EP3781994B1 - Mécanisme d'échappement à ancre de repos et pièce d'horlogerie dotée d'un tel mécanisme d'échappement - Google Patents

Mécanisme d'échappement à ancre de repos et pièce d'horlogerie dotée d'un tel mécanisme d'échappement Download PDF

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EP3781994B1
EP3781994B1 EP19720794.7A EP19720794A EP3781994B1 EP 3781994 B1 EP3781994 B1 EP 3781994B1 EP 19720794 A EP19720794 A EP 19720794A EP 3781994 B1 EP3781994 B1 EP 3781994B1
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EP
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pinion
impulse
rotation
escape wheel
escapement
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Dominique Renaud
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Besse Francois
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    • G—PHYSICS
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • 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
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    • G04B15/08—Lever escapements
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/10—Escapements with constant impulses for the regulating mechanism

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking. It relates, more particularly, to an escapement mechanism with a trailing anchor with pulses separated from the rests by means of a rest fork capable of being arranged in kinematic connection with a timepiece regulating member.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such an escapement mechanism cooperating with a suitable regulating member, in particular of the balance-spring or blade oscillator type.
  • Dragging or rubbing rest escapements have long been known in the field of watchmaking, which have been developed and are still used today in particular in clocks, the regulating member of which consists of a pendulum.
  • This type of escapement comprises a member, generally secured to the regulating member of the timepiece which comprises it, which is in permanent contact with the escapement wheel during phases of rest. Consequently, it exhibits poor efficiency and singularly alters the isochronism of a regulating member of the balance-spring type, which makes it particularly unsuitable for distributing the driving energy within the movements of pocket watches or wristwatches mainly comprising this type of regulatory organ.
  • the object of the present invention is to propose a new escapement with improved performance, comprising a minimal angle of lift on the organ. regulator in order to make it viable for use in a mechanical watch movement but which does not suffer from the limitations of known rubbing rest escapements.
  • Another object of the invention also relates to the proposal for a timepiece comprising such an escapement.
  • the escapement mechanism further comprises at least one pulse pallet adapted to be fixed on a said regulating member to transmit a pulse by sliding of a tooth of the escapement wheel set on a plane of impulse of said impulse pallet once at least every two alternations of said regulator member while the resting anchor comprises a member for permanent kinematic connection in rotation to said regulator member so as to provide a lever arm between the axis of rotation of the regulating organ and the escapement wheel set.
  • the escapement mechanism of the present invention is thus similar to a Graham-type escapement, commonly used in clocks, but with a rest anchor distinct from the impulse pallet(s), it(s) ) -even capable of being secured to a timepiece regulating member, in particular of a spiral balance wheel as commonly used in watches or even of the knife resonator type described in the patent application WO2016/012281 of the Applicant.
  • the escapement mechanism of the invention can also advantageously be a lost-stroke escapement, which reduces the "trailing" pulse phases to one pulse every two half-waves of the regulating organ, while ensuring periodic releases at the desired frequency of the regulating organ.
  • the escapement mechanism of the invention is further secured by the permanent connection provided for the resting anchor to the regulating member, which prevents any overturning and blocking in small angular amplitudes of movement of the regulating member.
  • the rest anchor and the at least one impulse pallet are arranged vis-à-vis the escapement wheel set in such a way that, in a so-called "neutral" position, that is to say outside the rest or pulse phases, the rest pallets are located at a distance from the axis of rotation of the escapement wheel set greater than the radius of the circle circumscribed by the teeth of the said escapement wheel set, then that at least one end of the at least one impulse vane is located at a distance from the axis of rotation of the escapement wheel set less than said radius. Consequently, it is clearly understood that in a neutral position, the pallets at rest are distant from the teeth of the escapement wheel set at the periphery of the latter, whereas the impulse pallet(s) extend at least partially between said teeth of the escape wheel set.
  • This particular escapement arrangement makes it possible in particular to ensure a self-starting character to the escapement mechanism of the present invention since the torque of the regulator member is sufficient, by effect of the lever arm provided by the resting anchor between the axis of rotation of the regulator member and the escapement wheel set to release the escapement wheel set, which will be able to engage an impulse plane of an impulse pallet under the driving action of the going train d a watch movement with which it is associated without contact with the rest pallet, previously disengaged by the rotation of the rest anchor induced by the regulating organ.
