EP3686693A1 - Mechanical timepiece regulator - Google Patents

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EP3686693A1
EP3686693A1 EP20000034.7A EP20000034A EP3686693A1 EP 3686693 A1 EP3686693 A1 EP 3686693A1 EP 20000034 A EP20000034 A EP 20000034A EP 3686693 A1 EP3686693 A1 EP 3686693A1
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EP
European Patent Office
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escape wheel
anchor
regulator according
balance
detents
Prior art date
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Granted
Application number
EP20000034.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3686693B1 (en
Inventor
Grégory Musy
Olivier Laesser
François BARROT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Original Assignee
Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
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Filing date
Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an isochronous, self-starting mechanical horological regulator, the energy consumption of which is low.
  • EP1736838 which describes a mechanical oscillator and a grasshopper escapement.
  • the escapement is made up of two elastic blades, each blade of which has one end linked to the balance and a free end working with an escape wheel.
  • the balance is pushed by one of its blades to beyond neutral. It is then the balance which pushes on the other blade so that the first can release. If the pendulum does not have enough momentum to provide clearance, then the system becomes blocked. This principle cannot therefore be self-starting.
  • the aim of the present invention is to provide an isochronous, self-starting mechanical horological regulator whose energy consumption is low.
  • the horological mechanical regulator of the invention comprises an oscillator with flexible guidance and a double-detent escapement, the oscillator comprising a balance linked to an elastic suspension arranged to guide and return the balance in a plane of oscillation.
  • the escapement comprises an escape wheel and an anchor integrated into the balance and having two arms arranged to alternately receive impulses from the escape wheel.
  • the escapement further comprises two detents alternately blocking the escape wheel between two pulses and cooperating with the arms of the anchor to release the escape wheel before each pulse, without direct cooperation between the anchor and the wheel. exhaust. Then the escape wheel transmits its impulse directly to the arms of the anchor.
  • the main advantage of the invention compared to a traditional watch regulator composed of a spring-balance type oscillator and a Swiss lever escapement is that its power consumption is much lower, typically at least three times lower. . Therefore, the first advantage resulting from this low consumption is that the power reserve of the watch will be longer. This implies that the time of use of the watch before it stops will be at least three times longer. Second advantage linked to this low energy consumption: the barrel spring will take at least three times longer to discharge; its torque will therefore vary less during a given period of time which means, for a given isochronism of the regulator, that the rate variation over this period of time will also be smaller. The characteristics of the system which make it possible to minimize this energy consumption will be detailed below.
  • each trigger consists of a flexible blade having a fixed end and a free end, these free ends cooperating on the one hand with an arm of the anchor and on the other hand with the wheel. exhaust.
  • detents are therefore clearly distanced from conventional detents as described in EP3059641 .
  • a conventional trigger comprises a rigid structure provided with a pivot, a rigid stopper and a flexible blade.
  • flexible blade any prismatic beam (typically of rectangular section) whose thickness is at least 10 times smaller than the length and at least 2 times smaller than the width.
  • the section can change dimension along the blade and the path along the length of this blade can be straight or curved.
  • each trigger comprises a rest plane which cooperates with the teeth of the escape wheel to block the latter during the rest phase of the escapement while allowing the balance to move. '' oscillate without contact with the escape wheel.
  • each trigger comprises a release plane which cooperates with the arms of the anchor to release the escape wheel before each pulse.
  • the ends of the arms of the anchor comprise impulse planes cooperating with the beak of each tooth of the escape wheel so as to transmit energy from the escape wheel to the balance.
  • the end of the anchor impulse plane then becomes the impulse nozzle and is pushed by the back of one of the teeth of the escape wheel.
  • the rest planes of the detents are arranged relative to the anchor arms so that at the end of the release (achieved by the anchor) of one or the other of the detents , the tooth of the escape wheel in contact with the rest plane of said trigger transits directly on the impulse plane of the anchor arms without falling.
  • a fall is a vacuum spinning of the escape wheel, often necessary as a transition between two exhaust phases to ensure that the system cannot jam but is also a significant energy loss of any exhaust.
  • a drop is not necessary between the release and the impulse because the escape wheel comprises only a single toothing on a single level.
  • the resting planes of the detents, the anchor impulse planes and the toothing of the escape wheel are then all located on the same work plane.
  • the losses of inertial energy are due to the fact that it is necessary, at each impulse, to considerably accelerate the escape wheel so that it catches up with the balance and transmits its torque to it, this kinetic energy is then lost when the escape wheel strikes the rest plane of the detents.
  • This loss of inertial energy can become considerably high compared to other types of loss when using a high frequency oscillator such as a flexible guided oscillator. It is therefore crucial to minimize the inertia of the escape wheel for an escapement operating with this particular type of oscillator.
  • each of the two pulse planes receives a pulse from the escape wheel.
  • the impulse planes of the arms of the anchor have a convex shape such that, when the escape wheel transmits its energy to the balance, the escape wheel is driven essentially by a uniformly accelerated movement.
  • the utility of the shape of the pulse planes will be described later.
  • the regulator comprises a fixed base comprising two rigid stops each corresponding respectively to one of the detents, the two rigid stops being arranged to give a preload torque of its respective detent against the corresponding stop.
  • At least one of the detents comprises an end rigidly linked to an arm cooperating with an adjustment table, this linked end being opposite to said free end of the flexible detent; the position of this adjustment table can be modified relative to the fixed base in order to change the orientation of the flexible trigger relative to its rigid stop, which makes it possible to modify the preload torque of the flexible trigger which is resting against its rigid stopper.
  • At least one of the detents cooperates with a stiffening member arranged to modify the active length of the flexible blade of said detent.
  • the anchor comprises a beak cooperating with a tooth of the escape wheel such that this tooth of the escape wheel acts as a plane of rest in the case where one of the detents n fail to block the escape wheel.
  • the elastic suspension of the oscillator preferably includes at least two flexible pivot blades.
  • the balance, the anchor and the detents are typically made of silicon and shaped for DRIE technologies and the inertial body of the balance is obtained by assembling a dense material ring and a silicon ring.
  • the silicon could be replaced by another material such as silica glass which would be shaped by a typically femtosecond laser and possibly followed by chemical attack.
  • the invention also relates to a clockwork movement or a wristwatch comprising a regulator according to the present invention.
  • the mechanical watch regulator comprises an oscillator with flexible guidance and a double-trigger escapement, the oscillator comprising a balance 1 kinematically linked to an elastic suspension 2a, 2b arranged to guide and recall the balance 1 in a plane of oscillation.
  • the escapement has an escape wheel 3 and an anchor 4 integrated into the balance 1 and having two arms 5, 6 arranged to alternately receive pulses from the escape wheel 3.
  • the escapement also comprises two detents 7, 8 alternately blocking the escape wheel 3 between two pulses and cooperating with the arm 5, 6 of the anchor to release the escape wheel 3 before each impulse, without direct cooperation between the anchor and the escape wheel.
  • the flexible guided oscillator is composed of an inertial body 1a linked to the elastic suspension 2a, 2b providing on the one hand the guiding function of the inertial body 1a in the desired path and on the other hand the elastic return function.
  • Each trigger 7, 8 consists of a flexible blade having a fixed end 7a, 8a and a free end 7b, 8b, this free end cooperating on the one hand with an arm 5, 6 of the anchor and on the other hand with escape wheel 3.
  • the isochronism defect of the oscillator suspension 2a, 2b is corrected by the detents 7, 8.
  • a single detent 7, 8 is supported on the balance 1 during the additional arc and the two detents 7, 8 are in contact with the balance 1 during the release of the escape wheel and the impulse. Since the detents 7, 8 are flexible, the rigidity of the regulator varies during the oscillation. The detents 7, 8 therefore tend to reduce the average rigidity of the large amplitude oscillator. This compensates for the fact that the flexible oscillator suspension tends to be stiffer on average at large amplitude.
  • each trigger 7b, 8b has a rest plane 7c, 8c (see figures 2 , 3 and 4 ) which cooperates with the teeth of the escape wheel 3 to block the latter during the rest phase of the escape while allowing the balance 1 to oscillate without contact with the escape wheel 3.
  • each trigger 7, 8 comprises a release plane which cooperates with the arms 5, 6 of the anchor to release the escape wheel 3 before each impulse.
  • the ends of the arms 5, 6 of the anchor comprise impulse planes 5a, 6a cooperating with the teeth of the escape wheel 3 so as to transmit the energy of the escape wheel 3 to the balance wheel 1.
  • the end of the impulse plane 5c, 6c becomes the impulse nozzle and is pushed by the impulse plane of the tooth of the escape wheel 3c .
  • the impulse planes 5a, 6a are advantageously arranged in contiguous with the rest planes of the detents 7c, 8c at the time of disengagement, so as to avoid a fall between the disengagement and the impulse; If it were not avoided, this fall would cause a loss of energy, therefore a lower efficiency of the escapement and therefore a lower amplitude of the balance 1.
  • This effect can be obtained by the fact that the escape wheel 3 does not have a single toothing on a single level and that the escape wheel 3 is located on the same working plane P as the rest planes 7c, 8c of the detents and the impulse planes of the anchor 5a, 6a.
  • each of the two pulse planes 5a, 6a of the anchor arms receives a pulse from the escape wheel 3.
  • These pulse planes 5a, 6a have a convex shape such that, when the escape wheel 3 transmits its energy to the balance 1, the escape wheel 3 is driven essentially by a uniformly accelerated movement.
  • the pulse planes 5a, 6a are said to be touch, that is to say they guarantee at least the brushing of the nose of the escape wheel 3a against one of the pulse planes 5a, 6a during the pulse phase. This ensures a continuous transmission of the energy from the escape wheel 3 to the balance 1.
  • This characteristic is important for the escapements cooperating with an oscillator with flexible guide because the latter have the particularity of having a high frequency, typically 10. at 20 Hz, and a low amplitude, typically 5 to 20 degrees.
  • the impulse phase is short and the balance 1, for a given amplitude, moves quickly.
  • the escape wheel 3 before the impulse is stationary while the balance 1 is close to its maximum speed.
  • the touch profile implies a variable transmission ratio between the escape wheel 3 and the anchor 4.
  • the torque applied to the anchor 4 then increases during the pulse so as to compensate for the increase in torque.
  • return torque of the elastic suspension 2a, 2b of the oscillator So even when the oscillator is at when stopped, the torque of the escape wheel 3 is sufficient to complete the impulse, which allows the system to self-start.
  • the regulator comprises a fixed base 9 comprising two rigid stops 10a, 10b each interacting respectively with one of the detents 7, 8; each of these rigid stops is arranged to apply a preload torque to its respective trigger.
  • the preload torque of at least one of the detents is adjustable and makes it possible to correct the isochronism defect of the clock regulator.
  • the rigid stops 10a, 10b (see figure 7 ) and the preload torque make it possible to ensure the positioning of the detents 7, 8 during rest and to secure their positioning in the event of external shocks.
  • the orientation of the trigger 8 is adjustable and makes it possible to adjust the isochronism defect of the clock regulator.
  • the trigger 8 has one end 8a rigidly linked to an arm 13 cooperating with an adjustment table 11. This linked end 8a is opposite the free end 8b of the flexible trigger 8; the position of this adjustment table 11 can be changed relative to the fixed base 9 in order to change the orientation of the flexible trigger 8 relative to its rigid stop 10b, thus modifying the preload torque of the flexible trigger 8 pressed against the corresponding rigid stop 10b. It is clear that this mechanism can also be used to achieve fine tuning of the frequency of the system.
  • the trigger 8 could cooperate with a stiffening member 14 arranged to modify the active length of the flexible blade of the trigger.
  • each arm of the anchor 4 comprises a beak 5b, 6b cooperating with a tooth of the escape wheel 3 such that part 3b of this tooth of the escape wheel 3 acts as a rest plane in substitution detents 7, 8 in the event that, for example following an impact, one of the latter fails to block the escape wheel 3.
  • the elastic suspension 2a, 2b of the flexible pivot oscillator has two blades but it could include more and the topology chosen (here of the Wittrick type according to EP2911012 ) to represent this oscillator is given only as an example and is in no way limiting.
  • Another advantage of the present regulator is that the isochronism defect of the double expansion escapement naturally compensates for the isochronism defect of the flexible pivot of the oscillator. This effect is obtained by the fact that, unlike conventional trigger escapements, there is always at least one trigger in contact with the balance.
  • the isochronism defect of the escapement of the present invention is adjustable, which makes it possible to adapt to the oscillator defect which can vary from one oscillator to another due to the manufacturing and assembly inaccuracies of parts.

