 is engaged, and clockwise when the output pallet 15 is engaged.
  • the impulse faces of the vanes 13b, 15b are typically planes, which causes, during the pulses, a reduction in the torque transmitted from the escape wheel 3 to the anchor 9. along each pulse phase. This torque variation is inefficient and limits the efficiency of the exhaust 1.
  • the invention therefore relates mainly to the shape of the impulse faces 1 3b, 1 5b of the pallets 1 3, 1 5, and that of the impeller face 7b of the teeth 7 of the impeller.
  • face Since the active faces 13a, 13b, 15a, 15b of the pallets are not, or at least should not be, planar, the term "face” is used instead of the usual wording "plane of ... ".
  • FIG. 4 illustrates a schematic modeling that can be used to calculate the shape of the impulse faces of the pallets.
  • the geometrical relation between the point of contact C between the impulse face 13b of the entry pallet and a tooth 7 of the escape wheel 3, the escape wheel 3, and the center distance 12 is illustrated.
  • a tolerance of +/- 10%, preferably +/- 7%, preferably +/- 5% or even +/- 3% or +/- 2 may be added. % to present realistic manufacturing tolerances.
  • COF is the trigonometric tangent (in radians) of the coefficient of friction between the escape wheel and said impulse face, that is to say ⁇ ( ⁇ ) according to the conventional notation
  • R is the distance between the axis of rotation of said escape wheel and said point of contact, with a tolerance of +/- 10%, preferably +/- 7%, more preferably +/- 5% or even +/- 3% or +/- 2% in order to present realistic manufacturing tolerances
  • C is the ratio of torque between that of the anchor relative to that of the escape wheel, that is to say C a / i C re / C wheel
  • L is the length of said center distance 12.
  • the invention encompasses a family of possible curves. This is inevitable in view of manufacturing tolerances, since it is very difficult to reproducibly produce a curve that is mathematically perfect.
  • FIG. 7 illustrates this growth as a function of the angle ⁇ (t) of the contact point C over time, and the values of the angle ⁇ 0 thus calculated at a plurality of points can be used to define tangents which can be combined in an undefined manner to define the shape of the impulse face 13b of the input pallet 13 over at least a part of its length. This part may extend over for example at least 20%, at least 40%, at least 50%, at least 60% or even at least 80% or 90% of the length of said pulse face 13b. From these figures, it is clear that said impulse face 13 will be convex.
  • FIG. 6 also illustrates, in an exaggerated manner, the development of a 0 rientation of the impulse face 15b of the output pallet Along its pulse phase.
  • the angle at 0 rientation decreases.
  • FIG. 8 illustrates this decrease as a function of the angle ⁇ of the contact point C; indeed during the movement has moved away from the center distance or a is strictly negative in the trigonometric sense, so has (t) decreases during the movement.
  • the angles 0 nentation thus calculated can be used to define the tangents which can be combined to define the shape of the impulse face 15b of the exit pallet 15, on at least a portion of its length.
  • This part may extend over for example at least 20%, at least 40%, at least 50%, at least 60% or even at least 80% or 90% of the length of said pulse face 15b.
  • the angle increases during the corresponding pulse phase, since the contact point C moves away from the center distance 12. According to these figures, it is clear that said face pulse 15 will be concave.
  • the shapes of the pulse planes 13b, 15b, pallets can be determined for an exhaust having a given geometry, and taking into account the shape of the impulse faces 7b of This causes the development of the position of the point of contact with the pallets 13, 15 along the pulse phases.
  • a gold ientation represents the angle formed between the tangent of the front pulse 7b of the tooth 7 to the contact point C and the centreline 12, the other variables being as described above in the context of the profile of the impulse faces 13b, 15b of the pallets 13, 15.
  • the value C must be less than a predefined threshold value (see below).
  • C is the torque ratio at this beak change and Seuil is a value of a delamination threshold calculated by experimentation or modeling, or even arbitrarily defined. More concretely, it is possible, for example, to define a limit derivative of the speed ratio of the anchor 9 on the wheel 3, by modeling.
  • the Threshold parameter is so influenced by the geometry of the escapement, but modelings have indicated that a value of at most 0.01, preferably at most 0.005 are generally applicable, or can be used in any case as starting points.
  • Threshold * a + C "3 ( ⁇ 0 ⁇ 6 ⁇ ⁇ 071 - ⁇ + € 0 ⁇ )
  • a tolerance of +/- 10%, preferably +/- 7%, preferably +/- 5% or even +/- 3% or +/- 2% may be added to the value of o entation, in order to present realistic manufacturing tolerances.
  • the invention encompasses a family of possible curves. This is inevitable in view of manufacturing tolerances, since it is very difficult to reproducibly produce a curve that is mathematically perfect.
  • the angle ao entation can be calculated at several points, in order to determine the profile of said impulse face 7b in the manner mentioned above. .
  • FIG. 11 is a standardized graph illustrating a comparison of the speed ratio of the anchor 9 on the escape wheel 3 on a clearance and an impulse, for a conventional exhaust ("Rv Standard Profiles") and a exhaust according to the invention ("Rv Curved profiles”).
  • This graph illustrates both the effect of the shape of the pulse faces 13b, 15b which ensures a constant torque transmission during the pulse phase on the impulse face 7b of a tooth 7, as well as the effect of the curved profile of the teeth 7 of the escape wheel.
  • This graph also illustrates the effect of the curved profile of the impulse face 7b of the teeth 7 of the escape wheel 3. Since this face 7b is curved, the slope of the curve of the speed ratio has a slope. significantly lower than that which occurs in the classic case "Rv Standard Profiles". A detachment can thus be avoided.
