EP3570117A1 - Mécanisme d'échappement pour pièce d'horlogerie - Google Patents

Mécanisme d'échappement pour pièce d'horlogerie Download PDF

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EP3570117A1
EP3570117A1 EP18172526.8A EP18172526A EP3570117A1 EP 3570117 A1 EP3570117 A1 EP 3570117A1 EP 18172526 A EP18172526 A EP 18172526A EP 3570117 A1 EP3570117 A1 EP 3570117A1
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EP
European Patent Office
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anchor
rotation
regulating member
pallet
escapement
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18172526.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
M. Dominique RENAUD
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Dominique Renaud SA
Original Assignee
Dominique Renaud SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Dominique Renaud SA filed Critical Dominique Renaud SA
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Priority to EP18195289.6A priority patent/EP3557335A1/fr
Priority to EP19718355.1A priority patent/EP3781993B1/fr
Priority to JP2021506052A priority patent/JP7428695B2/ja
Priority to US17/048,325 priority patent/US11860575B2/en
Priority to CN201980040147.4A priority patent/CN112334843B/zh
Priority to PCT/EP2019/059890 priority patent/WO2019201977A1/fr
Priority to JP2020564263A priority patent/JP7292571B2/ja
Priority to EP19722926.3A priority patent/EP3794412B1/fr
Priority to US17/055,330 priority patent/US11860576B2/en
Priority to CN201980039495.XA priority patent/CN112262349B/zh
Priority to PCT/EP2019/062338 priority patent/WO2019219679A1/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. More particularly, it relates to a free escapement mechanism combining a direct exhaust and an indirect escape pattern.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such an exhaust mechanism.
  • Anchor escapements are certainly the most common category of escapements in mechanical clockwork, at least in the so-called free escapement class.
  • a regulating member typically of the pendulum or balance sprung-balance type
  • an anchor escapement makes it possible to maintain the oscillations of said regulating member by transmitting, by regular pulses, at a determined frequency, a fraction of mechanical energy of the mechanical energy source of a said clock mechanism, usually comprising a barrel spring at least.
  • the escapement also makes it possible to count the oscillations of the regulating organ and hence to count the time.
  • anchor escapements Numerous variations of anchor escapements have been proposed in the state of the art and are well known to those skilled in the art in the field of watchmaking. Their limitations, just as well known, are mainly a propensity to disturb the isochronism of the oscillations of the regulating organ due to successive shocks and friction between the anchor and the regulating member on the one hand and the anchor and the mobile exhaust on the other hand, and a low mechanical efficiency, mainly for the same reasons. Indeed, it is usually considered that an anchor escapement transmits to the regulator member only a limited amount of the motive force that it receives from the drive source.
  • Anchor escapements are however acclaimed for their reliable operation and are also self-starting.
  • Robin anchor mechanisms have the advantage of better performance than Swiss lever escapement mechanisms.
  • the Robin exhaust is an exhaust that combines the advantages of the escapement escapement (high efficiencies and direct transmission of energy between the escape wheel and the balance) to those of the anchor escapement (better operating safety) . It is a direct impulse escapement of the escapement mobile to the balance wheel, the anchor of the exhaust mechanism constituting essentially a rocker equipped with two pallets of rest and which switches between two extreme rest positions of the escape wheel in outside the pulse phases.
  • the object of the present invention is also to provide an anchor escapement which combines the respective advantages of Swiss anchor escapements in terms of reliability and self-starting and those of direct impulse exhausts, in particular of the Robin type.
  • the invention also aims to provide a perfectly secure exhaust against shocks and risks of induced shutdown of the regulating member, even in case of micro-pulses.
  • the purpose of the invention is to propose a timepiece comprising such an escape mechanism.
  • the present invention proposes an anchor escapement mechanism according to claim 1, as well as a timepiece provided with such an escapement and defined in claim 9.
  • the escapement mechanism of the invention is however characterized with respect to the known escapements of the prior art in that it associates and combines with the conventional trace of a direct escapement a trace portion of an indirect escapement, as in a classic Swiss lever escapement.
  • the escape mechanism of the invention is such that at least one of the entry or exit pallets comprises, in the extension of its rest plane, an inclined plane arranged for provide an indirect pulse to said regulating member during a movement of said pallet in the path C of the escapement mobile rotation of the anchor on its axis.
  • the escapement mechanism of the invention has a "hybrid" character resulting from the combination of traces of a Swiss anchor escapement, which provides pulling and is self-starting, with the drawing of a direct free exhaust, as for example a Robin type exhaust. This greatly simplifies the setting and the implementation of a direct free escapement by a "dose" of Swiss anchor escape route, known, mastered and tested for centuries by watchmakers, without affecting essentially the performances , including efficiency, such a direct free exhaust.
  • the ends of said inclined plane delimit with respect to said axis of rotation of the anchor an angle ⁇ , which is advantageously between 0.5 and 5 °, preferably between 0.5 and 2 °.
  • the fork comprises two horns separated by a notch and is devoid of dart or the like.
  • Anti-rollover securing of the anchor relative to the regulating member is advantageously achieved by the arrangement of said horns of the symmetrical fork with respect to a straight line passing through the axis of rotation of the anchor and the center of the notch and extending from said notch in a circular arc radius of curvature R1, slightly greater than the radius of gyration of the ankle, and having at their free end a stud or finger protruding perpendicular to the median plane of the anchor in which extend the horns.