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Abstract

Le régulateur mécanique horloger de l'invention comporte un oscillateur à guidage flexible et un échappement à double détente, l'oscillateur comportant un balancier (1) lié à une suspension élastique (2a, 2b) agencée pour guider et rappeler le balancier (1) dans un plan d'oscillation. L'échappement comporte une roue d'échappement (3), et une ancre (4) intégrée au balancier (1) et ayant deux bras (5, 6) agencées pour recevoir alternativement des impulsions de la roue d'échappement (3).The mechanical watch regulator of the invention comprises an oscillator with flexible guidance and a double-trigger escapement, the oscillator comprising a balance (1) linked to an elastic suspension (2a, 2b) arranged to guide and return the balance (1) in a plane of oscillation. The escapement comprises an escape wheel (3), and an anchor (4) integrated into the balance (1) and having two arms (5, 6) arranged to alternately receive pulses from the escape wheel (3).

Description

La présente invention se rapporte à un régulateur horloger mécanique isochrone, auto-démarrant et dont la consommation énergétique est faible.The present invention relates to an isochronous, self-starting mechanical horological regulator, the energy consumption of which is low.

Une manière de réduire la consommation énergétique d'un régulateur mécanique horloger est d'utiliser un oscillateur dit à guidage flexible tel que celui décrit par CH709291 . Ce type d'oscillateur présente la particularité d'avoir d'une part un grand facteur de qualité et d'autre part une petite amplitude. Ces deux propriétés se retrouvent également dans les oscillateurs d'horloge, raison pour laquelle les échappements associés aux oscillateurs à guidage flexible sont souvent des échappements d'horloge tels que les échappements à recul ou à repos frottant. Le défaut principal de la plupart des régulateurs d'horloges est qu'ils ne sont pas auto-démarrants. Or l'auto-démarrage est une caractéristique essentielle pour un régulateur destinée à une montre-bracelet. En effet dans ce contexte, un choc extérieur peut engendrer une perte d'amplitude du balancier telle que le régulateur s'arrête. Si le régulateur n'est pas auto-démarrant, il restera alors bloqué.One way to reduce the energy consumption of a mechanical clock regulator is to use a so-called flexible guided oscillator such as that described by CH709291 . This type of oscillator has the particularity of having on the one hand a large quality factor and on the other hand a small amplitude. These two properties are also found in clock oscillators, which is why the escapements associated with flexibly guided oscillators are often clock escapements such as recoil or friction-rest escapements. The main flaw of most clock regulators is that they are not self-starting. However, self-starting is an essential characteristic for a regulator intended for a wristwatch. Indeed in this context, an external shock can generate a loss of amplitude of the balance such that the regulator stops. If the regulator is not self-starting, then it will remain blocked.

On connaît ainsi par exemple EP1736838 qui décrit un oscillateur mécanique et un échappement à sauterelle. L'échappement est composé de deux lames élastiques dont chaque lame a une extrémité liée au balancier et une extrémité libre collaborant avec une roue d'échappement. Le balancier est poussée par une de ses lames jusqu'au-delà du point mort. C'est alors le balancier qui pousse sur l'autre lame pour que la première puisse dégager. Si le balancier n'a pas assez d'élan pour assurer le dégagement, alors le système se retrouve bloqué. Ce principe ne peut donc pas être auto-démarrant.We know for example EP1736838 which describes a mechanical oscillator and a grasshopper escapement. The escapement is made up of two elastic blades, each blade of which has one end linked to the balance and a free end working with an escape wheel. The balance is pushed by one of its blades to beyond neutral. It is then the balance which pushes on the other blade so that the first can release. If the pendulum does not have enough momentum to provide clearance, then the system becomes blocked. This principle cannot therefore be self-starting.

Il est également connu des systèmes d'échappement à repos frottant dont l'impulsion est transmise soit directement à un oscillateur à guidage flexible tels que EP3182213 et WO2017068538 , soit indirectement via une lame élastique tel que WO2018100122 . L'inconvénient principal d'un échappement à repos frottant est la consommation énergétique élevée du système du fait des frottements entre l'ancre et la roue d'échappement. De plus, l'isochronisme de ce type d'échappement est difficilement réglable.There are also known frictionally resting exhaust systems whose impulse is transmitted either directly to a flexible guided oscillator such as EP3182213 and WO2017068538 , or indirectly via an elastic blade such as WO2018100122 . The main drawback of a friction-rest escapement is the high energy consumption of the system due to the friction between the anchor and the escape wheel. In addition, the isochronism of this type of exhaust is difficult to adjust.