  • the teeth of the escape wheel set have a greater thickness, substantially twice for example, than that of the rim of the escape wheel set from which they extend. This makes it possible in particular to ensure, during the impulse phases, a secure support of a tooth on the impulse plane of an impulse pallet and the free passage of a said impulse pallet above the rim between two teeth during the course of the additional arc of the regulating member on which said impulse pallet is to be arranged using the inventive escapement mechanism in a timepiece.
  • the resting anchor comprises a member for permanent kinematic connection to a said regulating member arranged at the end of an arm extending opposite the resting paddles, said connecting member comprising a slide adapted to receive a pin, stud, lug or the like intended to be fixed on a said regulating member to produce a sliding pivot connection between the resting anchor and said regulating member.
  • said slide can be machined in the mass at the end of the connecting member of the rest anchor, for example in the form of a groove or groove closed or emerging, then forming a form of connecting fork.
  • the escapement mechanism comprises a single impulse pallet.
  • the escapement of the invention is then a one-shot escapement.
  • the escapement mechanism comprises two impulse vanes capable of being fixed symmetrically on said regulating member with respect to a straight line passing through the axes of rotation of said regulating and mobile escapement member.
  • the present invention also proposes a timepiece, in particular a watch, comprising a timepiece movement equipped with a mechanical driving source, a going train, a regulating member and a mechanism escapement according to the invention arranged in kinematic connection by its escapement wheel set to the going train on the one hand and by the connecting member of the anchor at rest to the said regulating member at least one impulse pallet of the said mechanism escapement being further fixed to said regulating member to periodically receive a share of mechanical energy from the driving source by trailing pulse of a tooth of the escapement wheel set on a pulse plane of the pallet d 'impulse.
  • a final object of the present invention also relates to the proposal of a regulator member for a timepiece adapted to operate in concert with the escapement mechanism described above.
  • the regulating member according to the invention can advantageously be a balance-spring assembly comprising, projecting relative to the balance rim, an impulse pallet or two impulse pallets, fixed to said balance.
  • the present invention proposes a new type of escapement for timepieces comprising a lever of rest and separate impulse pallets, and arranged in such a way that the rests are separated from the impulses, in order to reduce the known problems of escapements with dragging rests known from the prior art,
  • the escapement of the present invention has an extremely simple structure of construction and compactness, compatible with the use of regulator members of the balance-spring type conventionally employed in pocket watches or wristwatches but with lower amplitudes of oscillations of the balance, and therefore higher frequencies, without significantly disturbing the isochronism.
  • a first particular embodiment of the escapement mechanism 1 of the invention is thus represented on the fig. 1 , in a so-called “neutral” position, excluding pulse or rest phases.
  • the escapement mechanism 1 is represented on this fig. 1 (and following) in collaboration with a balance part of a regulator member 2 of the balance-spring type whose balance spring is not shown and a mobile 4 of a going train of a watch movement.
  • the regulator member 2 could also be of the knife resonator type, as proposed by the Applicant in the patent application WO 2016/012281 .
  • the figures 2 to 9 then represent the different operating phases of the inventive escapement on a complete oscillation of the balance wheel 2.
  • the escapement mechanism 1 of the present invention thus comprises in the first place an escapement wheel 3 mobile in rotation around a first axis around which is also driven an escapement pinion (not shown) making it possible to couple the escapement wheel set 3 to a terminal wheel set 4 of the going train of a watch movement.
  • the escapement wheel set 3 comprises a series of peripheral teeth 31 extending, in a conventional manner, from a rim 32 of the escapement wheel set 1.
  • the teeth 31 have at their free end a thickness, measured in the plane of the escapement wheel 3 in which the rim 32 and the teeth 31 extend, perpendicular to the axis of rotation of the escapement wheel 3, which is greater than that of the rim 32.
  • This difference in thickness between the teeth 31 and the rim 32 of the escapement wheel set is shown schematically in the figures by a shoulder line near the foot of each tooth 31.
  • This increased thickness of the teeth compared to the rest of the wheel set provides, as will be explained by the following is an ability for the escapement wheel set 3 to cooperate alternately with a rest lever 5 and impulse pallets 21, 22 fixed to the balance wheel of the regulating member 2 which are mobile in superposed and intersecting parallel planes of said teeth 31.