  • the mechanism also comprises, in a particular embodiment, a circular collar adapted to be secured to said regulator member, said collar being centered on the axis of rotation of said regulating member, the pin being integrated into said flange so that it moves without contact along an inner face of said horns during the rest phases of the escapement mobile.
  • the flange whose geometry may vary, has the function of providing a contact surface to the pads in case of shock during the additional arc of the regulator, said pads then abutting either on the inside or on the outside said flange.
  • the radius of curvature R1 is between 0.5 and 1.5 cm.
  • said flange has free ends beveled in a vertical plane or curved.
  • the present invention also provides in a second object a timepiece comprising an exhaust mechanism as previously stated, arranged to cooperate with a regulating member which are integral said pin and said pulse pallet.
  • the timepiece of the invention may comprise a balance spring-type or resonator-type regulator member rotatably mounted on a virtual knife pivot (x).
  • the present invention proposes a free escapement mechanism 1 of a new kind, designed and arranged to exploit and combine, in a direct-impulse free exhaust, the advantages of reliability, simplicity of adjustment and self-starting of a Swiss lever escapement well known to watchmakers for decades.
  • FIG. figure 1 A particular embodiment of such an exhaust mechanism 1 is shown in FIG. figure 1 , corresponding to the dead point of the exhaust 1.
  • the exhaust mechanism 1 is structurally similar to a type Robin exhaust but modified in various aspects as described below.
  • the exhaust mechanism comprises an escapement wheel 2 provided with pointed teeth 3 and rotatably mounted about a first axis of rotation X1.
  • this escapement mobile 2 is associated with an exhaust pinion (not shown) through which the escapement wheel 2 is coupled to the finishing gear and the driving source of a watch movement, for example a spring barrel, which thus transmits a driving torque to the escapement mobile 2, that it distributes sequentially to a regulating member 5 mounted to rotate about a second axis of rotation X2, in cooperation with an anchor 4, itself same mobile in rotation about a third axis of rotation X3, the axes of rotation X1, X2, X3 being parallel to each other.
  • a regulating member 5 mounted to rotate about a second axis of rotation X2
  • an anchor 4 itself same mobile in rotation about a third axis of rotation X3, the axes of rotation X1, X2, X3 being parallel to each other.
  • the regulating member 5 may consist of a spiral balance well known to those skilled in the watchmaking art or any other oscillating regulating organ, such as for example a knife resonator (x) as proposed by the applicant in the patent application WO 2016/012281 .
  • the anchor 4 acts as a rocker and comprises a board 41 on which are arranged an inlet pallet 10 and an outlet pallet 11, each having a rest plane 10p, 11p intended to alternately form a resting surface in abutment for the teeth 3 of the escapement mobile 2 in two extreme positions in rotation of the anchor 4 about its axis X3, said rest positions.
  • said anchor comprises a fork 43 disposed at the end of an arm 42 extending from the plate 41 along a straight line connecting the axis rotation X3 of the anchor 4 to the axis of rotation X2 of the regulating member 5.
  • the fork 43 comprises two horns 44, 45 separated by a notch 46 and devoid of dart, finger, or anti-rollover safety element similar. These horns 44, 45 are symmetrical with respect to the line connecting, in neutral, the axis of rotation X3 and the axis X2 of the regulator, which also passes through the center of the notch 46.
  • the anchor 4 cooperates with this fork 43, more particularly at its notch 46, with a pin 6 mounted integral with the regulating member 5, for example a coaxial plate of said regulating member 5 and which is further secured to a direct pulse pallet 9 which is propelled, at each alternation of the regulator 5 by a tooth 3 of the escapement 2.
  • the anchor stroke is limited by two pins 7, 8 which limit the angle A of travel of the anchor 4 between 5 and 6 ° with respect to the axis X3 of the anchor 4.
  • the entry pallet 10 and the output pallet 11, in any case at least the output pallet 11, comprise, in the extension of their respective rest plane 10p, 11p, an inclined plane 10i, 11i arranged for provide an indirect pulse to the regulating member 5 when said pallets 10, 11 intersect the trajectory C defined by the end of the teeth 3 of the escapement wheel 2 in rotation, during the rotation of the anchor 4 on its axis X3 between the two rest positions.
  • inclined planes 10i, 11i are advantageously formed on the resting pallets 10, 11 so that an angle ⁇ , called a micro-pulse angle, of a value of between 0.5 ° and 5 °, more particularly in The example shown between 1 ° and 2 °, preferably of the order of 1.5 ° is formed between its ends and the axis of rotation X3 of the anchor 4.
  • ⁇ called a micro-pulse angle
  • the pallets 10, 11 of the inlet and the outlet of the anchor 4 are advantageously fitted on the plate 41 so that the functions of rest and clearance of the anchor vis-à-vis the mobile of escapement 2, as well as the stroke safety of the latter vis-à-vis said pallets are optimized.
  • the pallets 10, 11 are thus positioned such that, in the rest positions, a first of the vanes is in contact with a tooth 3 of the escape wheel on its rest plane over a distance defining an angle ⁇ of rest of the order 2 ° to the axis of rotation X3 of the anchor while the other of pallets is spaced from the circle C of the escapement mobile a distance forming a safety angle ⁇ to the passage of the teeth 3 of the order 1.5 ° to the axis of rotation X3.
  • the pallets 10, 11 provide by their configuration and positioning, a slight draw, their inclined planes 10i, 11i providing a self-starting character to the mechanism of the invention and the micro-pulse at each alternation, characteristics of a Swiss anchor escapement.