Un autre type d'échappement déjà associé à un oscillateur à guidage flexible est l'échappement à détente comme EP3059641 . Avec ce type d'échappement, l'impulsion ne peut être donnée à l'oscillateur qu'une alternance sur deux, on parle alors de coup perdu et ce principe, tout comme l'échappement à sauterelle, ne peut pas être auto-démarrant.Another type of escapement already associated with a flexible guided oscillator is the detent escapement like EP3059641 . With this type of escape, the pulse can only be given to the oscillator in one alternation out of two, this is called a lost blow and this principle, like the grasshopper escapement, cannot be self-starting. .

Le but de la présente invention est de proposer un régulateur horloger mécanique isochrone, auto-démarrant et dont la consommation énergétique est faible.The aim of the present invention is to provide an isochronous, self-starting mechanical horological regulator whose energy consumption is low.

Le régulateur mécanique horloger de l'invention comporte un oscillateur à guidage flexible et un échappement à double détente, l'oscillateur comportant un balancier lié à une suspension élastique agencée pour guider et rappeler le balancier dans un plan d'oscillation. L'échappement comporte une roue d'échappement et une ancre intégrée au balancier et ayant deux bras agencés pour recevoir alternativement des impulsions de la roue d'échappement. L'échappement comporte en outre deux détentes bloquant alternativement la roue d'échappement entre deux impulsions et coopérant avec les bras de l'ancre pour libérer la roue d'échappement avant chaque impulsion, sans coopération directe entre l'ancre et la roue d'échappement. Puis la roue d'échappement transmet son impulsion directement aux bras de l'ancre.The horological mechanical regulator of the invention comprises an oscillator with flexible guidance and a double-detent escapement, the oscillator comprising a balance linked to an elastic suspension arranged to guide and return the balance in a plane of oscillation. The escapement comprises an escape wheel and an anchor integrated into the balance and having two arms arranged to alternately receive impulses from the escape wheel. The escapement further comprises two detents alternately blocking the escape wheel between two pulses and cooperating with the arms of the anchor to release the escape wheel before each pulse, without direct cooperation between the anchor and the wheel. exhaust. Then the escape wheel transmits its impulse directly to the arms of the anchor.

L'avantage principal de l'invention par rapport à un régulateur horloger traditionnel composé d'un oscillateur de type balancier-spiral et d'un échappement à ancre suisse est que sa puissance consommée est beaucoup plus faible, typiquement au moins trois fois plus faible. De ce fait, le premier avantage résultant de cette faible consommation est que la réserve de marche de la montre sera plus longue. Cela implique que la durée d'utilisation de la montre avant qu'elle ne s'arrête sera au moins trois fois plus longue. Deuxième avantage lié à cette faible consommation d'énergie : le ressort de barillet mettra au moins trois fois plus de temps à se décharger ; son couple variera donc moins pendant un laps de temps donné ce qui signifie, pour un isochronisme donné du régulateur, que la variation de marche sur ce laps de temps sera également plus faible. Les caractéristiques du système qui permettent de minimiser cette consommation énergétique seront détaillées plus loin.The main advantage of the invention compared to a traditional watch regulator composed of a spring-balance type oscillator and a Swiss lever escapement is that its power consumption is much lower, typically at least three times lower. . Therefore, the first advantage resulting from this low consumption is that the power reserve of the watch will be longer. This implies that the time of use of the watch before it stops will be at least three times longer. Second advantage linked to this low energy consumption: the barrel spring will take at least three times longer to discharge; its torque will therefore vary less during a given period of time which means, for a given isochronism of the regulator, that the rate variation over this period of time will also be smaller. The characteristics of the system which make it possible to minimize this energy consumption will be detailed below.

Dans une forme d'exécution, chaque détente est constituée d'une lame flexible ayant une extrémité fixe et une extrémité libre, ces extrémités libres coopérant d'une part avec un bras de l'ancre et d'autre part avec la roue d'échappement. Ces détentes se distancient donc clairement des détentes classiques tel que décrite dans EP3059641 . En effet, une détente classique comprend une structure rigide munie d'un pivot, d'une butée rigide et d'une lame flexible.In one embodiment, each trigger consists of a flexible blade having a fixed end and a free end, these free ends cooperating on the one hand with an arm of the anchor and on the other hand with the wheel. exhaust. These detents are therefore clearly distanced from conventional detents as described in EP3059641 . Indeed, a conventional trigger comprises a rigid structure provided with a pivot, a rigid stopper and a flexible blade.

On entend par lame flexible toute poutre prismatique (typiquement de section rectangulaire) dont l'épaisseur est au moins 10 fois plus faible que la longueur et au moins 2 fois plus faible que la largeur. La section peut changer de dimension le long de la lame et la trajectoire suivant la longueur de cette lame peut être droite ou courbée.By flexible blade is meant any prismatic beam (typically of rectangular section) whose thickness is at least 10 times smaller than the length and at least 2 times smaller than the width. The section can change dimension along the blade and the path along the length of this blade can be straight or curved.

Selon cette forme d'exécution, l'extrémité libre de chaque détente comporte un plan de repos qui coopère avec les dents de la roue d'échappement pour bloquer celle-ci durant la phase de repos de l'échappement tout en permettant au balancier d'osciller sans contact avec la roue d'échappement.According to this embodiment, the free end of each trigger comprises a rest plane which cooperates with the teeth of the escape wheel to block the latter during the rest phase of the escapement while allowing the balance to move. '' oscillate without contact with the escape wheel.

Toujours selon cette même forme d'exécution, l'extrémité libre de chaque détente comporte un plan de dégagement qui coopère avec les bras de l'ancre pour libérer la roue d'échappement avant chaque impulsion.Still according to this same embodiment, the free end of each trigger comprises a release plane which cooperates with the arms of the anchor to release the escape wheel before each pulse.

De préférence, les extrémités des bras de l'ancre comportent des plans d'impulsion coopérant avec le bec de chaque dent de la roue d'échappement de sorte à transmettre l'énergie de la roue d'échappement au balancier. A la fin de l'impulsion l'extrémité du plan d'impulsion de l'ancre devient alors le bec d'impulsion et est poussé par le dos de l'une des dents de la roue d'échappement. Cela constitue une configuration avantageuse mais il est clair que le bec d'impulsion pourrait se situer uniquement sur la roue d'échappement et le plan d'impulsion uniquement sur l'ancre ou inversement.Preferably, the ends of the arms of the anchor comprise impulse planes cooperating with the beak of each tooth of the escape wheel so as to transmit energy from the escape wheel to the balance. At the end of the impulse, the end of the anchor impulse plane then becomes the impulse nozzle and is pushed by the back of one of the teeth of the escape wheel. This constitutes an advantageous configuration, but it is clear that the impulse nozzle could be located only on the escape wheel and the impulse plane only on the anchor or vice versa.