  • the anchor 9 and / or the escape wheel 3 described above can, for example, be manufactured by m icro-machining processes, such as the
  • Suitable materials may, for example, be selected from monocrystalline, polycrystalline or amorphous metals (such as steel, nickel-phosphorus, brass or similar), non-metals such as silicon, its oxide, nitride or carbide, alumina in all its forms, diamond (including adamantine carbon), these metals at the metal being monocrystalline or polycrystalline. All these materials may optionally be coated with another hard material and / or anti-friction, such as adamantine carbon or silicon oxide.

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Abstract

Échappement (1) pour pièce d'horlogerie, comprenant : - une roue d'échappement (3) montée pivotante autour d'un axe de rotation correspondant (5) et destinée à être entraînée par une source motrice, ladite roue d'échappement (3) comportant une pluralité de dents (7); - une ancre (9) montée pivotante autour d'un axe de rotation correspondant (11), ladite ancre (9) comprenant une palette d'entrée (13) et une palette de sortie (15), chaque palette (13, 15) comprenant une face de repos (13a, 15a) agencée pour bloquer ladite roue d'échappement (3), ainsi qu'une face d'impulsion (13b, 15b) agencée pour interagir avec ladite roue d'échappement (3) afin de transmettre des impulsions reçus de cette dernière à un organe réglant agencé pour effectuer des oscillations, ladite ancre (9) étant agencée pour libérer ladite roue d'échappement (3) périodiquement sous la commande dudit organe réglant, caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites faces d'impulsion (13b, 15b) est conformée de telle sorte que, sur au moins une partie de ladite face d'impulsion (13b, 15b), et considéré à chaque point de contact (C') entre la roue d'échappement (3) et ladite face d'impulsion (13b, 15b), la tangente de ladite face d'impulsion (13b, 15b) intersecte l'entraxe (12) entre la roue d'échappement (3) et l'ancre (9) selon un angle (αorientation) qui observe une relation particulière.

Description

Description
ECHAPPEMENT D'HORLOGERIE A TRANSMISSION DE COUPLE OPTIMISE Domaine technique
[0001 ] La présente invention se rapport au domaine de l'horlogerie. Elle porte, plus particulièrement, sur un échappement à transmission de couple optimisé.
Etat de la technique
[0002] Un échappement classique, tel qu'un échappement à ancre suisse, à ancre anglais, un échappement Daniels, ou similaire, comporte une ancre qui bloque de manière intermittente une roue d'échappement, et transmet de l'énergie du rouage de finissage à l'organe réglant lorsque la roue est libérée.
Des oscillations de l'organe réglant, tel qu'un balancier-spiral, actionnent l'ancre afin d'effectuer cette libération périodique de la roue d'échappement, et fourn ir à nouveau une impulsion à l'organe réglant pour entretenir ses oscillations.
[0003] À cet effet, l'ancre comporte au moins deux palettes, l'une - d'entrée - se situant en amont par rapport au sens de rotation de la roue d'échappement, l'autre - de sortie - se situant en aval . À chaque alternance de l'organe réglant, la palette qui est engagée avec la roue d'échappement est soulevée, libérant la roue d'échappement et transmettant une impulsion à l'organe réglant par l'intermédiaire d'une face d'impulsion que comporte chaque palette. En même temps, l'autre palette est déplacée dans la trajectoire des dents de la roue d'échappement, et la bloque. Puis, le cycle recommence pour l'autre palette.
[0004] Typiquement, les faces d'impulsion sont constituées par des plans. Bien que ces formes simples soient faciles à fabriquer, la transmission de couple varie le long de la phase d'impulsion, ce qui est néfaste pour le rendement de l'échappement.
[0005] Par ailleurs, de telles faces d'impulsion planes donnent lieu souvent à un décollement de la palette notamment lorsqu'elle effectue la transition de la phase d'impulsion sur la palette à la phase d'impulsion sur la dent, ce qui nuit également au rendement de l'échappement.
[0006] Le document CH702689 décrit un échappement dans lequel la palette de sortie et/ou la palette d'entrée présente une face d'impulsion qui est courbée de telle sorte que, pendant toute une partie de la phase d'impulsion, l'angle défini par les faces d'impulsion de la dent et de la palette au point de contact entre ces faces soit a u pl us ég al à 7° . Ceci représente certes une amélioration par rapport à des faces d'impulsion planes, mais la forme choisie n'élimine pas les variations de la transmission de couple. Une étude de modélisation a montré que la dérivée du rapport de couple entre celui de l'ancre et celui de la roue d'échappement par rapport à l'angle de la roue d'échappement change de signe plusieurs fois, et ledit rapport de couple varie de l'ordre de 25% à 35% le long de la partie concave de la palette. De plus, la partie convexe en début de la face d'impulsion présente un rayon de courbure tout à fait classique, qui résulte des procédés de fabrication actuels, et n'a nullement été optimisé.
[0007] L'objet de la présente invention est donc d'au moins partiellement surmonter les inconvénients mentionnés ci-dessus.
Divulgation de l'invention
[0008] À cet effet, l'invention concerne un échappement pour pièce d'horlogerie. Cet échappement comprend une roue d'échappement montée pivotante autour d'un axe de rotation et destinée à être entraînée par une source motrice, ladite roue d'échappement comportant une pluralité de dents.
[0009] L'échappement comprend en outre une ancre montée pivotante autour d'un axe de rotation, et comprend une palette d'entrée ainsi qu'une palette de sortie. Chaque palette comprend une face de repos agencée pour bloquer ladite roue d'échappement pendant les phases de repos, ainsi qu'une face d'impulsion agencée pour interagir avec ladite roue d'échappement afin de transmettre des impulsions reçues de cette dernière à un organe réglant agencé pour effectuer des oscillations, ladite ancre étant agencée pour libérer ladite roue d'échappement périodiquement sous la commande dudit organe réglant.