  • the escapement mechanism 1 therefore further comprises a rest anchor 5, interposed between the balance of the regulating organ 2 and the escapement wheel set 3, and two impulse pallets 21, 22, advantageously fixed on the balance of the regulating member 2, by any appropriate means, in particular by gluing or screwing, or even coming from material in the mass of the balance during the manufacture of this one then machining.
  • the pulse vanes 21, 22 are preferably arranged on the regulator member 2 symmetrically with respect to a straight line d passing through the axes of rotation of the said regulator member 2 and exhaust mobile 3 in the said "neutral" position. » represented on the fig. 1 , thus giving the regulating member 2 the appearance of an anchor.
  • These impulse pallets 21, 22 each comprise a cutting impulse plane p, in the "dead point" position ( fig. 1 ) the circumscribed circle cc to the teeth 31 of the escape wheel set 3.
  • the pulse pallets 21, 22 only intervene within the framework of the mechanism of the invention for the pulse phases of the escape wheel 3 to the balance of the regulator member 2 and not at rest, the latter being produced exclusively by the rest anchor 5.
  • the latter is rotatable about an axis of rotation parallel to the axes of rotation of the regulator member 2 and of the mobile d escapement 3.
  • the rest anchor 5 comprises a first and a second rest pallets 52, 53 arranged respectively at one end of a first and a second arm 54, 55.
  • the resting anchor 5 also includes a member 51 for permanent kinematic connection to the regulating member 2.
  • Said member 51 for permanent kinematic connection to the regulating member is advantageously shaped at the end of an arm extending opposite the rest pallets 52, 53 into a slider 7 capable of receiving a male sliding connecting element such as a pin 6, or even a stud, lug or the like driven onto the regulating member 2 to produce a sliding pivot connection between the resting anchor 5 and the regulating member 2.
  • the slide 7 can be made in various shapes. It can for example be machined in the mass at the end of the connecting member 51 of the resting anchor 5, in the form of a groove or groove closed, straight, or even Y-shaped in order to allow an amplitude regulator travel up to more than 90° in particular.
  • it may also consist of a notch or groove, machined or formed from material in the mass of the rest anchor 5 according to the material of the latter, forming a connecting fork with two teeth on either side of the notch, in which the pin 6 for connection to the regulating member 2.
  • the slide 7 and the pin 6 are arranged on the anchor rest 5 and the regulating member 2 in such a way that the said pin 6 is arranged and moves, in operation of the escapement mechanism 1, inside the slide 7 and is permanently in contact with the walls of the latter, in all positions of the balance of the regulator member 2, as opposed to the interaction of an anchor with the balance pin in the classic escapement mechanisms of the prior art.
  • the rest anchor 5 is arranged with respect to the regulating organ 2 and the escapement wheel set 3 such that, in the neutral position of the escapement shown in fig. 1 , its axis of rotation is parallel to the axes of rotation of the regulator member 2 and of the escapement wheel set 3.
  • the resting anchor 5 must be such that the resting pallets 52, 53 are located at a distance from the axis of rotation of the escapement wheel set greater than the radius R of the circumscribed circle cc of the teeth 31 of the escapement wheel set 3, when at the same time the ends of the impulse pallets 21 , 22 intersect said circumscribed circle cc, and are thus located at a distance from the axis of rotation of escapement wheel set 3 less than radius R.
  • the impulse planes p of the impulse pallets 21, 22 are located on the trajectory of the teeth 31 of the escapement wheel set 3 materialized by the circle cc, whereas the rest pallets 52, 53 are located outside this trajectory.
  • the rotation of the escapement wheel set 3 necessarily causes the engagement by a tooth 31 of an impulse plane p of an impulse pallet 21, 22 and the drive, by sliding of the tooth 31 on this impulse plane p, of the balance of the regulator member 2 in oscillation around its axis.
  • the escapement 1 is thus self-starting, and facilitated by the lever arm effect of the anchor at rest between the escapement wheel set and the balance wheel.
  • the permanent connection by the member 51 of the rest anchor 3 to the balance induces, as soon as said balance is rotated, a drive moment of the rest anchor 3 around its axis applied to the point of contact. between pin 6 and slide 7 of the member of permanent link.