  • an essential condition of the mechanism of the invention is defined such as: ⁇ 2 - ⁇ ⁇ ⁇
  • the escapement mechanism 1 of the invention proposes an anti-rollover safety device formed in a conjugated manner on the fork 43 of the anchor 4 and the regulating member 2, more particularly a flange secured to the regulating member 5.
  • the fork 43 of the anchor 4 is devoid of stinger between its horns 44, 45.
  • the low angular path traveled by the anchor 4 does not allow to consider as originally planned in the exhaust Robin , the implementation of such a sting cooperating a small balance plate according to the usual form of a Swiss lever escapement for example, the difficulty of adjusting the exhaust to avoid the risk of jamming being too important for servicing the exhaust at the industrial level.
  • the fork 43 of the anchor 4 of the mechanism 1 of the invention comprises two horns 44, 45 symmetrical with respect to a line passing through the axis of rotation X3 of the anchor and the center of the notch 46 and which extend from said notch 46 in an arc of a circle of radius of curvature R1, advantageously between 0.5 and 1.5 cm or more empirically slightly greater than the radius of gyration of the peg 6 secured to the regulating member 5 by relative to the axis of rotation X2 thereof.
  • Said horns 44, 45 further include at their free end a stud or finger 44e, 45e cylindrical protruding perpendicular to the median plane of the anchor 4 in which the plate 41, the arm 42 and the fork 43 extend.
  • the studs could have another geometry as well.
  • the horns 44, 45 thus form a guiding body of said peg 6 during the rest phases on the whole of the angular amplitude in rotation of the regulating member 5 if this is reduced and the oscillation frequency is high or almost the entire additional arc rotating said regulator member 5 if it is of the conventional balance spring type.
  • the anti-rollover device also comprises a circular collar 12 extending on either side of the pin 6 on the regulating member 5. Said collar 12 is centered on the axis X2 of rotation of the regulating organ.
  • the pin 6 is integrated in said flange so that it moves, normally without contact, along an inner face of said horns during the rest phases of the escapement mobile 2.
  • the total length of the flange 12 is preferably substantially equal to the total distance between the studs 44e, 45e of said horns 44, 45.
  • returns ( figures 18 , 21 ) of the flange 12 and the pin 6 between the horns in a normal operating configuration is provided by the free ends of the flange 12 which are advantageously bevelled in a vertical plane in order to pass said studs 44e, 45e to return between the horns 44, 45 after having possibly switched to the outside of the horns during the previous alternation.
  • This arrangement and conformation of the horns 44, 45 and the flange 12 thus provides optimum safety against possible overturning without adversely affecting the operation of the escapement mechanism 1.
  • FIGS. 4 to 15 represent the different operating phases of the escapement mechanism of the invention on two successive alternations of the regulating member 5 the respective directions of rotation of the escapement wheel 2, the anchor 4 and said regulator member being represented by arrows F1, F2, F3 on a first alternation respectively and arrows F4, F5, F6 on a second alternation respectively.
  • the figure 4 represents the mechanism 1 in the release position.
  • the peg 6 is in the notch 46 of the fork 43 of the anchor 4 and under the action of the regulating member 5 in rotation along F3 leaves the bearing against the pin 8 along F2, passing through the dead point to halfway ( figure 1 ) to arrive ( figure 5 ) in the indirect micro-pulse position via the input pallet 10.
  • the regulator 5 receives ( figure 6 ) its direct impulse to the pallet 9 by the escape wheel at the end of which ( figure 7 ) the fork falls ( figure 8 ) against the pin 7 and the anchor 4 is in the rest position, a tooth 3 of the escapement wheel 2 resting on the rest plane of the output pallet 11.
  • the regulating member 5 then travels its supplementary arc ( figure 9 ) and the anchor 4 is pulled by its output pallet 11 against the pin 7.
  • the regulating member 5 then returns in the opposite direction along F6 towards the release position ( figure 10 ) on the second alternation, thus releasing the anchor 4 of the pin 7, the pivoting anchor F5. then, passing through the neutral ( figure 11 ) undergoes a second indirect micro-pulse on the output pallet 11 ( figure 12 ) while the mobile exhaust is released in rotation following F4, after which the anchor 4 drops on the pin 8 ( figure 13 ), then reaching the second rest position ( Figure 14 ) or a tooth 3 of the escapement mobile abuts on the rest plane of the input pallet 10. The regulating member 5 then continues its course along F6 by making a blow to the end of its second alternation to then return next F1 to the release position of the figure 4 .
  • the escapement mechanism 1 of the invention thus provides a direct escape with a hybrid layout including indirect micro-pulses and a slight draw like a Swiss lever escapement in a Robin-type direct exhaust configuration without essentially disturbing the parameters and performance benefits of it but simplifying and reliable implementation, while providing optimum operational safety.