[0010] Selon l'invention, au moins l'une, de préférence chacune, desdites faces d'impulsion est conformée de telle sorte que, sur au moins une partie de ladite face d'impulsion, et considérée à chaque point de contact entre la roue d'échappement et ladite face d'impulsion, la tangente de ladite face d'impulsion intersecte l'entraxe entre la roue d'échappement et l'ancre selon un angle qui observe la relation ^ _ i ,C*R+cos(a— 6) *R7 , ,
«orientation = a - COF + tan J ' 2) 0% avec i?2 = ^2 * 5∞2(a) + (-R * cos(a) + L)2
et avec
_ _ 1 ' _ sin( ) \
fl = tan ( /? * LJrr l
[001 1 ] Dans ces équations, tous les angles s'expriment en radians, et
0rientation est l'angle entre ladite tangente et ledit entraxe ;
a est l'angle entre une ligne joignant ledit point de contact et l'axe de rotation de ladite roue d'échappement et ledit entraxe ;
COF est la tangente trigonométrique du coefficient de frottement entre la roue d'échappement et ladite face d'impulsion (c'est-à-dire ίθη(μ) selon la notation habituelle) ;
R est la distance entre l'axe de rotation de ladite roue d'échappement et ledit point de contact, +/- 10% ;
C est le rapport de couple entre celui de l'ancre et celui de la roue d'échappement (c'est-à-dire Cancre Croue) ; et
L est la longueur dudit entraxe.
[0012] Ce faisant, la transmission de couple entre la roue d'échappement et l'ancre est améliorée, puisqu'elle reste constante le long de la phase d'impulsion. Cette transmission constante maximise le couple transmis, améliore le rendement de l'échappement et minimise la perturbation de l'organe réglant. Il faut noter qu'une étude a montré que la forme de la palette du document CH702689 ne correspond pas la forme défin ie ci-dessus, et que la transmission de couple n'est pas substantiellement constante, comme mentionné en préambule. C e c i e st d û principalement (mais pas exclusivement) au fait que l'angle défini par les faces d'impulsion de la dent et de la palette au point de contact entre ces faces est constant et est au plus égal à 7° (de préférence au plus égale à 5°), ce qui ne peut jamais être cohérent avec les équations susmentionnées.
[0013] Si on applique ces équations à un échappement de géométrie conventionnelle, la face d'impulsion de la palette d'entrée est ainsi convexe, et celle de la palette de sortie est concave, sur la partie de chaque face pour laquelle les relations sont valides.
[0014] Avantageusement, la forme d'au moins une partie de chacune desdites faces d'impulsion observe ladite relation, ce qui a pour effet que la transmission de couple est constante pour chaque palette.
[0015] Avantageusement, la roue d'échappement comporte des dents ayant des faces d'impulsion convexes. La transition entre les diverses phases est ainsi lissée, ce qui évite à la palette de décoller de la roue pendant le cycle.
[0016] Dans le même but, l'invention concerne également un échappement qui comprend une roue d'échappement montée pivotante autour d'un axe de rotation et destinée à être entraînée par une source motrice, ladite roue d'échappement comportant une pluralité de dents. L'échappement comprend en outre une ancre montée pivotante autour d'un axe de rotation , et comprend une palette d'entrée ainsi qu'une palette de sortie. Chaque palette comprend une face de repos agencée pour bloquer ladite roue d'échappement ainsi qu'une face d'impulsion agencée pour interagir avec ladite roue d'échappement afin de transmettre des impulsions reçues de cette dernière à un organe réglant agencé pour effectuer des oscillations, ladite ancre étant agencée pour libérer ladite roue d'échappement périodiquement sous la commande dudit organe réglant.
[0017] Selon l'invention, sur au moins une partie d'une face d'impulsion que comporte chacune desdites dents, et considérée à chaque point de contact entre ladite face d'impulsion et une desdites palettes (notamment le bec aval de l'une de ces dernières), la tangente de ladite face d'impulsion intersecte l'entraxe entre la roue d'échappement et l'ancre selon un angle qui observe la relation
«orientation - tan R*sm(a)*(Seuil*a+C-l) ^ +/-10% _
[0018] Dans cette équation,
0rientation est l'angle entre ladite tangente et ledit entraxe ;
- a est l'angle entre une ligne joignant ledit point de contact et l'axe de rotation de ladite roue d'échappement et ledit entraxe ; Seuil est est une valeur d'un seuil de décollement entre la roue d'échappement et l'ancre choisi par exemple par expérimentation ou par modélisation ;
R est la distance entre l'axe de rotation de ladite roue d'échappement et ledit point de contact, +/- 10% ;
C est le rapport de couple entre celui de l'ancre et celui de la roue d'échappement ;
L est la longueur dudit entraxe.
[0019] Ce faisant, un décollement de la palette par rapport à la dent peut être éliminé lorsque la palette effectue la transition de la phase dite « impulsion sur la palette » à la phase « impulsion sur la dent », puisque la forte accélération qui se produit avec des formes typiques de dents est significativement réduite. Puisque la palette reste constamment en contact avec la dent et ne décolle pas, la transmission de couple de la roue d'échappement vers l'ancre, et ainsi le rendement de l'échappement, sont améliorés. Même si le document CH702689 mentionne génériquement que les dents de la roue d'échappement peuvent être légèrement courbes, ceci ne correspond pas à la forme spécifique définie ci-dessus. Par ailleurs, et comme mentionné en préambule, la combinaison de la forme des dents ainsi que celle des palettes est particulièrement susceptible à un décollement lors la transition de la dent entre la face de repos et celui d'impulsion, et ne peut donc jamais être conforme à l'équation susmentionnée.