Selon cette forme d'exécution préférentielle, les plans de repos des détentes sont disposés par rapport aux bras d'ancre de telle sorte qu'à la fin du dégagement (réalisé par l'ancre) de l'une ou l'autre des détentes, la dent de la roue d'échappement en contact avec le plan de repos de ladite détente transite directement sur le plan d'impulsion des bras d'ancre sans chuter. Une chute est une rotation dans le vide de la roue d'échappement, souvent nécessaire comme transition entre deux phases d'échappement pour s'assurer que le système ne puisse se bloquer mais constitue également une perte d'énergie significative de tout échappement. Dans cette forme d'exécution, une chute n'est pas nécessaire entre le dégagement et l'impulsion car la roue d'échappement ne comprend qu'une seule denture sur un seul niveau. Les plans de repos des détentes, les plans d'impulsion de l'ancre et la denture de la roue d'échappement se situent alors tous sur un même plan de travail. Néanmoins il pourrait être utile d'ajouter une chute entre la phase de dégagement et la phase d'impulsion pour éviter que les bras d'ancre génèrent un recul de la roue d'échappement avant la phase de dégagement en conséquence d'erreurs de positionnement à l'assemblage des pièces constituant l'échappement. Il est clair que le fonctionnement global du système resterait le même mais que la consommation énergétique pourrait être affectée. Par ailleurs, le fait que la roue d'échappement n'ait qu'un seul niveau et une seule denture constitue un avantage important du design car cela contribue également à réduire l'inertie de la roue d'échappement qui est un paramètre déterminant pour la consommation énergétique du régulateur. En effet, les pertes d'énergie inertielle sont dues au fait qu'il faille, à chaque impulsion, accélérer considérablement la roue d'échappement pour qu'elle rattrape le balancier et lui transmette son couple, cette énergie cinétique est ensuite perdue lorsque la roue d'échappement percute le plan de repos des détentes. Cette perte d'énergie inertielle peut devenir considérablement élevée au regard des autres types de perte lorsque l'on utilise un oscillateur à fréquence élevée tel qu'un oscillateur à guidage flexible. Il est donc crucial de minimiser l'inertie de la roue d'échappement pour un échappement fonctionnant avec ce type particulier d'oscillateur.According to this preferred embodiment, the rest planes of the detents are arranged relative to the anchor arms so that at the end of the release (achieved by the anchor) of one or the other of the detents , the tooth of the escape wheel in contact with the rest plane of said trigger transits directly on the impulse plane of the anchor arms without falling. A fall is a vacuum spinning of the escape wheel, often necessary as a transition between two exhaust phases to ensure that the system cannot jam but is also a significant energy loss of any exhaust. In this embodiment, a drop is not necessary between the release and the impulse because the escape wheel comprises only a single toothing on a single level. The resting planes of the detents, the anchor impulse planes and the toothing of the escape wheel are then all located on the same work plane. However, it could be useful to add a drop between the release phase and the impulse phase to prevent the anchor arms from causing the escape wheel to retreat before the release phase as a result of positioning errors. to the assembly of the parts constituting the exhaust. It is clear that the overall operation of the system would remain the same but that energy consumption could be affected. Furthermore, the fact that the escape wheel has only one level and only one toothing constitutes an important advantage of the design because it also contributes to reducing the inertia of the escape wheel which is a determining parameter for the energy consumption of the regulator. In fact, the losses of inertial energy are due to the fact that it is necessary, at each impulse, to considerably accelerate the escape wheel so that it catches up with the balance and transmits its torque to it, this kinetic energy is then lost when the escape wheel strikes the rest plane of the detents. This loss of inertial energy can become considerably high compared to other types of loss when using a high frequency oscillator such as a flexible guided oscillator. It is therefore crucial to minimize the inertia of the escape wheel for an escapement operating with this particular type of oscillator.

Selon cette exécution, à chaque période de l'oscillateur chacun des deux plans d'impulsion reçoit une impulsion de la roue d'échappement.According to this embodiment, at each period of the oscillator each of the two pulse planes receives a pulse from the escape wheel.

Selon cette exécution préférentielle, les plans d'impulsion des bras de l'ancre ont une forme bombée telle que, lorsque la roue d'échappement transmet son énergie au balancier, la roue d'échappement est animée essentiellement d'un mouvement uniformément accéléré. L'utilité de la forme des plans d'impulsion sera décrite plus loin.According to this preferred embodiment, the impulse planes of the arms of the anchor have a convex shape such that, when the escape wheel transmits its energy to the balance, the escape wheel is driven essentially by a uniformly accelerated movement. The utility of the shape of the pulse planes will be described later.

Dans une forme d'exécution, le régulateur comporte une base fixe comportant deux butées rigides correspondant chacune respectivement à une des détentes, les deux butées rigides étant agencées pour donner un couple de précharge de sa détente respective contre la butée correspondante.In one embodiment, the regulator comprises a fixed base comprising two rigid stops each corresponding respectively to one of the detents, the two rigid stops being arranged to give a preload torque of its respective detent against the corresponding stop.

Selon cette forme d'exécution, au moins une des détentes comporte une extrémité liée rigidement à un bras coopérant avec une table de réglage, cette extrémité liée étant opposée à ladite extrémité libre de la détente flexible ; la position de cette table de réglage est modifiable par rapport à la base fixe afin de changer l'orientation de la détente flexible par rapport à sa butée rigide, ce qui permet de modifier le couple de précharge de la détente flexible qui est en appui contre sa butée rigide.According to this embodiment, at least one of the detents comprises an end rigidly linked to an arm cooperating with an adjustment table, this linked end being opposite to said free end of the flexible detent; the position of this adjustment table can be modified relative to the fixed base in order to change the orientation of the flexible trigger relative to its rigid stop, which makes it possible to modify the preload torque of the flexible trigger which is resting against its rigid stopper.

Dans une autre forme d'exécution, au moins l'une des détentes coopère avec un organe de rigidification agencé pour modifier la longueur active de la lame flexible de ladite détente.In another embodiment, at least one of the detents cooperates with a stiffening member arranged to modify the active length of the flexible blade of said detent.

Dans une forme d'exécution, l'ancre comporte un bec coopérant avec une dent de la roue d'échappement de telle manière que cette dent de la roue d'échappement agit comme plan de repos dans le cas où l'une des détentes n'arrive pas à bloquer la roue d'échappement.In one embodiment, the anchor comprises a beak cooperating with a tooth of the escape wheel such that this tooth of the escape wheel acts as a plane of rest in the case where one of the detents n fail to block the escape wheel.

La suspension élastique de l'oscillateur comporte de préférence au moins deux lames de pivot flexibles.The elastic suspension of the oscillator preferably includes at least two flexible pivot blades.

Le balancier, l'ancre et les détentes sont réalisés typiquement en silicium et mise en forme pour les technologies DRIE et le corps inertiel du balancier est obtenu par l'assemblage d'un anneau en matériau dense et d'un anneau en silicium. Le silicium pourrait être remplacé par un autre matériau comme du verre de silice qui serait mis en forme par un laser typiquement femto-seconde et éventuellement suivit d'une attaque chimique.The balance, the anchor and the detents are typically made of silicon and shaped for DRIE technologies and the inertial body of the balance is obtained by assembling a dense material ring and a silicon ring. The silicon could be replaced by another material such as silica glass which would be shaped by a typically femtosecond laser and possibly followed by chemical attack.

L'invention concerne également un mouvement d'horlogerie ou une montre-bracelet comportant un régulateur selon la présente invention.The invention also relates to a clockwork movement or a wristwatch comprising a regulator according to the present invention.

Les caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description de plusieurs formes d'exécution données uniquement à titre d'exemple, nullement limitatives, et en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles :

  • La figure 1 représente une vue de face d'un régulateur comportant un oscillateur à guidage flexible et un échappement à double détente ;
  • La figure 2 représente une vue oblique du même régulateur ;
  • La figure 3 représente une vue oblique des fonctions d'entrée de l'échappement ;
  • La figure 4 représente une vue oblique des fonctions de sortie de l'échappement ;
  • La figure 5 représente une vue de dessus de l'échappement en position de repos d'entrée ;
  • La figure 6 représente une vue de dessus de l'échappement en position de dégagement d'entrée ;
  • La figure 7 représente une vue de dessus de l'échappement en position d'impulsion d'entrée ;
  • La figure 8 représente une vue de dessus de l'échappement en position de fin d'impulsion d'entrée ;
  • La figure 9 représente une vue de dessus de l'échappement en position de repos de sortie ;
  • La figure 10 représente une manière alternative de régler le défaut d'isochronisme du système.
The characteristics of the invention will appear more clearly on reading the description of several embodiments given purely by way of example, in no way limiting, and by referring to the schematic figures, in which:
  • The figure 1 shows a front view of a regulator comprising a flexible guided oscillator and a double detent escapement;
  • The figure 2 shows an oblique view of the same regulator;
  • The figure 3 shows an oblique view of the inlet functions of the escapement;
  • The figure 4 shows an oblique view of the exhaust outlet functions;
  • The figure 5 shows a top view of the exhaust in the entry rest position;
  • The figure 6 shows a top view of the exhaust in the entry disengaged position;
  • The figure 7 shows a top view of the exhaust in the input pulse position;
  • The figure 8 shows a top view of the exhaust in end of input pulse position;
  • The figure 9 shows a top view of the exhaust in the output rest position ;
  • The figure 10 represents an alternative way of settling the isochronism fault of the system.