Abstract

La présente invention concerne un mécanisme d'échappement (1) direct comportant un mobile d'échappement (2) doté d'une série de dents (3) périphériques munies, et une ancre (4), comportant une palette d'entrée (10) et une palette de sortie (11) comportant chacune un plan de repos (10p, 11p) et comportant en outre une fourchette (43). Il comporte également une cheville (6) apte à être solidarisée à un organe régulateur (5) pour coopérer à chaque alternance dudit organe régulateur (5) avec la fourchette (43) de l'ancre afin de dégager au moins partiellement ladite ancre du mobile d'échappement (2) ainsi qu'au moins une palette d'impulsion (9) apte à être solidarisée audit organe régulateur (5) pour coopérer avec une dent (3) du mobile d'échappement pour transmettre une impulsion directe audit organe régulateur (5). De façon caractéristique, au moins une des palettes d'entrée ou de sortie (11) comporte, dans le prolongement de son plan de repos (10p, 11p), un plan incliné (10i, 11i) agencé pour procurer une impulsion indirecte audit organe régulateur (5) lors d'un déplacement de ladite palette dans la trajectoire C du mobile d'échappement (3) par rotation de l'ancre (3) sur son axe (X3).L'invention concerne également une pièce d'horlogerie munie d'un tel mécanisme d'échappement.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un mécanisme d'échappement libre combinant un tracé d'échappement direct et d'échappement indirect.
  • L'invention concerne également une pièce d'horlogerie comportant un tel mécanisme d'échappement.
    • Etat de la technique
  • Les échappements à ancre constituent très certainement la catégorie d'échappements la plus commune dans les mécanismes d'horlogerie mécanique, à tout le moins dans la classe des échappements dits libres. Associé à un organe régulateur, typiquement de type pendule ou ensemble balancier-spiral, un échappement à ancre permet d'entretenir les oscillations dudit organe régulateur en lui transmettant par des impulsions régulières, à une fréquence déterminée, une fraction d'énergie mécanique de la source d'énergie mécanique d'un dit mécanisme horloger, comportant usuellement un ressort de barillet au moins. Simultanément, l'échappement permet également de compter les oscillations de l'organe régulateur et, partant, de compter le temps.
  • De très nombreuses variations d'échappements à ancre ont été proposées dans l'état de la technique et sont bien connues de l'Homme de l'art dans le domaine de l'horlogerie. Leurs limitations, tout aussi bien connues, sont principalement une propension à perturber l'isochronisme des oscillations de l'organe régulateur en raison des chocs et frottements successifs entre l'ancre et l'organe régulateur d'une part ainsi que l'ancre et le mobile d'échappement d'autre part, ainsi qu'un faible rendement mécanique, principalement pour les mêmes raisons. En effet, on considère usuellement qu'un échappement à ancre ne transmet à l'organe régulateur qu'une quantité limitée de la force motrice qu'il reçoit de la source motrice.
  • Les échappements à ancre sont en revanche plébiscités pour leur fiabilité de fonctionnement et sont en outre auto-démarrant.
  • Les mécanismes à ancre de type Robin présentent l'intérêt d'un meilleur rendement que les mécanismes d'échappement à ancre suisse. L'échappement Robin est un échappement qui combine les avantages de l'échappement à détente (hauts rendements et transmission directe d'énergie entre la roue d'échappement et le balancier) à ceux de l'échappement à ancre (meilleure sécurité de fonctionnement). C'est un échappement à impulsion directe du mobile d'échappement au balancier, l'ancre du mécanisme d'échappement constituant essentiellement une bascule munie de deux palettes de repos et qui bascule entre deux positions de repos extrêmes de la roue d'échappement en dehors des phases d'impulsion.
  • Toutefois, l'angle de levée de l'ancre Robin est très réduit (de l'ordre de 5°) comparativement aux ancres suisse classiques (de l'ordre de 15° environ), ce qui rend difficilement applicable la solution de sécurisation habituelle de ces dernières par dard et plateau. Pour cela des solutions alternatives ont été proposés dans les documents EP 1 122 617 B1 et EP 2 444 860 A1 ou encore EP 2 407 830 B1 . Ces mécanismes d'échappement Robin et dispositifs de sécurisation associés sont cependant délicats à mettre en oeuvre.
  • Le but de la présente invention est aussi de procurer un échappement à ancre qui combine les avantages respectifs des échappements à ancre suisse en termes de fiabilité et d'auto-démarrage et ceux des échappements à impulsion directe, notamment de type Robin.
  • L'invention a également pour but de proposer un échappement parfaitement sécurisé contre les chocs et les risques d'arrêt induit de l'organe régulateur, même en cas de micro-impulsions.
  • L'invention à enfin pour but de proposer une pièce d'horlogerie comportant un tel mécanisme d'échappement.
    • Divulguation de l'invention
  • A cet effet, la présente invention propose un mécanisme d'échappement à ancre selon la revendication 1, ainsi qu'une pièce d'horlogerie munie d'un tel échappement et définie à la revendication 9.
  • L'invention propose ainsi selon un premier objet un mécanisme d'échappement direct pour pièce d'horlogerie, comportant, de façon connue en soit pour l'horloger:
    • un mobile d'échappement, mobile en rotation autour d'un premier axe de rotation et doté d'une série de dents périphériques, lesdites dents définissant par leurs extrémités lors de la rotation du mobile d'échappement une trajectoire circulaire C, et
    • une ancre, mobile en rotation autour d'un second axe de rotation entre deux positions de repos extrêmes délimitées par des goupilles, ladite ancre comportant une palette d'entrée et une palette de sortie comportant chacune un plan de repos et agencées sur l'ancre de telle sorte que chaque palette coopère en butée avec une dent du mobile d'échappement en chaque dite position de repos, ladite ancre comportant en outre une fourchette, et
    • au moins une cheville apte à être solidarisée à un organe régulateur pivotant autour d'un troisième axe de rotation pour coopérer à chaque alternance dudit organe régulateur avec la fourchette de l'ancre afin de dégager au moins partiellement ladite ancre du mobile d'échappement,
    • au moins une palette d'impulsion apte à être solidarisée audit organe régulateur pour coopérer avec une dent du mobile d'échappement pour transmettre une impulsion directe audit organe régulateur.