[0020] Si on applique cette équation à un échappement présentant une géométrie conventionnelle, les faces d'impulsion des dents de la roue d'échappement seront convexes.
[0021 ] Avantageusement, ladite valeur Seuil est une fonction de la première dérivée du rapport de vitesse de l'ancre sur la roue d'échappement lors de l'impulsion sur le bec de ladite palette. Alternativement, cette valeur peut être définie arbitrairement.
[0022] Avantageusement, l'échappement selon l'invention comprend chacune des optimisations susmentionnées, c'est-à-dire celle portant sur les faces d'impulsion des palettes, ainsi que celle portant sur la face d'impulsion des dents de la roue d'échappement.
FEU I LLE RECTI FI ÉE (RÈG LE 91) ISA/ EP [0023] L'invention porte également sur un mouvement d'horlogerie comprenant un échappement comme défini ci-dessus, ainsi que sur une pièce d'horlogerie comprenant un tel mouvement.
Brève description des dessins
[0024] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, d'un mode de réalisation, donné à titre d'exemple et fait en référence aux dessins dans lesquels :
- la figure 1 représente une vue schématique en plan d'un échappement selon l'invention ;
- l a fig u re 2 représente u n e vue ag rand ie d ' u n e dent d e l a rou e d'échappement et de la palette d'entrée ;
- la figure 3 représente une vue agrandie de la palette de sortie ;
- la figure 4 représente une modélisation schématique du point de contact entre l'ancre et la roue d'échappement ;
- la figure 5 représente une vue schématique exagérée du développement de la tangente du profil de la face d'impulsion de la palette d'entrée le long de la phase d'impulsion ;
- la figure 6 représente une vue schématique exagérée du développement de la tangente du profil de la face d'impulsion de la palette de sortie le long de la phase d'impulsion ;
- la figure 7 représente un graphique du développement de la tangente du profil de la face d'impulsion de la palette d'entrée le long de la phase d'impulsion, en termes d'angle et en termes du temps ;
- la figure 8 représente un graphique du développement de la tangente du profil de la face d'impulsion de la palette de sortie le long de la phase d'impulsion, en termes d'angle et en termes du temps ;
- la figure 9 représente une vue schématique exagérée du développement de la tangente du profil de la face d'impulsion d'une dent de la roue d'échappement le long de la phase d'impulsion ;
- la figure 10 représente un graphique du développement de la tangente du profil de la face d'impulsion d'une dent de la roue d'échappement le long de la phase d'impulsion ; et - la figure 1 1 représente un graphique du développement du rapport de vitesse de l 'ancre sur la roue d'échappement au cours de la phase d'impulsion.
Mode(s) de réalisation de l'invention
[0025] La figure 1 illustre un échappement 1 selon l'invention. Cet échappement 1 reprend la forme générale d'un échappement à ancre suisse, dans lequel chaque palette participe à fournir une impulsion à l'organe réglant.
[0026] Comme généralement conn u , l'échappement comporte une roue d'échappement 3, agencée pour être entraînée par une source motrice non illustrée. Cette source motrice peut être par exemple un ressort moteur ou un moteur électrique, qui est en liaison cinématique avec la roue d'échappement 3 par l'intermédiaire d'un rouage de finissage (également non illustré).
[0027] La roue d'échappement 3 est montée pivotante sur un arbre (non illustré), dont l'axe théorique est indiqué par la signe de référence 5. Dans la variante illustrée, les dents de la roue d'échappement 7 comportent chacune une face amonte 7a, qui interagit avec les palettes lorsque la roue d'échappement 3 est bloquée, et une face d'impulsion. Cependant, l'invention s'applique à d'autres formes de roue d'échappement, par exemple à dents pointues (échappement à ancre anglais), ou à des formes moins conventionnelles.
[0028] Les dents 7 de la roue d'échappement 3 interagissent de façon connue avec une ancre 9, qui pivote autour d'un axe de rotation théorique 1 1 . Dans la variante illustrée, cet axe théorique 1 1 coïncide avec un arbre (non illustré), mais une ancre du type « suspendue » comme décrit dans le document CH7081 1 3, ou de n 'importe q uel autre type approprié est également possible. La ligne joignant l'axe de rotation 5 de la roue d'échappement 3 et celui de l'ancre définit un entraxe 12.
[0029] La forme générale de l'ancre 9 illustrée est classique. À cet effet, elle comporte une baguette 9a s'étendant depuis l'axe de rotation 1 1 et se terminant par une fourchette 9c, qui interagit avec un organe réglant (non illustré) de façon connue afin de lui faire osciller avec une périodicité prédéterminée, ce qui ne doit pas être décrit ici en détail. Par ailleurs, une paire de bras 9b s'étendent de part et d'autre de l'axe de rotation 1 1 selon des directions substantiellement perpendiculaires à la baguette 9a, et se terminent par des palettes 13, 15. Il va sans dire que d'autres formes d'ancre moins habituelles peuvent également être utilisées dans le cadre de l'invention.
[0030] Chacun de ces palettes 13, 15 est agencée pour bloquer et pour libérer périodiquement la roue d'échappement, cette dernière étant bloquée par l'une des palettes 13, 15, puis re-bloquée par l'autre, en séquence.
[0031 ] La palette 13 illustrée à droite sur la figure 1 est la palette d'entrée, située en amont par rapport au sens de rotation de la roue d'échappement 3 indiqué par la flèche, et la palette 15, située en aval, est la palette de sortie.