Comme illustré aux figures 1 et 2, le régulateur mécanique horloger comporte un oscillateur à guidage flexible et un échappement à double détente, l'oscillateur comportant un balancier 1 lié cinématiquement à une suspension élastique 2a, 2b agencée pour guider et rappeler le balancier 1 dans un plan d'oscillation. L'échappement comporte une roue d'échappement 3 et une ancre 4 intégrée au balancier 1 et disposant de deux bras 5, 6 agencés pour recevoir alternativement des impulsions de la roue d'échappement 3. L'échappement comporte en outre deux détentes 7, 8 bloquant alternativement la roue d'échappement 3 entre deux impulsions et coopérant avec les bras 5, 6 de l'ancre pour libérer la roue d'échappement 3 avant chaque impulsion, sans coopération directe entre l'ancre et la roue d'échappement.As shown in figures 1 and 2 , the mechanical watch regulator comprises an oscillator with flexible guidance and a double-trigger escapement, the oscillator comprising a balance 1 kinematically linked to an elastic suspension 2a, 2b arranged to guide and recall the balance 1 in a plane of oscillation. The escapement has an escape wheel 3 and an anchor 4 integrated into the balance 1 and having two arms 5, 6 arranged to alternately receive pulses from the escape wheel 3. The escapement also comprises two detents 7, 8 alternately blocking the escape wheel 3 between two pulses and cooperating with the arm 5, 6 of the anchor to release the escape wheel 3 before each impulse, without direct cooperation between the anchor and the escape wheel.

L'oscillateur à guidage flexible est composé d'un corps inertiel 1a lié à la suspension élastique 2a, 2b assurant d'une part la fonction de guidage du corps inertiel 1a dans la trajectoire voulue et d'autre part la fonction de rappel élastique.The flexible guided oscillator is composed of an inertial body 1a linked to the elastic suspension 2a, 2b providing on the one hand the guiding function of the inertial body 1a in the desired path and on the other hand the elastic return function.

Chaque détente 7, 8 est constituée d'une lame flexible ayant une extrémité fixe 7a, 8a et une extrémité libre 7b, 8b, cette extrémité libre coopérant d'une part avec un bras 5, 6 de l'ancre et d'autre part avec la roue d'échappement 3.Each trigger 7, 8 consists of a flexible blade having a fixed end 7a, 8a and a free end 7b, 8b, this free end cooperating on the one hand with an arm 5, 6 of the anchor and on the other hand with escape wheel 3.

Le défaut d'isochronisme de la suspension 2a, 2b de l'oscillateur est corrigé par les détentes 7, 8. Une seule détente 7, 8 est en appui sur le balancier 1 pendant l'arc supplémentaire et les deux détentes 7, 8 sont en contact avec le balancier 1 durant le dégagement de la roue d'échappement et l'impulsion. Les détentes 7, 8 étant flexibles, la rigidité du régulateur varie durant l'oscillation. Les détentes 7, 8 ont donc tendance à diminuer la rigidité moyenne de l'oscillateur à grande amplitude. Cela compense le fait que la suspension flexible de l'oscillateur à tendance à être plus rigide en moyenne à grande amplitude.The isochronism defect of the oscillator suspension 2a, 2b is corrected by the detents 7, 8. A single detent 7, 8 is supported on the balance 1 during the additional arc and the two detents 7, 8 are in contact with the balance 1 during the release of the escape wheel and the impulse. Since the detents 7, 8 are flexible, the rigidity of the regulator varies during the oscillation. The detents 7, 8 therefore tend to reduce the average rigidity of the large amplitude oscillator. This compensates for the fact that the flexible oscillator suspension tends to be stiffer on average at large amplitude.

L'extrémité libre de chaque détente 7b, 8b comporte un plan de repos 7c, 8c (voir figures 2, 3 et 4) qui coopère avec les dents de la roue d'échappement 3 pour bloquer celle-ci durant la phase de repos de l'échappement tout en permettant au balancier 1 d'osciller sans contact avec la roue d'échappement 3.The free end of each trigger 7b, 8b has a rest plane 7c, 8c (see figures 2 , 3 and 4 ) which cooperates with the teeth of the escape wheel 3 to block the latter during the rest phase of the escape while allowing the balance 1 to oscillate without contact with the escape wheel 3.

L'extrémité libre de chaque détente 7, 8 comporte un plan de dégagement qui coopère avec les bras 5, 6 de l'ancre pour libérer la roue d'échappement 3 avant chaque impulsion.The free end of each trigger 7, 8 comprises a release plane which cooperates with the arms 5, 6 of the anchor to release the escape wheel 3 before each impulse.

Comme illustré aux figures 3 et 4, les extrémités des bras 5, 6 de l'ancre comportent des plans d'impulsion 5a, 6a coopérants avec les dents de la roue d'échappement 3 de sorte à transmettre l'énergie de la roue d'échappement 3 au balancier 1. A la fin de la première partie d'impulsion, l'extrémité du plan d'impulsion 5c, 6c devient le bec d'impulsion et est poussé par le plan d'impulsion de la dent de la roue d'échappement 3c.As shown in figures 3 and 4 , the ends of the arms 5, 6 of the anchor comprise impulse planes 5a, 6a cooperating with the teeth of the escape wheel 3 so as to transmit the energy of the escape wheel 3 to the balance wheel 1. At the end of the first part of the impulse, the end of the impulse plane 5c, 6c becomes the impulse nozzle and is pushed by the impulse plane of the tooth of the escape wheel 3c .

Les plans d'impulsion 5a, 6a sont avantageusement disposés en contigüe avec les plans de repos des détentes 7c, 8c au moment du dégagement, de manière à éviter une chute entre le dégagement et l'impulsion ; Si elle n'était évitée, cette chute causerait une perte d'énergie, donc un rendement plus faible de l'échappement et donc une amplitude plus faible du balancier 1. Cet effet peut être obtenu par le fait que la roue d'échappement 3 ne comprend d'une seule denture sur un seul niveau et que la roue d'échappement 3 se situe sur le même plan P de travail que les plans de repos 7c, 8c des détentes et les plans d'impulsion de l'ancre 5a, 6a.The impulse planes 5a, 6a are advantageously arranged in contiguous with the rest planes of the detents 7c, 8c at the time of disengagement, so as to avoid a fall between the disengagement and the impulse; If it were not avoided, this fall would cause a loss of energy, therefore a lower efficiency of the escapement and therefore a lower amplitude of the balance 1. This effect can be obtained by the fact that the escape wheel 3 does not have a single toothing on a single level and that the escape wheel 3 is located on the same working plane P as the rest planes 7c, 8c of the detents and the impulse planes of the anchor 5a, 6a.

A chaque période de l'oscillateur, chacun des deux plans d'impulsions 5a, 6a des bras d'ancre reçoit une impulsion de la roue d'échappement 3. Ces plans d'impulsion 5a, 6a ont une forme bombée telle que, lorsque la roue d'échappement 3 transmet son énergie au balancier 1, la roue d'échappement 3 est animée essentiellement d'un mouvement uniformément accéléré. Autrement dit, les plans d'impulsion 5a, 6a sont dits à effleurement, c'est-à-dire qu'ils garantissent au moins l'effleurement du bec de la roue d'échappement 3a contre l'un des plans d'impulsion 5a, 6a durant la phase d'impulsion. Cela assure une transmission continue de l'énergie de la roue d'échappement 3 au balancier 1. Cette caractéristique est importante pour les échappements coopérant avec un oscillateur à guidage flexible car ces derniers ont la particularité d'avoir une fréquence élevée, typiquement de 10 à 20 Hz, et une faible amplitude, typiquement de 5 à 20 degrés. Dans ce contexte, la phase d'impulsion est brève et le balancier 1, pour une amplitude donnée, se déplace rapidement. De plus la roue d'échappement 3 avant l'impulsion est à l'arrêt alors que le balancier 1 est proche de sa vitesse maximum. Ainsi, grâce au plan d'impulsion à effleurement, la roue d'échappement 3 arrivera de toute manière à rattraper le balancier 1 et à lui transmettre son énergie et ce quel que soit l'amplitude du balancier 1, de l'arrêt jusqu'à son amplitude nominale. De plus, le profil à effleurement implique un rapport de transmission variable entre la roue d'échappement 3 et l'ancre 4. Le couple appliqué à l'ancre 4 augmente alors au cours de l'impulsion de sorte de compenser l'augmentation du couple de rappel de la suspension élastique 2a, 2b de l'oscillateur. Ainsi même lorsque l'oscillateur est à l'arrêt, le couple de la roue d'échappement 3 est suffisant pour finir l'impulsion, ce qui permet l'auto-démarrage du système. Le régulateur comporte une base fixe 9 comportant deux butées rigides 10a, 10b interagissant chacune respectivement avec une des détentes 7, 8 ; chacune de ces butées rigides est agencée pour appliquer un couple de précharge sur sa détente respective.At each period of the oscillator, each of the two pulse planes 5a, 6a of the anchor arms receives a pulse from the escape wheel 3. These pulse planes 5a, 6a have a convex shape such that, when the escape wheel 3 transmits its energy to the balance 1, the escape wheel 3 is driven essentially by a uniformly accelerated movement. In other words, the pulse planes 5a, 6a are said to be touch, that is to say they guarantee at least the brushing of the nose of the escape wheel 3a against one of the pulse planes 5a, 6a during the pulse phase. This ensures a continuous transmission of the energy from the escape wheel 3 to the balance 1. This characteristic is important for the escapements cooperating with an oscillator with flexible guide because the latter have the particularity of having a high frequency, typically 10. at 20 Hz, and a low amplitude, typically 5 to 20 degrees. In this context, the impulse phase is short and the balance 1, for a given amplitude, moves quickly. In addition, the escape wheel 3 before the impulse is stationary while the balance 1 is close to its maximum speed. Thus, thanks to the touch-sensitive impulse plane, the escape wheel 3 will anyway manage to catch up with the balance 1 and transmit its energy to it, regardless of the amplitude of the balance 1, from stop to at its nominal amplitude. In addition, the touch profile implies a variable transmission ratio between the escape wheel 3 and the anchor 4. The torque applied to the anchor 4 then increases during the pulse so as to compensate for the increase in torque. return torque of the elastic suspension 2a, 2b of the oscillator. So even when the oscillator is at when stopped, the torque of the escape wheel 3 is sufficient to complete the impulse, which allows the system to self-start. The regulator comprises a fixed base 9 comprising two rigid stops 10a, 10b each interacting respectively with one of the detents 7, 8; each of these rigid stops is arranged to apply a preload torque to its respective trigger.