  • Le mécanisme d'échappement de l'invention se caractérise toutefois par rapport aux échappements connus de l'art antérieur en ce qu'il associe et combine au tracé classique d'un échappement direct une portion de tracé d'un échappement indirect, comme dans un échappement à ancre suisse classique. A cet effet, le mécanisme d'échappement de l'invention est tel qu'au moins une des palettes d'entrée ou de sortie comporte, dans le prolongement de son plan de repos, un plan incliné agencé pour procurer une impulsion indirecte audit organe régulateur lors d'un déplacement de ladite palette dans la trajectoire C du mobile d'échappement par rotation de l'ancre sur son axe.
  • Le mécanisme d'échappement de l'invention présente un caractère « hybride » résultant de la combinaison des tracés d'un échappement à ancre suisse, qui procure du tirage et est auto-démarrant, avec le tracé d'un échappement libre direct, comme par exemple un échappement de type Robin. On simplifie ainsi grandement le réglage et la mise en oeuvre d'un échappement libre direct par une « dose » de tracé d'échappement à ancre suisse, connu, maitrisé et éprouvé depuis des siècles par les horlogers, sans pour autant affecter essentiellement les performances, notamment de rendement, d'un tel échappement libre direct.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, les extrémités dudit plan incliné délimitent par rapport audit axe de rotation de l'ancre un angle β, lequel est avantageusement compris entre 0,5 et 5°, de préférence entre 0.5 et 2°.
  • Selon une caractéristique particulière de l'invention, la fourchette comporte deux cornes séparées par une encoche et est dépourvue de dard ou analogue. La sécurisation anti-renversement de l'ancre par rapport à l'organe régulateur est avantageusement réalisée par la disposition desdites cornes de la fourchette symétriques par rapport à une droite passant par l'axe de rotation de l'ancre et le centre de l'encoche et s'étendant depuis ladite encoche suivant un arc de cercle de rayon de courbure R1, légèrement supérieur au rayon de giration de la cheville, et comportant à leur extrémité libre un plot ou doigt faisant saillie perpendiculairement au plan médian de l'ancre dans lequel s'étendent les cornes.
  • De manière complémentaire aux cornes de l'ancre ainsi réalisées le mécanisme comporte également selon une réalisation particulière une collerette circulaire apte à être solidarisée audit organe régulateur, ladite collerette étant centrée sur l'axe de rotation dudit organe régulateur, la cheville étant intégrée dans ladite collerette de telle sorte qu'elle se déplace sans contact le long d'une face interne desdites cornes lors des phases de repos du mobile d'échappement.
  • En pratique, la collerette, dont la géométrie pourra varier, a pour fonction de procurer une surface de contact aux plots en cas de choc lors de l'arc supplémentaire du régulateur, lesdits plots venant alors buter soit sur l'intérieur soit sur l'extérieur de ladite collerette.
  • De préférence, le rayon de courbure R1 est compris entre 0.5 et 1.5 cm.
  • Dans une forme de réalisation particulière, ladite collerette présente des extrémités libres biseautées suivant un plan vertical ou incurvées.
  • La présente invention propose également dans un second objet une pièce d'horlogerie comportant un mécanisme d'échappement tel que précédemment énoncé, agencé pour coopérer avec un organe régulateur duquel sont solidaires ladite cheville et ladite palette d'impulsion.
  • Selon des variantes de réalisation, la pièce d'horlogerie de l'invention peut comporter un organe régulateur de type balancier-spiral ou de type résonateur monté mobile en rotation sur un pivot virtuel à couteau(x).
    • Brève description des dessins
  • D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lequel :
    • La figure 1 représente un mécanisme d'échappement selon l'invention et d'organe régulateur associé tel qu'un balancier représenté schématiquement, dans une position dite de « point-mort », hors impulsion ou repos;
    • La figure 2 représente un agrandissement de l'extrémité d'une palette de repos de l'ancre du mécanisme d'échappement de la figure 1 ;
    • La figure 3 représente en agrandissement le mécanisme d'échappement de la figure 1 avec les différents angles déterminant la condition d'auto-démarrage de l'échappement selon la construction du mécanisme de l'invention ;
    • Les figures 4 à 9 représentent les différentes phases de fonctionnement du mécanisme d'échappement de l'invention sur une première alternance ;
    • Les figures 10 à 16 représentent les différentes phases de fonctionnement du mécanisme d'échappement de l'invention sur une second alternance, correspondant à un « coup perdu » ;
    • Les figures 17 à 21 représentent différentes positions de sécurisation du dispositif anti-renversement du mécanisme d'échappement de l'invention lors de deux alternances successives.
    Modes de réalisation de l'invention
  • La présente invention propose un mécanisme d'échappement libre 1 d'un genre nouveau, conçu et agencé pour exploiter et combiner, dans un échappement libre à impulsion directe, les avantages de fiabilité, simplicité de réglage et d'auto-démarrage d'un échappement à ancre suisse bien connu des horlogers depuis des décennies.