[0032] Dans la variante illustrée, les palettes 13, 15 sont venues d'une pièce avec l'ancre 9, mais l'invention s'applique également à des palettes rapportées sur les bras 9b. Chaque palette 13, 15 comporte, comme généralement connu, une face de repos 1 3a respectivement 15a, et une face d'impulsion 13b respectivement 15b. Les faces de repos 13a, 15a, servent pour bloquer la roue d'échappement 3 pendant des phases de repos, et les faces d'impulsion 13b, 15b coopèrent avec les dents 7 pour transmettre une impulsion à l'ancre et ainsi à l'organe réglant pendant la phase d'impulsion. Chacune de ces dents 7 comporte un bec de repos 7c, qui interagit avec les faces de repos 13a, 15a des palettes 13, 15, ainsi qu'une face d'impulsion oblique 7b. Le bec de repos 7c qui se trouve entre la face amonte 7a et la face d' impu lsion 7b, a insi que cette face d'impulsion 7b, contribuent à transmettre une impulsion à l'ancre 9.
[0033] Dans un échappement typique du genre qui vient d'être défini, les faces de repos 13a, 1 5a sont typiquement des plans, dont l'angle est choisi de telle sorte que, pendant les phases de repos, la force F résultant du contact entre la face de repos 13a, 15a et la dent 7 comprend une composante qui tend à maintenir la palette 13 ou 15, le cas échéant, engagée avec la roue d'échappement 3. Cette force F engendre par conséquent un couple autour de l'axe de rotation 1 1 de l'ancre 9 qui tend à faire pivoter l'ancre dans le sens antihoraire (selon l'orientation de la figure 1 ) lorsque la palette d'entrée 1 3 est engagée, et dans le sens horaire lorsque la palette de sortie 15 est engagée.
[0034] Dans un échappement typique, les faces d'impulsion des palettes 13b, 15b sont typiq uement des plans, ce qu i entraîne, lors des impulsions, une diminution du couple transmis de la roue d'échappement 3 à l'ancre 9 le long de chaque phase d'impulsion. Cette variation de couple est inefficace, et limite le rendement de l'échappement 1 .
[0035] L'invention concerne, par conséquent, principalement la forme des faces d'impulsion 1 3b, 1 5b des palettes 1 3, 1 5, ainsi que celle de la face d'impulsion 7b des dents 7 de la roue d'échappement 3. Puisque les faces actives 13a, 13b, 15a, 15b des palettes ne sont pas, ou au moins ne doivent pas être, planaires, la terminologie de « face » est utilisée au lieu de la formulation habituelle « plan de ... ».
[0036] La figure 4 illustre une modélisation schématique qui peut être utilisée pour calculer la forme des faces d'impulsion des palettes. Dans le diagramme qui constitue cette figure, la relation géométrique entre le point de contact C entre la face d'impulsion 13b de la palette d'entrée et une dent 7 de la roue d'échappement 3, la roue d'échappement 3, et l'entraxe 12 est illustrée.
[0037] Pour que la force F qu'exerce la roue d'échappement 3 sur la palette d'entrée 13 engendre un couple qu i est constant le long de la phase d'impulsion, l'angle a0rientation entre la tangente de la face d'impulsion 13b de la palette d'entrée et l'entraxe 12 doit observer la relation suivante, obtenue en résolvant les forces, à chaque point le long de la phase d'impulsion : aorientation - CL - L ût +
[0038] avec
J?2 = ^R2 * sinz(a) + (-R * cos( r) + L) 2
[0039] et avec fl = tan"1 fi? *
[0040] À la relation qui définit aorientation, on peut ajouter une tolérance de +/- 10%, de préférence +/- 7%, encore de préférence +/- 5% ou même +/- 3% ou +/- 2% afin de présenter des tolérances de manufacture réalistes.
[0041 ] Dans ces équations, tous les angles s'expriment en radians, a est l'angle entre une ligne joignant ledit point de contact et l'axe de rotation de ladite roue d'échappement 3, et ledit entraxe 1 2, défini mathématiquement. Cet angle décroit donc le long de la phase d'impulsion sur la palette d'entrée 13 puisque le point de contact C se rapproche de l'entraxe 12 lorsque la roue d'échappement 3 tourne. COF est la tangente trigonométrique (en radians) du coefficient de frottement entre la roue d'échappement et ladite face d'impulsion, c'est-à-dire ίθη(μ) selon la notation conventionnelle ; R est la distance entre l'axe de rotation de ladite roue d'échappement et ledit point de contact, avec une tolérance de +/- 10%, de préférence +/- 7%, encore de préférence +/- 5% ou même +/- 3% ou +/- 2% afin de présenter des tolérances de manufacture réalistes; C est le rapport de couple entre celui de l'ancre par rapport à celui de la roue d'échappement, c'est-à-dire Ca/iCre/Croue ; et L est la longueur dudit entraxe 12.
[0042] Il faut noter que, au vu de la tolérance sur la valeur de R ainsi que celle sur
0rientation, l'invention englobe une famille de courbes possibles. Ceci est inévitable au vu des tolérances de manufacture, puisqu'il est très difficile de fabriquer, de manière reproductible, une courbe qui soit mathématiquement parfaite.
[0043] Pour la palette de sortie 15, la même relation est également valable, car la géométrie est similaire, le point de contact C se situant bien entendu sur l'autre côté de l'entraxe 12.