Les détentes 7, 8, lorsqu'elles ne sont pas en contact avec le balancier 1, reposent avec un couple de précharge contre des butées rigides 10a, 10b. Le couple de précharge d'au moins une des détentes est réglable et permet de corriger le défaut d'isochronisme du régulateur horloger. De plus, les butées rigides 10a, 10b (voir figure 7) et le couple de précharge permettent d'assurer le positionnement des détentes 7, 8 durant les repos et de sécuriser leur positionnement en cas de chocs extérieurs.The detents 7, 8, when they are not in contact with the balance 1, rest with a preload torque against rigid stops 10a, 10b. The preload torque of at least one of the detents is adjustable and makes it possible to correct the isochronism defect of the clock regulator. In addition, the rigid stops 10a, 10b (see figure 7 ) and the preload torque make it possible to ensure the positioning of the detents 7, 8 during rest and to secure their positioning in the event of external shocks.

Dans l'exemple illustré par les figures 1 à 9, l'orientation de la détente 8 est réglable et permet d'ajuster le défaut d'isochronisme du régulateur horloger. La détente 8 comporte une extrémité 8a liée rigidement à un bras 13 coopérant avec une table de réglage 11. Cette extrémité liée 8a est opposée à l'extrémité libre 8b de la détente flexible 8 ; la position de cette table de réglage 11 est modifiable par rapport à la base fixe 9 afin de changer l'orientation de la détente flexible 8 par rapport à sa butée rigide 10b, modifiant ainsi le couple de précharge de la détente flexible 8 appuyée contre la butée rigide correspondante 10b. Il est clair que ce mécanisme peut également être utilisé pour réaliser un réglage fin de la fréquence du système.In the example illustrated by figures 1 to 9 , the orientation of the trigger 8 is adjustable and makes it possible to adjust the isochronism defect of the clock regulator. The trigger 8 has one end 8a rigidly linked to an arm 13 cooperating with an adjustment table 11. This linked end 8a is opposite the free end 8b of the flexible trigger 8; the position of this adjustment table 11 can be changed relative to the fixed base 9 in order to change the orientation of the flexible trigger 8 relative to its rigid stop 10b, thus modifying the preload torque of the flexible trigger 8 pressed against the corresponding rigid stop 10b. It is clear that this mechanism can also be used to achieve fine tuning of the frequency of the system.

Alternativement et illustrée à la figure 10, toujours afin de régler l'isochronisme ou la fréquence du système, la détente 8 pourrait coopérer avec un organe de rigidification 14 agencé pour modifier la longueur active de la lame flexible de la détente.Alternatively and illustrated on figure 10 , again in order to adjust the isochronism or the frequency of the system, the trigger 8 could cooperate with a stiffening member 14 arranged to modify the active length of the flexible blade of the trigger.

Revenant à l'exécution des figures 1 à 9, chaque bras de l'ancre 4 comporte un bec 5b, 6b coopérant avec une dent de la roue d'échappement 3 de telle manière que la partie 3b de cette dent de la roue d'échappement 3 agit comme un plan de repos en substitution des détentes 7, 8 au cas où, par exemple suite à un choc, l'une de ces dernières n'arrive pas à bloquer la roue d'échappement 3.Returning to the execution of figures 1 to 9 , each arm of the anchor 4 comprises a beak 5b, 6b cooperating with a tooth of the escape wheel 3 such that part 3b of this tooth of the escape wheel 3 acts as a rest plane in substitution detents 7, 8 in the event that, for example following an impact, one of the latter fails to block the escape wheel 3.

Par ailleurs, il est également possible d'ajouter des plans de blocage sur le balancier 1. Ces plans de blocage, par exemple à la suite d'un choc, empêcheraient l'une ou l'autre des détentes de trop pivoter et de libérer la roue d'échappement. Ce blocage interviendrait donc uniquement lorsque la roue d'échappement 3 est en appui avec la détente 7, 8 en question.Furthermore, it is also possible to add locking planes on the balance 1. These locking planes, for example following a shock, would prevent one or the other of the detents from pivoting too much and releasing the escape wheel. This blocking would therefore occur only when the escape wheel 3 is resting with the trigger 7, 8 in question.

Les figures 5 à 9 illustrent le fonctionnement séquentiel de l'échappement à double détentes au cours de l'alternance où le balancier 1 oscille dans le sens horaire. Les principales phases de l'échappement sont les suivantes :

  • La roue d'échappement 3 commence par être sur le repos de la détente d'entrée 7c (figure 5), la détente d'entrée 7 est en appui sur sa butée 10a et la détente de sortie 8 est en appui sur le bras de sortie 6 de l'ancre.
  • Le pivotement du balancier 1 provoque le dégagement de la détente d'entrée 7 par le bras d'entrée de l'ancre 5, ce qui libère la roue d'échappement 3 (figure 6), la détente d'entrée 7 n'est alors plus en contact avec sa butée 10a et est emportée par le bras d'entrée de l'ancre 5.
  • La roue d'échappement 3 est maintenant libérée et pivote dans le sens horaire (figure 7), le bec 3a de l'une des dents de la roue d'échappement est en contact avec le plan d'impulsion à effleurement d'entrée 5a et pousse l'ancre 4.
  • La roue d'échappement 3 poursuit ensuite son impulsion (figure 8), le plan d'impulsion 3c de la dent poussant le bras d'entrée de l'ancre 5.
  • En fin d'impulsion, le bras d'ancre opposé dépose la détente sur sa butée.
  • L'impulsion d'entrée est terminée (figure 9), la roue d'échappement 3 chute dans le sens horaire et est bloquée par le plan de repos 8c de la détente de sortie. La détente de sortie 8 est en appui contre sa butée 10b et la détente d'entrée 7 est emportée par le bras d'entrée de l'ancre 5.
The figures 5 to 9 illustrate the sequential operation of the double detent escapement during the alternation where the balance 1 oscillates clockwise. The main phases of the exhaust are as follows:
  • The escape wheel 3 begins by being at the rest of the input trigger 7c ( figure 5 ), the input trigger 7 rests on its stop 10a and the output trigger 8 rests on the outlet arm 6 of the anchor.
  • The pivoting of the balance 1 causes the release of the input trigger 7 by the input arm of the anchor 5, which releases the escape wheel 3 ( figure 6 ), the input trigger 7 is then no longer in contact with its stop 10a and is carried by the input arm of the anchor 5.
  • The escape wheel 3 is now released and rotates clockwise ( figure 7 ), the nose 3a of one of the teeth of the escape wheel is in contact with the input touch impulse plane 5a and pushes the anchor 4.
  • The escape wheel 3 then continues its impulse ( figure 8 ), the impulse plane 3c of the tooth pushing the input arm of the anchor 5.
  • At the end of the pulse, the opposite anchor arm places the trigger on its stop.
  • The input pulse has ended ( figure 9 ), the escape wheel 3 drops clockwise and is blocked by the rest plane 8c of the output trigger. The output trigger 8 bears against its stop 10b and the input trigger 7 is carried by the input arm of the anchor 5.