  • Un exemple particulier de réalisation d'un tel mécanisme d'échappement 1 est représenté à la figure 1, correspondant au point mort de l'échappement 1. De façon générale le mécanisme d'échappement 1 s'apparente structurellement à un échappement de type Robin mais modifié sur différents aspects comme décrit par la suite. Le mécanisme d'échappement comporte un mobile d'échappement 2 muni de dents pointues 3 et monté mobile en rotation autour d'un premier axe de rotation X1. De façon classique, ce mobile d'échappement 2 est associé à un pignon d'échappement (non représenté) par lequel le mobile d'échappement 2 est accouplé au rouage de finissage et la source motrice d'un mouvement horloger, par exemple un ressort de barillet, qui transmet ainsi un couple moteur au mobile d'échappement 2, que celui-ci distribue séquentiellement à un organe régulateur 5 monté mobile en rotation autour d'un second axe de rotation X2, en coopération avec une ancre 4, elle-même mobile en rotation autour d'un troisième axe de rotation X3, les axes de rotations X1, X2, X3 étant parallèles entre eux. L'organe régulateur 5 peut être constitué d'un balancier-spiral bien connu de l'homme du métier horloger ou tout autre organe régulateur oscillant, comme par exemple un résonateur à couteau(x) tel que proposé par le déposant dans la demande de brevet WO 2016/012281 .
  • L'ancre 4 fait office de bascule et comporte une planche 41 sur lequel sont agencées une palette d'entrée 10 et une palette de sortie 11, présentant chacune un plan de repos 10p, 11p destiné à former alternativement une surface de repos en butée pour les dents 3 du mobile d'échappement 2 en deux positions extrêmes en rotation de l'ancre 4 autour de son axe X3, dites positions de repos. Afin d'actionner le pivotement de l'ancre 4 d'une position de repos à la suivante ladite ancre comporte une fourchette 43 disposée à l'extrémité d'un bras 42 s'étendant depuis le plateau 41 suivant une droite reliant l'axe de rotation X3 de l'ancre 4 à l'axe de rotation X2 de l'organe régulateur 5. La fourchette 43 comporte deux cornes 44, 45 séparées par une encoche 46 et dépourvue de dard, doigt, ou élément de sécurité anti-renversement analogue. Ces cornes 44, 45 sont symétriques par rapport à la droite reliant, au point mort l'axe de rotation X3 et l'axe X2 du régulateur, qui passe aussi par le centre de l'encoche 46. L'ancre 4 coopère par cette fourchette 43, plus particulièrement au niveau de son encoche 46, avec une cheville 6 montée solidaire de l'organe régulateur 5, par exemple d'un plateau coaxial dudit organe régulateur 5 et duquel est en outre solidaire une palette d'impulsion directe 9 qui est propulsée, à chaque alternance du régulateur 5 par une dent 3 du mobile d'échappement 2. La course de l'ancre est limitée par deux goupilles 7, 8 qui limitent l'angle À de parcours de l'ancre 4 entre 5 et 6° par rapport à l'axe X3 de l'ancre 4.
  • Conformément à l'invention, et représenté en détail aux figures 2 et 3, la palette d'entrée 10 et la palette de sortie 11, en tout état de cause au moins la palette de sortie 11, comportent, dans le prolongement de leur plan de repos respectif 10p, 11p, un plan incliné 10i, 11i agencé pour procurer une impulsion indirecte à l'organe régulateur 5 lorsque lesdites palettes 10, 11 croisent la trajectoire C définit par l'extrémité des dents 3 du mobile d'échappement 2 en rotation, lors de la rotation de l'ancre 4 sur son axe X3 entre les deux positions de repos. Ces plans inclinés 10i, 11i sont avantageusement formés sur les palettes de repos 10, 11 de telle sorte qu'un angle β, dit de micro-impulsion, d'une valeur comprise entre 0,5° et 5°, plus particulièrement dans l'exemple représenté entre 1° et 2°, de préférence de l'ordre de 1,5° soit formé entre ses extrémités et l'axe de rotation X3 de l'ancre 4.
  • De plus, les palettes 10,11 d'entrée et de sortie de l'ancre 4 sont avantageusement ajustées sur le plateau 41 de telle sorte que les fonctions de repos et de dégagement de l'ancre vis-à-vis du mobile d'échappement 2, ainsi que la sécurité de course de celui-ci vis-à-vis des dites palettes soient optimisées. En référence à la figure 2, les palettes 10, 11 sont ainsi positionnées telles que dans les positions de repos une première des palettes soit en contact avec une dent 3 du mobile d'échappement sur son plan de repos sur une distance définissant un angle α de repos de l'ordre de 2° à l'axe de rotation X3 de l'ancre alors que l'autre de palettes est écartée du cercle C du mobile d'échappement d'une distance formant un angle ε de sécurité au passage des dents 3 de l'ordre de 1,5° à l'axe de rotation X3.
  • De plus, les palettes 10, 11 procurent par leur configuration et positionnement, un léger tirage, leurs plans inclinés 10i, 11i procurant un caractère auto-démarrant au mécanisme de l'invention et la micro-impulsion à chaque alternance, caractéristiques d'un échappement à ancre suisse.