[0044] La figure 5 illustre, de façon exagérée, le développement de a0rientation de la face d'impulsion 13b de l a pa lette d 'entrée 1 3 l e long de sa phase d'impulsion. Il est clair que, lorsque la roue d'échappement 3 tourne et le point de contact C évolue selon un arc de cercle, que l'angle a0rientation croit lorsque a décroit pour les raisons expliquées ci-dessus. La figure 7 illustre cette croissance en fonction de l'angle a(t) du point de contact C au cours du temps, et les valeurs de l'angle a0rientation ainsi calculées à une pluralité de points peuvent être utilisées pour définir des tangentes qui peuvent être combinées d'une manière l issée afin de définir la forme de la face d'impulsion 13b de la palette d'entrée 13, sur au moins une partie de sa longueur. Cette partie peut s'étendre sur par exemple au moins 20%, au moins 40%, au moins 50%, au moins 60% ou même au moins 80% or 90% de la longueur de ladite face d'impulsion 13b. D'après ces figures, il est clair que ladite face d'impulsion 13 sera convexe.
[0045] De la même façon, la figure 6 illustre, également de façon exagérée, le développement de a0rientation de la face d'impulsion 15b de la palette de sortie 15 le long de sa phase d'impulsion. Il est clair que, lorsque la roue d'échappement 3 tourne et le point de contact C évolue selon un arc de cercle, que l'angle a0rientation décroit. La figure 8 illustre cette décroissance en fonction de l'angle a du point de contact C ; en effet au cours du mouvement a s'éloigne de l'entraxe or a est strictement négatif au sens trigonométrique, donc a(t) décroit au cours du mouvement. À nouveau, les angles a0nentation ainsi calculés peuvent être utilisés pour définir des tangentes qui peuvent être combinées afin de définir la forme de la face d'impulsion 15b de la palette de sortie 15, sur au moins une partie de sa longueur. Cette partie peut s'étendre sur par exemple au moins 20%, au moins 40%, au moins 50%, au moins 60% ou même au moins 80% ou 90% de la longueur de ladite face d'impulsion 15b. Dans le cas de la palette de sortie 15, l'angle a croît pendant la phase d'impulsion correspondante, puisque le point de contact C s'éloigne de l'entraxe 12. D'après ces figures, il est clair que ladite face d'impulsion 15 sera concave.
[0046] Par le biais de ce qui précède, les formes des plans d'impulsion 13b, 15b, des palettes peuvent être déterminées pour un échappement présentant une géométrie donnée, et ce en tenant compte de la forme des faces d'impulsion 7b d es d ents 7 d e l a ro u e d 'éch a ppement 3, ce qui détermine le développement de la position du point de contact avec les palettes 13, 15 le long des phases d'impulsion.
[0047] Même si les formes des palettes 1 3, 1 5 comme déterminées ci-dessus peuvent être utilisées en l ien avec une roue d'échappement de forme connue, il est avantageux d'adapter la forme des faces d'impulsion 7b de telle sorte qu'un décollement de la palette de la roue d'échappement est évité.
[0048] En effet, dans le cas d'un échappement conventionnel, lorsque la dent 7 de la roue d'échappement 3 effectue la transition depuis la face de repos 13a, 1 5a d'une palette à sa face d'impulsion 1 3b, 1 5b (connu sous le nom « impulsion sur la palette » puisque la dent 7 interagit avec la face d'impulsion 1 3b, 1 5b de la palette), il y a une accélération de la roue d'échappement 3 et de l'ancre 9. Par ailleurs, pendant la dernière partie de la phase d'impulsion, lorsque la dent interagit avec le bec aval 13c, 15c de la palette 13, 15 (connu sous le nom « impulsion sur la dent », puisque c'est le bec aval 13c, 15c de la palette qui interagit avec la dent 7), une deuxième accélération encore plus forte est créée. Si ces accélérations sont trop importantes, la palette 13, 15 peut décoller de la roue d'échappement 3, ce qui a pour effet que le contact entre ces deux éléments est rompu.
[0049] En partant du même modèle illustré dans la figure 4, on peut déterminer le profil de la face d'impulsion 7b des dents 7 de la roue d'échappement qui évite un tel décollement lors de la transition de la face d'impulsion 7b au bec aval 7d.
[0050] D'après la géométrie du contact entre la roue d'échappement 3 et la face d'impulsion 13b, 15b de l'une des palettes, on peut calculer un rapport de couple C entre le couple de l'ancre et le couple de la roue d'échappement en fonction de l'angle a comme suit :
[0051 ] Dans ce cas, aorientation représente l'angle formé entre la tangente de la face d'impulsion 7b de la dent 7 au point de contact C et l'entraxe 12, les autres variables étant comme décrit ci-dessus dans le contexte du profil des faces d'impulsion 13b, 15b des palettes 13, 15. Pour éviter un décollement, il faut que la valeur C soit inférieure à une valeur seuil prédéfini (voir ci-dessous).
[0052] Pendant la phase d'impulsion sur la dent, c'est-à-dire lorsque le bec aval 13c, 15c est en contact avec la face d'impulsion 7b d'une dent 7 de la roue d'échappement 3,
C(a) < Seuil * a + C
[0053] où C est le rapport de couple à ce changement de bec et Seuil est une valeur d'un seuil de décollement calculé par expérimentation ou par modélisation, ou même défini arbitrairement. Plus concrètement, on peut par exemple définir un dérivé limite du rapport de vitesse de l'ancre 9 sur la roue 3, par modélisation. Le paramètre Seuil est tellement influencé par la géométrie de l'échappement, ma is des modélisations ont indiqués qu'une valeur d'au maximum 0.01 , de préférence au maximum 0.005 sont généralement applicables, ou peut servir en tout cas comme points de départ.