L'alternance suivante se poursuit alors de manière équivalente avec la rotation du balancier 1 dans le sens antihoraire suivie du dégagement, de l'impulsion et de la chute de sortie.The following alternation then continues in an equivalent manner with the rotation of the balance 1 in the counterclockwise direction followed by the release, the impulse and the exit fall.

Dans l'exemple illustré, la suspension élastique 2a, 2b de l'oscillateur sur pivot flexible comporte deux lames mais elle pourrait en comporter davantage et la topologie choisie (ici de type Wittrick selon EP2911012 ) pour représenter cet oscillateur est donnée uniquement à titre d'exemple et n'est nullement limitative.In the example illustrated, the elastic suspension 2a, 2b of the flexible pivot oscillator has two blades but it could include more and the topology chosen (here of the Wittrick type according to EP2911012 ) to represent this oscillator is given only as an example and is in no way limiting.

Grâce au régulateur de la présente invention, la consommation énergétique peut être très faible, inférieure à 0.3 uW (typiquement 0.25 uW). Une si faible puissance consommée est liée principalement :

  • à la faible amplitude du balancier requise pour pouvoir être isochrone et peu sensible à la gravité, typiquement entre 8 et 16 degrés,
  • à l'absence de frottement dans le pivot flexible du balancier,
  • au fait que l'impulsion est transmise directement de la roue d'échappement au balancier ce qui supprime toute perte d'énergie associée à un mobile intermédiaire entre la roue et le balancier,
  • au fait que les détentes permettent de limiter les frottements que l'on pourrait avoir durant une éventuelle phase de repos ou de recul,
  • à l'absence de chute entre le dégagement de la roue d'échappement et l'impulsion, et
  • à la minimisation de l'inertie de la roue d'échappement.
Thanks to the regulator of the present invention, the energy consumption can be very low, less than 0.3 uW (typically 0.25 uW). Such a low power consumption is mainly linked to:
  • the low amplitude of the balance required to be able to be isochronous and not very sensitive to gravity, typically between 8 and 16 degrees,
  • the absence of friction in the flexible pivot of the balance,
  • the fact that the impulse is transmitted directly from the escape wheel to the balance, which eliminates any loss of energy associated with an intermediate moving body between the wheel and the balance,
  • the fact that the detents make it possible to limit the friction that one could have during a possible phase of rest or recoil,
  • the absence of a fall between the release of the escape wheel and the impulse, and
  • minimizing the inertia of the escape wheel.

Un autre avantage du présent régulateur est que le défaut d'isochronisme de l'échappement à double détente compense naturellement le défaut d'isochronisme du pivot flexible de l'oscillateur. Cet effet est obtenu par le fait que contrairement aux échappements à détente classique, il y a toujours au moins une détente en contact avec le balancier. De plus, comme expliqué précédemment, le défaut d'isochronisme de l'échappement de la présente invention est réglable, ce qui permet de s'adapter au défaut de l'oscillateur qui peut varier d'un oscillateur à l'autre en raison des imprécisions de fabrication et d'assemblage des pièces.Another advantage of the present regulator is that the isochronism defect of the double expansion escapement naturally compensates for the isochronism defect of the flexible pivot of the oscillator. This effect is obtained by the fact that, unlike conventional trigger escapements, there is always at least one trigger in contact with the balance. In addition, as explained previously, the isochronism defect of the escapement of the present invention is adjustable, which makes it possible to adapt to the oscillator defect which can vary from one oscillator to another due to the manufacturing and assembly inaccuracies of parts.

Finalement, l'échappement à double détente du présent régulateur est auto-démarrant car d'une part il n'a pas de coup perdu contrairement aux échappements classiques à détente et d'autre part il ne nécessite pas d'élan particulier du balancier pour permettre le dégagement de la roue d'échappement. Par ailleurs, le profil des plans d'impulsion à effleurement implique un rapport de transmission variable qui augmente le couple appliqué à l'ancre par la roue d'échappement à la fin de l'impulsion, ce qui facilite l'auto-démarrage.

  • (1) Balancier
  • (1a) Corps inertiel
  • (2a, 2b) Suspension élastique
  • (3) Roue d'échappement
  • (3a) Bec d'une dent de la roue d'échappement
  • (3b) Plan de repos de secours d'une dent de la roue d'échappement
  • (3c) Plan d'impulsion d'une dent de la roue d'échappement
  • (4) Ancre
  • (5) Bras d'entrée de l'ancre
  • (5a) Plan d'impulsion du bras d'entrée de l'ancre
  • (5b) Bec de secours du bras d'entrée de l'ancre
  • (5c) Bec de fin d'impulsion d'entrée de l'ancre
  • (6) Bras de sortie de l'ancre
  • (6a) Plan d'impulsion du bras de sortie de l'ancre
  • (6b) Bec de secours du bras de sortie de l'ancre
  • (6c) Bec de fin d'impulsion de sortie de l'ancre
  • (7) Détente d'entrée
  • (7a) Extrémité fixe de la détente d'entrée
  • (7b) Extrémité libre de la détente d'entrée
  • (7c) Plan de repos de la détente d'entrée
  • (7d) Plan de dégagement de la détente d'entrée
  • (8) Détente de sortie
  • (8a) Extrémité fixe de la détente de sortie
  • (8b) Extrémité libre de la détente de sortie
  • (8c) Plan de repos de la détente de sortie
  • (8d) Plan de dégagement de la détente de sortie
  • (9) Base fixe
  • (10a) Butée de la détente d'entrée
  • (10b) Butée de la détente de sortie
  • (11) Table de réglage
  • (12) Guidage flexible du bras de réglage de la précharge
  • (13) Bras de réglage
  • (14) Organe de rigidification
Finally, the double-trigger exhaust of this regulator is self-starting because on the one hand it has no wastage unlike the exhausts. conventional detent and on the other hand it does not require a particular swing of the balance to allow the release of the escape wheel. Furthermore, the profile of the touch-sensitive pulse planes implies a variable transmission ratio which increases the torque applied to the anchor by the escape wheel at the end of the pulse, which facilitates self-starting.
  • (1) Balance
  • (1a) Inertial body
  • (2a, 2b) Elastic suspension
  • (3) Escape wheel
  • (3a) Beak of an escape wheel tooth
  • (3b) Emergency rest plane of an escape wheel tooth
  • (3c) Pulse plane of an escape wheel tooth
  • (4) Anchor
  • (5) Anchor entry arm
  • (5a) Impulse plane of the anchor entry arm
  • (5b) Emergency spout of the anchor entry arm
  • (5c) Anchor entry end pulse nozzle
  • (6) Anchor exit arm
  • (6a) Impulse plane of the anchor exit arm
  • (6b) Emergency spout of the anchor exit arm
  • (6c) Anchor exit pulse end nozzle
  • (7) Entrance relaxation
  • (7a) Fixed end of the inlet trigger
  • (7b) Free end of the inlet trigger
  • (7c) Entrance relaxation rest plan
  • (7d) Entrance trigger clearance plan
  • (8) Release trigger
  • (8a) Fixed end of the outlet trigger
  • (8b) Free end of the output trigger
  • (8c) Exit relaxation rest plan
  • (8d) Exit trigger release plan
  • (9) Fixed base
  • (10a) Entry trigger stopper
  • (10b) Exit trigger stopper
  • (11) Adjustment table
  • (12) Flexible guide of the preload adjustment arm
  • (13) Adjustment arm
  • (14) Rigidification member

Claims (19)