  • Concrètement, il est nécessaire pour que le mécanisme 1 démarre de lui-même sous le couple du mobile d'échappement 2 que, depuis la position de repos, le parcours jusqu'au point mort (soit le demi angle de total de déplacement de l'ancre) positionne un plan incliné dans la trajectoire C et non sur une zone de repos. De plus, le passage d'une palette à l'autre nécessite également que la sécurité palette-échappement soit plus petite que le demi-angle de parcours de l'ancre 4. Ainsi, une condition essentielle du mécanisme de l'invention est définie telle que : λ 2 − ε ≤ β
    Figure imgb0001
  • On obtient ainsi réellement un échappement de tracé combiné ou conjugué entre un échappement à ancre suisse et un échappement direct de type Robin,
  • Pour éviter les risques de renversement ou d'arc-boutement rencontrés avec les sécurités de type dard comme dans l'échappement Robin, le mécanisme d'échappement 1 de l'invention propose un dispositif de sécurité anti-renversement formé de manière conjuguée sur la fourchette 43 de l'ancre 4 et sur l'organe régulateur 2, plus particulièrement une collerette rendue solidaire de l'organe régulateur 5. Comme précédemment indiqué, la fourchette 43 de l'ancre 4 est dépourvue de dard entre ses cornes 44, 45. En effet, le faible chemin angulaire À parcouru par l'ancre 4 ne permet pas d'envisager comme initialement prévu dans l'échappement Robin, la mise en oeuvre d'un tel dard coopérant un petit plateau de balancier selon la forme usuelle d'un échappement à ancre suisse par exemple, la difficulté de réglage de l'échappement pour éviter les risques d'arc-boutement étant trop importante pour viabiliser l'échappement au niveau industriel. En remplacement, la fourchette 43 de l'ancre 4 du mécanisme 1 de l'invention comporte deux cornes 44, 45 symétriques par rapport à une droite passant par l'axe de rotation X3 de l'ancre et le centre de l'encoche 46 et qui s'étendent depuis ladite encoche 46 suivant un arc de cercle de rayon de courbure R1, avantageusement compris entre 0.5 et 1.5 cm ou de manière plus empirique légèrement supérieur au rayon de giration de la cheville 6 solidaire de l'organe régulateur 5 par rapport à l'axe de rotation X2 de celui-ci. Lesdites cornes 44,45 comportent en outre à leur extrémité libre un plot ou doigt 44e, 45e cylindrique faisant saillie perpendiculairement au plan médian de l'ancre 4 dans lequel s'étendent le plateau 41, le bras 42 et la fourchette 43. Les plots pourraient toutefois présenter une autre géométrie également. Les cornes 44, 45 forment ainsi un corps de guidage de ladite cheville 6 lors des phases de repos sur la totalité de l'amplitude angulaire en rotation de l'organe régulateur 5 si celle-ci est réduite et la fréquence d'oscillation importante ou bien presque la totalité de l'arc supplémentaire en rotation dudit organe régulateur 5 si celui-ci est de type balancier-spiral classique.
  • De manière complémentaire aux cornes 44, 45 le dispositif anti-renversement comporte également une collerette circulaire 12 s'étendant de part et d'autre de la cheville 6 sur l'organe régulateur 5. Ladite collerette 12 est centrée sur l'axe X2 de rotation de l'organe régulateur. Ainsi, la cheville 6 étant intégrée dans ladite collerette de telle sorte qu'elle se déplace, normalement sans contact, le long d'une face interne desdites cornes lors des phases de repos du mobile d'échappement 2. La longueur totale de la collerette 12 est de préférence sensiblement égale à la distance totale entre les plots 44e, 45e desdites cornes 44, 45.
  • Ainsi, en cas de choc au mécanisme 1 engendrant un déplacement de l'ancre 4 propre au renversement lors de l'arc supplémentaire de l'organe régulateur un plot 44e ou 45e va passer sur l'intrados de la collerette 12 mais cela ne va pas engendrer d'arrêt car l'organe régulateur 5 va poursuivre sa rotation par-delà cette face interne de la collerette 12 contre le plot 44e, 45e comme représenté aux figures 16, 17 et aux figures 19, 20 sur deux alternances distinctes. De plus, les retours (figures 18, 21) de la collerette 12 et de la cheville 6 entre les cornes dans une configuration normale de fonctionnement est assurée par les extrémités libres de la collerette 12 qui sont avantageusement biseautées suivant un plan vertical afin de laisser passer lesdits plots 44e, 45e pour revenir entre les cornes 44, 45 après avoir le cas échéant basculé sur l'extérieur des cornes lors de l'alternance précédente. Cet agencement et conformation des cornes 44, 45 et de la collerette 12 procure ainsi une sécurité optimale contre un renversement éventuel, sans perturber négativement le fonctionnement du mécanisme d'échappement 1.
  • Les figures 4 à 15 représentent les différentes phases de fonctionnement du mécanisme d'échappement de l'invention sur deux alternances successives de l'organe régulateur 5 les sens respectifs de rotation du mobile d'échappement 2, de l'ancre 4 et dudit organe régulateur étant représentées par des flèches F1, F2, F3 sur une première alternance respectivement et des flèches F4, F5, F6 sur une deuxième alternance respectivement.
  • La figure 4 représente le mécanisme 1 en position de dégagement. La cheville 6 est dans l'encoche 46 de la fourchette 43 de l'ancre 4 et sous l'action de l'organe régulateur 5 en rotation suivant F3 quitte l'appui contre la goupille 8 suivant F2, passant par le point mort à mi-course (figure 1) pour arriver (figure 5) en position de micro-impulsion indirecte via la palette 10 d'entrée. Puis l'organe régulateur 5 reçoit (figure 6) son impulsion directe à la palette 9 par le mobile d'échappement à l'issue de laquelle (figure 7) la fourchette chute (figure 8) contre la goupille 7 et l'ancre 4 est en position de repos, une dent 3 du mobile d'échappement 2 en appui sur le plan de repos de la palette de sortie 11. L'organe régulateur 5 parcourt alors son arc supplémentaire (figure 9) et l'ancre 4 subit un tirage via sa palette de sortie 11 contre la goupille 7.