[0054] Par conséquent, Seuil * a + C = „ 3(α0Γί6ηίαα071-θ +€0Ρ)
R cos( orientation- +COF)
[0055] et
_ f. -i M*Seuil*a*cos( )+C*R*cos( )+R*cos(a)-L^ aorientation an R*sm(a)*(Seuil*a+C-l)
[0056] À cette relation, on peut ajouter une tolérance de +/- 10%, de préférence +/- 7%, encore de préférence +/- 5% ou même +/- 3% ou +/- 2% à la valeur de o entation, afin de présenter des tolérances de manufacture réalistes. Il faut noter que, au vu de la tolérance sur la valeur de R ainsi que celle sur o entation, l'invention englobe une famille de courbes possibles. Ceci est inévitable au vu des tolérances de manufacture, puisqu'il est très difficile de fabriquer, de manière reproductible, une courbe qui soit mathématiquement parfaite.
[0057] Par conséquent, lorsque a croît le long de la phase d'impulsion, aohentation croît également, de façon approximativement linéaire. Ainsi, le profil de la face d'impulsion 7b des dents 7 est convexe, comme illustré sous forme exagéré sur la figure 9. Le développement de ao entation en fonction de l'angle a est également illustré sur la figure 10.
[0058] À nouveau, comme c'est le cas pour les palettes 13, 15, l'angle ao entation peut être calculé en plusieurs points, afin de déterminer le profil de ladite face d'impulsion 7b de la façon mentionnée ci-dessus.
[0059] La figure 1 1 est un graphique normalisé illustrant une comparaison du rapport de vitesse de l'ancre 9 sur la roue d'échappement 3 sur un dégagement et une impulsion, pour un échappement conventionnel (« Rv Profils standards ») et un échappement selon l'invention (« Rv Profils courbes »). Ce graphique illustre à la fois l'effet de la forme des faces d'impulsion 13b, 15b qui assure une transmission de couple constant pendant la phase d'impulsion sur la face d'impulsion 7b d'une dent 7, ainsi que l'effet du profil courbé des dents 7 de la roue d'échappement.
[0060] En ce qui concerne la transmission de couple constant, en regardant la partie du graphique indiquée par « impulsion sur la palette », pour l'échappement conventionnel, le rapport de vitesse « Rv Profils standards » décroit le long de cette phase, pour les raisons évoquées ci-dessus. Par contre, pour l'échappement selon l'invention, le rapport de vitesse « Rv Profils courbes » reste constant, puisque le rapport de couple reste constant. Il est également clair de ce graph ique que l'intégrale de la fonction « Rv Profils courbes » pendant la phase d'impulsion sur la face est supérieure à cel le de « Rv Profils standards », et que par conséquent plus d'énergie est fournie à l 'ancre pendant cette phase de l ' impulsion . En effet, la valeur Seuil susmentionnée peut être déterminée en considérant la pente voulue pour la ligne « Rv Profils courbes » pendant l'impulsion sur la dent, ce qui représente la première dérivée du rapport de vitesse angulaire.
[0061 ] Ce graphique illustre également l'effet du profil courbé de la face d'impulsion 7b des dents 7 de la roue d'échappement 3. Puisque cette face 7b est courbée, la pente de la courbe du rapport de vitesse présente une pente significativement inférieure à celle qui se présente dans le cas classique « Rv Profils standards ». Un décollement peut ainsi être évité.
[0062] Dans le cas où la forme des plans d'impulsion 7b des dents 7 de la roue d'échappement 3 est droite, la courbe correspondante suivra celle du « Rv
Profils courbes » jusqu'à l'intersection avec la ligne verticale ayant la valeur normalisé 800, et puis sera confondue avec celle de « Rv Profils standards » jusqu'à la fin de la phase d'impulsion.
[0063] Bien que ce profil des faces d'impulsion 7b des dents 7 de la roue d'échappement 3 soit illustré ici en combinaison avec les formes optimisées des palettes 13, 15, il peut néanmoins être utilisé avec des palettes connues, par exemple des palettes présentant des plans standards.
[0064] Des calculs ont montré que la forme des faces d'impulsion 13b, 15b des palettes 13, 15 augmente le rendement d'environ 2 à 3 points, et la forme de la face d'impulsion 7b des dents 7 de la roue d'échappement l'augmente d'environ 2 à 3 p o i n t s supplémentaires. La combinaison des deux optimisations ajoute par conséquent environ 4 à 6 points de rendement à l'échappement.
[0065] L'ancre 9 et/ou la roue d'échappement 3 décrits ci-dessus peuvent, par exemple, être fabriquées par des procédés de m icro-usinage, tel que le
LIGA, l'imprimerie 3D, le masquage et gravure à partir d'une plaque de matériau, de la stéréolithographie, ou similaire. Des matériaux appropriés peuvent, par exemple, être choisis parmi les métaux monocristallins, polycristallins ou amorphes (tels que l'acier, le nickel-phosphore, le laiton ou similaire), des non-métaux tels que le silicium, son oxyde, son nitrure ou sa carbure, l'alumine sous toutes ses formes, le diamant (y compris le carbone adamantin) , ces m até ri a u x no n-métalliques étant monocristallins ou polycristallins. Tous ces matériaux peuvent éventuellement être revêtus d'un autre matériau dur et/ou anti-frottements, tel que le carbone adamantin ou l'oxyde de silicium.
[0066] L'utilisation de ces profils courbes entraîne une amélioration du rendement de l'échappement 1 de l'ordre de 5% si les profils sont adoptés sur les palettes 13, 15 et sur la roue d'échappement 3.
[0067] Bien que l'invention ait été décrite ci-dessus en lien avec des modes de réalisation spécifiques, des variantes supplémentaires sont également envisageables sans sortir de la portée de l'invention comme définie par les revendications.