Régulateur mécanique horloger comportant un oscillateur à guidage flexible et un échappement à double détente, l'oscillateur comportant un balancier (1) lié cinématiquement à une suspension élastique (2a, 2b) agencée pour guider et rappeler le balancier (1) dans un plan d'oscillation, l'échappement comportant : - une roue d'échappement (3), - une ancre (4) intégrée au balancier (1) et ayant deux bras (5, 6) agencées pour recevoir alternativement des impulsions de la roue d'échappement (3), caractérisé en ce que ledit échappement comporte deux détentes (7, 8) bloquant alternativement la roue d'échappement (3) entre deux impulsions et coopérant avec les bras (5, 6) de l'ancre pour libérer la roue d'échappement (3) avant chaque impulsion, sans coopération directe entre l'ancre et la roue d'échappement.Mechanical watch regulator comprising an oscillator with flexible guidance and a double detent escapement, the oscillator comprising a balance (1) kinematically linked to an elastic suspension (2a, 2b) arranged to guide and return the balance (1) in a plane of 'oscillation, the exhaust comprising: - an escape wheel (3), - an anchor (4) integrated into the balance (1) and having two arms (5, 6) arranged to alternately receive pulses from the escape wheel (3), characterized in that said escapement comprises two detents (7, 8) alternately blocking the escape wheel (3) between two pulses and cooperating with the arms (5, 6) of the anchor to release the escape wheel (3) ) before each impulse, without direct cooperation between the anchor and the escape wheel. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque détente (7, 8) est constituée d'une lame flexible ayant une extrémité fixe (7a, 8a) et une extrémité libre (7b, 8b), ces extrémités libres coopérant d'une part avec un bras (5, 6) de l'ancre et d'autre part avec la roue d'échappement (3).Regulator according to Claim 1, characterized in that each trigger (7, 8) consists of a flexible blade having a fixed end (7a, 8a) and a free end (7b, 8b), these free ends cooperating with a on the one hand with an arm (5, 6) of the anchor and on the other hand with the escape wheel (3). Régulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité libre de chaque détente (7b, 8b) comporte un plan de repos (7c, 8c) qui coopère avec des dents de la roue d'échappement (3) pour bloquer celle-ci durant la phase de repos de l'échappement tout en permettant au balancier (1) d'osciller sans contact avec la roue d'échappement (3).Regulator according to Claim 2, characterized in that the free end of each trigger (7b, 8b) comprises a rest plane (7c, 8c) which cooperates with teeth of the escape wheel (3) to block the latter. ci during the rest phase of the escapement while allowing the balance (1) to oscillate without contact with the escape wheel (3). Régulateur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité libre de chaque détente (7, 8) comporte un plan de dégagement 7d, 8d qui coopère avec les bras (5, 6) de l'ancre pour libérer la roue d'échappement (3) avant chaque impulsion.Regulator according to claim 2 or 3, characterized in that the free end of each trigger (7, 8) comprises a clearance plane 7d, 8d which cooperates with the arms (5, 6) of the anchor to release the wheel exhaust (3) before each pulse. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités des bras (5, 6) de l'ancre comportent des plans d'impulsion (5a, 6a) coopérant avec les dents de la roue d'échappement (3) de sorte à transmettre l'énergie de la roue d'échappement (3) au balancier (1).Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the ends of the arms (5, 6) of the anchor comprise impulse planes (5a, 6a) cooperating with the teeth of the escape wheel (3 ) so as to transmit the energy from the escape wheel (3) to the balance (1). Régulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des plans de repos des détentes (7c. 8c) disposés par rapport aux bras (5, 6) d'ancre de telle sorte qu'à la fin du dégagement de l'une ou l'autre des détentes, la dent de la roue d'échappement (3) en contact avec le plan de repos de ladite détente transite directement sur le plan d'impulsion (5a, 6a) des bras (5, 6) d'ancre sans chuter.Regulator according to Claim 5, characterized in that it comprises planes of rest of the detents (7c. 8c) arranged relative to the anchor arms (5, 6) such that at the end of the release of the one or the other of the detents, the tooth of the escape wheel (3) in contact with the rest plane of said detent passes directly on the impulse plane (5a, 6a) of the arms (5, 6) d anchor without falling. Régulateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la roue d'échappement (3) n'est constituée que d'une seule denture réalisé sur un seul niveau et travaille dans le même plan de travail P que les plans d'impulsion de l'ancre (5a, 6a) et les plan de repos des détentes (7c. 8c)Regulator according to Claim 6, characterized in that the escape wheel (3) consists only of a single toothing made on a single level and works in the same work plane P as the impulse planes of the 'anchor (5a, 6a) and the trigger rest plan (7c. 8c) Régulateur selon la revendication 5, 6 ou 7 caractérisé en ce que chacun des deux plans d'impulsion (5a, 6a) reçoit une impulsion de la roue d'échappement (3) par période de l'oscillateur.Regulator according to Claim 5, 6 or 7, characterized in that each of the two pulse planes (5a, 6a) receives one pulse from the escape wheel (3) per period of the oscillator. Régulateur selon la revendication 5, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que les plans d'impulsion (5a, 6a) des bras d'ancre ont une forme bombée.Regulator according to Claim 5, 6, 7 or 8, characterized in that the impulse planes (5a, 6a) of the anchor arms have a convex shape. Régulateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les plans d'impulsion (5a, 6a) des bras d'ancre ont une forme bombée telle que, lorsque la roue d'échappement (3) transmet son énergie au balancier, la roue d'échappement (3) est animée essentiellement d'un mouvement uniformément accéléré.Regulator according to Claim 9, characterized in that the impulse planes (5a, 6a) of the anchor arms have a convex shape such that, when the escape wheel (3) transmits its energy to the balance, the wheel d The escapement (3) is driven essentially by a uniformly accelerated movement. Régulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le régulateur comporte une base fixe (9) comportant deux butées rigides (10a, 10b) interagissant/associées chacune respectivement à une des détentes (7, 8), les deux butées rigides étant agencées pour appliquer un couple de précharge sur leurs détentes respectives.Regulator according to one of the preceding claims, characterized in that the regulator comprises a fixed base (9) comprising two rigid stops (10a, 10b) interacting / each associated respectively with one of the detents (7, 8), the two rigid stops being arranged to apply a preload torque to their respective detents. Régulateur selon la revendication 11 lorsqu'elle dépend de l'une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une des détentes (7, 8) comporte une extrémité (8a) liée rigidement à un bras (13) coopérant avec une table de réglage (11), cette extrémité liée (8a) étant opposée à ladite extrémité libre (7a, 8a) de ladite détente flexible (7, 8), la position de cette table de réglage (11) étant modifiable par rapport à ladite base fixe (9) afin de changer l'orientation de la détente flexible (7, 8) par rapport à sa butée rigide (10a, 10b), modifiant ainsi le couple de précharge de ladite détente flexible (7, 8) contre la butée rigide correspondante (10a, 10b).Regulator according to claim 11 when dependent on one of claims 2 to 4, characterized in that at least one of the detents (7, 8) comprises one end (8a) rigidly linked to an arm (13) cooperating with an adjustment table (11), this linked end (8a) being opposite to said free end (7a, 8a) of said flexible trigger (7, 8) , the position of this adjustment table (11) being changeable relative to said fixed base (9) in order to change the orientation of the flexible trigger (7, 8) relative to its rigid stop (10a, 10b), modifying thus the preload torque of said flexible detent (7, 8) against the corresponding rigid stop (10a, 10b). Régulateur mécanique horloger selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins l'une des détentes (7, 8) coopère avec un organe de rigidification (14) agencé pour modifier la longueur active de la lame flexible de ladite détente.Mechanical clock regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the detents (7, 8) cooperates with a stiffening member (14) arranged to modify the active length of the flexible blade of said relaxation. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ancre (4) comporte un bec (5b, 6b) sur chacune de ses bras (5, 6) coopérant avec une dent de la roue d'échappement (3) de telle manière que cette dent de la roue d'échappement (3) agit comme plan de repos (3b) dans le cas où l'une des détentes (7, 8) n'arrive pas à bloquer la roue d'échappement (3).Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the anchor (4) comprises a nose (5b, 6b) on each of its arms (5, 6) cooperating with a tooth of the escape wheel (3 ) in such a way that this tooth of the escape wheel (3) acts as a rest plane (3b) in the event that one of the detents (7, 8) fails to block the escape wheel ( 3). Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite suspension élastique (2a, 2b) comporte au moins deux lames de pivot flexibles.Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that said elastic suspension (2a, 2b) comprises at least two flexible pivot blades. Régulateur selon la revendication 15, caractérisé en ce que une première lame (2a) de ladite suspension élastique croise une seconde lame (2b) à l'emplacement du centre de masse du balancier (1) et à 12.5% de la longueur de chaque lame depuis la base fixe (9).Regulator according to claim 15, characterized in that a first blade (2a) of said elastic suspension crosses a second blade (2b) at the location of the center of mass of the balance (1) and at 12.5% of the length of each blade from the fixed base (9). Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le balancier (1), l'ancre (4) et les détentes (7, 8) sont en silicium et le corps inertiel du balancier (1a) est obtenu par l'assemblage d'un anneau en matériau dense et d'un anneau en silicium.Regulator according to any one of the preceding claims, characterized in that the balance (1), the anchor (4) and the detents (7, 8) are made of silicon and the inertial body of the balance (1a) is obtained by assembly of a dense material ring and a silicon ring. Mouvement d'horlogerie comportant un régulateur selon l'une des revendications précédentes.Clockwork movement comprising a regulator according to one of the preceding claims. Montre-bracelet comportant un régulateur selon l'une des revendications 1 à 17.Wristwatch comprising a regulator according to one of claims 1 to 17.
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