  • the angular amplitude of which relative to the line d is in practice at most of the order of 90° to 150°, allows, by lever arm effect between the member 51 link and the axis of rotation of the resting anchor, to actuate the alternating tilting, at the frequency of the pendulum of the resting anchor 3, and the movement of the resting pallets 52, 53 of the latter between two rest positions against the teeth 31 of the escapement wheel set 3 during the travel of the additional arc of the balance wheel, during which none of the impulse planes is in contact with the teeth 31 of the escapement wheel set 3.
  • the mechanism escapement 1 of the present invention therefore provides rests with very little friction separated from the pulses, with pulses, even at low oscillation amplitude
  • the figure 2 represents the escapement mechanism 1 in the final impulse position of a tooth 31 of the escapement wheel set 3 on the impulse pallet 21 of the regulating member 2.
  • the torque transmitted by the escapement wheel set 3 to the regulator 2 via the pallet 21 rotates it clockwise, which corollarily causes the rotation of the resting anchor 3 in the counterclockwise direction by the effect of the connection of the rear member 51 of the anchor to the pin 6 at proximity to the axis of rotation of said regulator member 2.
  • This rotation of the rest anchor 3 brings the rest pallet 52 in opposition to the rest position against the tooth 31 which has just transmitted the impulse to the regulator 2, as shown to the picture 3 .
  • the impulse pallet 22 of the balance of the regulator organ then follows a circular path between two teeth 31 of the escapement wheel set 3, without contact with them ( Fig. 18 ), throughout this alternation, corresponding to the course of the additional arc of the balance clockwise ( fig. 4 ).
  • the balance wheel is conventionally returned counterclockwise by a return spring (not shown) with which it is associated.
  • This counter-clockwise rotation causes the rotation of the rest anchor 3 clockwise this time and the disengagement of the rest pallet 52 from the escapement wheel set ( Fig. 5 ) while a tooth 31 of the latter comes to bear slidingly on the impulse plane p of the impulse pallet 22 ( Fig. 6 ), thus starting a second trailing pulse on the balance wheel via the escape wheel 3.
  • the balance wheel continues its clockwise rotation movement under this pulse until the end of this second pulse ( fig. 7 ) which causes the rest anchor 3 to pivot until it is brought into a second rest position in which the second rest pallet 53 is located opposite a tooth of the escapement wheel set 3 ( fig.
  • the figures 10 to 17 additionally represent the operation of a one-shot alternative embodiment of the escapement mechanism 1 of the invention in which the escapement mechanism comprises only one impulse pallet 21.
  • the figure 10 represents this second lost-shot version of the escapement 1 of the invention in neutral, analogously to the fig. 1 .
  • the wheel set 4 drives the escapement set 3 clockwise, which brings a tooth 31 of said set against the impulse plane p of the single impulse pallet ( fig. 11 ) to transmit a pulse to the regulating member 2.
  • This dragging pulse also causes the regulating member 2 to pivot clockwise and therefore the resting anchor 3 counterclockwise on its axis, thus bringing the end of the pulse ( fig. 12 ) the rest pallet 52 in the first rest position ( fig. 13 ) against a tooth 31 of the escape wheel set 3.
  • the regulating member 2 then performs a first alternation ( fig.
  • the invention thus proposes an escapement mechanism of simple, reliable and compact structure, suitable for low oscillation amplitudes and high frequencies of the regulating organ of a watch mechanism, which can be used both in watch and clock mechanisms by significantly improving the performance of these mechanisms compared to the dragging rest escapements known hitherto.

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Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un mécanisme d'échappement à ancre de repos trainant à impulsions séparées des repos par l'intermédiaire d'une fourchette de repos apte à être agencée en liaison cinématique avec un organe régulateur de pièce d'horlogerie.
  • L'invention concerne par ailleurs une pièce d'horlogerie comportant un tel mécanisme d'échappement coopérant avec un organe régulateur adapté, notamment de type balancier-spiral ou oscillateur à couteaux.