  • L'organe régulateur 5 revient ensuite en sens inverse suivant F6 vers la position de dégagement (figure 10) sur la seconde alternance, dégageant ainsi l'ancre 4 de la goupille 7, l'ancre pivotant suivant F5. puis, passant par le point mort (figure 11) subit une seconde micro-impulsion indirecte à la palette de sortie 11 (figure 12) alors que le mobile d'échappement est libéré en rotation suivant F4, après quoi l'ancre 4 chute sur la goupille 8 (figure 13), atteignant ensuite la seconde position de repos (Figure 14) ou une dent 3 du mobile d'échappement vient en butée sur le plan de repos de la palette d'entrée 10. L'organe régulateur 5 poursuit alors sa course suivant F6 en effectuant un coup perdu jusqu'à la fin de sa seconde alternance pour ensuite revenir suivant F1 vers la position de dégagement de la figure 4.
  • Le mécanisme d'échappement 1 de l'invention procure donc un échappement direct à tracé hybride comportant des micro-impulsions indirecte et un léger tirage comme un échappement à ancre suisse dans une configuration d'échappement direct de type Robin sans perturber essentiellement les paramètres et avantages de performances de celui-ci mais en simplifiant et fiabilisant sa mise en oeuvre, tout en procurant une sécurité de fonctionnement optimale.

Claims (9)

  1. Mécanisme (1) d'échappement direct pour pièce d'horlogerie, comportant :
    - un mobile d'échappement (2), mobile en rotation autour d'un premier axe de rotation (X1) et doté d'une série de dents (3) périphériques, lesdites dents (3) définissant par leur extrémités lors de la rotation du mobile d'échappement une trajectoire circulaire C, et
    - une ancre (4), mobile en rotation autour d'un second axe de rotation (X3) entre deux positions de repos extrêmes délimitées par des goupilles (7, 8), ladite ancre comportant une palette d'entrée (10) et une palette de sortie (11) comportant chacune un plan de repos (10p, 11p) et agencées sur l'ancre de telle sorte que chaque palette coopère en butée avec une dent (3) du mobile d'échappement en chaque dite position de repos, ladite ancre (4) comportant en outre une fourchette (43), et
    - au moins une cheville (6) apte à être solidarisée à un organe régulateur (5) pivotant autour d'un troisième axe de rotation (X2) pour coopérer à chaque alternance dudit organe régulateur (5) avec la fourchette (43) de l'ancre afin de dégager au moins partiellement ladite ancre du mobile d'échappement (2),
    - au moins une palette d'impulsion (9) apte à être solidarisée audit organe régulateur (5) pour coopérer avec une dent (3) du mobile d'échappement pour transmettre une impulsion directe audit organe régulateur (5);
    caractérisé en ce que au moins une des palettes d'entrée ou de sortie (11) comporte, dans le prolongement de son plan de repos (10p, 11p), un plan incliné (10i, 11i) agencé pour procurer une impulsion indirecte audit organe régulateur (5) lors d'un déplacement de ladite palette dans la trajectoire C du mobile d'échappement (3) par rotation de l'ancre (3) sur son axe (X3).
  2. Mécanisme d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités dudit plan incliné (10i, 11i) délimitent par rapport audit axe de rotation (X3) de l'ancre (4) un angle β dit de micro-impulsion compris entre 0.5° et 5°, de préférence de 0.5° à 2°
  3. Mécanisme d'échappement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la fourchette (43) comporte deux cornes (44, 45) séparées par une encoche (46) et dépourvue de dard ou analogue.
  4. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdites cornes (44, 45) de la fourchette (43) sont symétriques par rapport à une droite passant par l'axe de rotation (X3) de l'ancre et le centre de l'encoche (46) et s'étendant depuis ladite encoche (46) suivant un arc de cercle de rayon de courbure R1 et comportant à leur extrémité libre un plot ou doigt (44e, 45e) faisant saillie perpendiculairement au plan médian de l'ancre dans lequel s'étendent les cornes.
  5. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce qu'il comporte une collerette circulaire (12) apte à être solidarisée audit organe régulateur, ladite collerette étant centrée sur l'axe de rotation dudit organe régulateur (5), la cheville (6) étant intégrée dans ladite collerette de telle sorte qu'elle se déplace sans contact le long d'une face interne desdites cornes lors des phases de repos du mobile d'échappement.
  6. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le rayon de courbure R1 est compris entre 0.5 et 1.5 cm
  7. Mécanisme d'échappement selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite collerette présente des extrémités libres biseautées suivant un plan vertical.
  8. Pièce d'horlogerie comportant un mécanisme d'échappement (1) selon l'une des revendications 1 à 7 agencé pour coopérer avec un organe régulateur (5) duquel sont solidaires ladite cheville (6) et ladite palette d'impulsion (9).
  9. Pièce d'horlogerie selon la revendication 8, caractérisée en ce que l'organe régulateur (5) est un balancier-spiral ou un résonateur monté mobile en rotation sur un pivot virtuel à couteau(x).
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