Claims

Revendications
1 . Échappement (1 ) pour pièce d'horlogerie, comprenant :
- une roue d'échappement (3) montée pivotante autour d'un axe de rotation correspondant (5) et destinée à être entraînée par une source motrice, ladite roue d'échappement (3) comportant une pluralité de dents (7) ;
- une ancre (9) montée pivotante autour d'un axe de rotation correspondant (1 1 ), ladite ancre (9) comprenant une palette d'entrée (13) et une palette de sortie (15), chaque palette (13, 15) comprenant une face de repos (13a, 15a) agencée pour bloquer ladite roue d'échappement (3), ainsi qu'une face d'impulsion (13b, 15b) agencée pour interagir avec ladite roue d'échappement (3) afin de transmettre des impulsions reçues de cette dernière à un organe réglant agencé pour effectuer des oscillations, ladite ancre (9) étant agencée pour libérer ladite roue d'échappement (3) périodiquement sous la commande dudit organe réglant, caractérisé en ce qu'au moins l'une desdites faces d'impulsion (13b, 15b) est conformée de telle sorte que, sur au moins une partie de ladite face d'impulsion (1 3b, 1 5b), et con sidéré à ch aq u e point de contact (C) entre la roue d'échappement (3) et ladite face d'impulsion (13b, 15b), la tangente de ladite face d'impulsion (13b, 15b) intersecte l'entraxe (12) entre la roue d'échappement (3) et l'ancre (9) selon un angle (a0rientation) qui observe la relation :
— 1 ,C*R+cos(a— 6)*R7
"orientation = - COF + tan J ' 2) +/-10% avec i?2 = V^2 * sin2( ) + (-R * cos(rr) + I)2
et avec
Θ = tan-1 (.R * s l(g), Λ) dans laquelle tous des angles s'expriment en radians, et
- 0rientation est l'angle entre ladite tangente avec ledit entraxe (12) ;
a est l'angle entre une ligne joignant ledit point de contact (C) et l'axe de rotation (5) de ladite roue d'échappement et ledit entraxe (12) ;
COF est la tangente trigonométrique du coefficient de frottement entre la roue d'échappement (3) et ladite face d'impulsion (13b, 15b) ; R est la distance entre l'axe de rotation (5) de ladite roue d'échappement (3) et ledit point de contact (C), +/- 10% ;
- C est le rapport de couple entre celu i de l'ancre (9) et celui de la roue d'échappement (3) ;
- L est la longueur dudit entraxe (12).
2. Échappement (1 ) selon la revendication 1 , dans lequel la face d'impulsion (13b) de la palette d'entrée (13) est convexe.
3. Échappement (1 ) selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel la face d'impulsion (15b) de la palette de sortie (15) est concave.
4. Échappement (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la forme d'au moins une partie de chacune desdites faces d'impulsion (13b, 15b) observe ladite relation.
5. Échappement (1 ) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la roue d'échappement (3) comporte des dents (7) ayant des faces d'impulsion (7b) convexes.
6. Échappement (1 ) pour pièce d'horlogerie, comprenant :
- une roue d'échappement (3) montée pivotante autour d'un axe de rotation correspondant (5) et destinée à être entraînée par une source motrice, ladite roue d'échappement (3) comportant une pluralité de dents (7) ;
- une ancre (9) montée pivotante autour d'un axe de rotation correspondant (1 1 ), ladite ancre (9) comprenant une palette d'entrée (13) et une palette de sortie (15), chaque palette (13, 15) comprenant une face de repos (13a, 15a) agencée pour bloquer ladite roue d'échappement (3), ainsi qu'une face d'impulsion (13b, 15b) agencée pour interagir avec ladite roue d'échappement (3) afin de transmettre des impulsions reçues de cette dernière à un organe réglant agencé pour effectuer des oscillations, ladite ancre (9) étant agencée pour libérer ladite roue d'échappement (3) périodiquement sous la commande dudit organe réglant, caractérisé en ce que, sur au moins une partie d'une face d'impulsion (7b) que comporte chacune desdites dents (7), et considéré à chaque point de contact (C) entre ladite face d'impulsion (7b) et une desdites palettes (13, 15), la tangente de ladite face d'impulsion (7b) intersecte l'entraxe (12) entre la roue d'échappement (3) et l'ancre (9) selon un angle (a0rientation) qui observe la relation
® orientation ~ ™n R*Sm(a)*(Seuil*a+C-l) ^ +/-10% dans lequel
Ctorientation est l'angle entre ladite tangente et ledit entraxe (12) ;
- a est l'angle entre une ligne joignant ledit point de contact (C) et l'axe de rotation (5) de ladite roue d'échappement (3) et ledit entraxe (12) ;
Seuil est est une valeur d'un seuil de décollement entre la roue d'échappement (3) et l'ancre (9) ;
R est la distance entre l'axe de rotation (5) de ladite roue d'échappement (3) et ledit point de contact (C), +/- 10% ;
- C est le rapport de couple entre celui de l'ancre (9) et celui de la roue d'échappement (3) ;
- L est la longueur dudit entraxe (12).
7. Échappement (1 ) selon la revendication précédente, dans lequel la roue d'échappement (3) comporte des dents (7) ayant des faces d'impulsion (7b) convexes.
8. Échappement (1 ) selon l'une des revendications 6 et 7, dans lequel ladite valeur Seuil est une fonction de la première dérivée du rapport de vitesse de l'ancre (9) sur la roue d'échappement (3) lors de l'impulsion sur le bec de ladite palette (13, 15).
9. Échappement (1 ) selon l'une des revendications 1 à 4 et selon l'une des revendications 6 à 8.
10. Mouvement d'horlogerie comprenant un échappement (1 ) selon l'une des revendications précédentes.
1 1 . Pièce d'horlogerie comprenant un mouvement selon la revendication 10.
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