    • Etat de la technique
  • On connait depuis longtemps dans le domaine de l'horlogerie les échappements à repos trainants ou frottants, qui ont été développés et sont aujourd'hui encore utilisés notamment dans des horloges, dont l'organe régulateur est constitué d'un pendule. Ce type d'échappements comporte un organe, généralement solidaire de l'organe régulateur de la pièce horlogerie qui le comporte, qui se trouve en contact permanent de la roue d'échappement pendant les phases de repos. En conséquence, il présente un mauvais rendement et altèrent singulièrement l'isochronisme d'un organe régulateur de type balancier-spiral, ce qui le rend particulièrement inadapté pour distribuer l'énergie motrice au sein de mouvements de montres de poche ou de montre-bracelet comportant majoritairement ce type d'organe régulateur.
  • Ces échappements sont toutefois intéressants car relativement simples à mettre en œuvre, moins sensibles aux perturbations de fonctionnement telles que des chocs, et ils sont adaptés pour de faibles amplitudes de déplacement d'organe régulateur, avec des angles de levée réduits.
  • On connaît aussi le document EP 1 045 297 A1 qui présente un échappement coaxial.
  • La présente invention a pour but de proposer un nouvel échappement à ancre de repos de rendement amélioré, comprenant un angle de levée minime sur l'organe régulateur afin de le rendre viable à une utilisation dans un mouvement horloger de montre mécanique mais qui ne souffre pas les limitations des échappements à repos frottants connus.
  • Un autre but de l'invention concerne également la proposition une pièce d'horlogerie comportant un tel échappement.
    • Divulguation de l'invention
  • Ainsi, selon un premier objet, la présente invention propose un mécanisme d'échappement à ancre de repos pour une pièce d'horlogerie comportant un organe régulateur, le mécanisme d'échappement comportant:
    • un mobile d'échappement mobile en rotation autour d'un premier axe de rotation et doté d'une série de dents périphériques, et
    • une ancre de repos, mobile en rotation autour d'un second axe de rotation parallèle au premier, ladite ancre comportant une première et une seconde palettes de repos agencées respectivement à une extrémité d'un premier et d'un second bras et aptes à engager alternativement une dent du mobile d'échappement à chaque pas de rotation du mobile d'échappement et de l'ancre autour de leur axe de rotation respectif.
  • Conformément à l'invention, le mécanisme d'échappement comporte en outre au moins une palette d'impulsion apte à être fixée sur un dit organe régulateur pour transmettre une impulsion par glissement d'une dent du mobile d'échappement sur un plan d'impulsion de ladite palette d'impulsion une fois au moins toutes les deux alternances dudit organe régulateur alors que l'ancre de repos comporte un membre de liaison cinématique permanente en rotation au dit organe régulateur de manière à procurer un bras de levier entre l'axe de rotation de l'organe régulateur et le mobile d'échappement.
  • Le mécanisme d'échappement de la présente invention s'apparente ainsi à un échappement de type Graham, communément employé dans des horloges, mais avec une ancre de repos distincte de la (ou des) palette(s) d'impulsions, elle(s)-même apte(s) à être solidarisée(s) sur un organe régulateur de pièce d'horlogerie, notamment d'un balancier de balancier spiral tel que communément employé dans les montres ou encore de type résonateur à couteaux décrit dans la demande de brevet WO2016/012281 de la Demanderesse.
  • On obtient ainsi une configuration d'échappement à ancre de repos par laquelle les phases d'impulsions et de repos sont séparées, avec un frottement des repos considérablement réduits en comparaison des échappements à repos frottants de l'art antérieur, et ce durant toute les phases de parcours par l'organe régulateur de son arc supplémentaire. De plus, l'ancre de repos étant en liaison permanente avec l'organe régulateur, seul le mouvement de ce dernier participe au pivotement de l'ancre de repos et donc aux dégagements du mobile d'échappement. On réduit ainsi les effets de tirage rencontrés dans des échappements à ancre classiques, de même que l'on diminue sensiblement les frottements, donc les perturbations au balancier connus des échappements à ancre à repos connus de l'art antérieur, donc l'isochronisme du mouvement horloger comportant ledit échappement.
  • Le mécanisme d'échappement de l'invention peut en outre avantageusement être au choix un échappement à coup perdu, ce qui réduit les phases d'impulsions « trainantes » à une impulsion toutes les deux alternances de l'organe régulateur, tout en assurant des dégagements périodiques à la fréquence souhaitée de l'organe régulateur.
  • Le mécanisme d'échappement de l'invention est en outre sécurisé par la liaison permanente prévue de l'ancre de repos à l'organe régulateur, qui prévient tout renversement et blocage dans de faibles amplitudes angulaires de mouvement de l'organe régulateur.
  • Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, l'ancre de repos et la au moins une palette d'impulsion sont agencées vis-à-vis du mobile d'échappement de telle sorte que, dans une position dite de « point mort», c'est-à-dire hors phases de repos ou d'impulsion, les palettes de repos soient situées à une distance de l'axe de rotation du mobile d'échappement supérieure au rayon du cercle circonscrit aux dents dudit mobile d'échappement alors qu'une extrémité au moins de la au moins une palette d'impulsion est située à une distance de l'axe de rotation du mobile d'échappement inférieure audit rayon. En conséquence, on comprend bien que dans une position de point mort, les palettes de repos sont distantes des dents du mobile d'échappement à la périphérie de celui-ci alors que la ou les palettes d'impulsions s'étendent au moins partiellement entre lesdites dents du mobile d'échappement.
  • Cet agencement particulier d'échappement permet notamment d'assurer un caractère autodémarrant au mécanisme d'échappement de la présente invention puisque le couple de l'organe régulateur suffit, par effet du bras de levier procuré par l'ancre de repos entre l'axe de rotation de l'organe régulateur et le mobile d'échappement à dégager le mobile d'échappement, qui va va pouvoir engager un plan d'impulsion d'une palette d'impulsion sous l'action d'entrainement du rouage de finissage d'un mouvement horloger auquel il est associé sans contact avec la palette de repos, préalablement dégagée par la rotation de l'ancre de repos induite par l'organe régulateur.
  • Selon un mode de réalisation particulier, les dents du mobile d'échappement présentent une épaisseur supérieure, sensiblement du double par exemple, à celle de la serge du mobile d'échappement depuis laquelle elles s'étendent. Ceci permet notamment d'assurer, lors des phases d'impulsion, un appui sécurisé d'une dent sur le plan d'impulsion d'une palette d'impulsion et le passage libre d'une dite palette d'impulsion au-dessus de la serge entre deux dents lors du parcours de l'arc supplémentaire de l'organe régulateur sur lequel ladite palette d'impulsion doit être agencée en utilisation du mécanisme d'échappement inventif dans une pièce d'horlogerie.
  • Selon un mode de réalisation particulier, l'ancre de repos comporte un membre de liaison cinématique permanente à un dit organe régulateur agencé à l'extrémité d'un bras s'étendant à l'opposé des palettes de repos, ledit membre de liaison comportant une coulisse apte à recevoir une goupille, plot, ergot ou analogue destiné à être fixé sur un dit organe régulateur pour réaliser une liaison pivot glissant entre l'ancre de repos et ledit organe régulateur.
  • De façon avantageuse, ladite coulisse peut être usinée dans la masse à l'extrémité du membre de liaison de l'ancre de repos, par exemple sous la forme d'une gorge ou saignée fermée ou débouchante, formant alors une forme de fourchette de liaison.
  • Dans une forme de réalisation particulière, le mécanisme d'échappement comporte une seule palette d'impulsion. L'échappement de l'invention est alors un échappement à coup perdu.
  • Dans une autre forme de réalisation, le mécanisme d'échappement comporte deux palettes d'impulsion aptes à être fixées de manière symétrique sur un dit organe régulateur rapport à une droite passant par les axes de rotation desdits organe régulateur et mobile d'échappement.
  • Conformément à un deuxième objet, la présente invention propose également une pièce d'horlogerie, notamment une montre, comportant un mouvement horloger équipé d'une source motrice mécanique, d'un rouage de finissage, d'un organe régulateur et d'un mécanisme d'échappement selon l'invention agencé en liaison cinématique par son mobile d'échappement au rouage de finissage d'une part et par le membre de liaison de l'ancre de repos au dit organe régulateur une palette d'impulsion au moins dudit mécanisme d'échappement étant en outre fixée sur ledit organe régulateur pour recevoir de manière périodique une quote-part d'énergie mécanique de la source motrice par impulsion trainante d'une dent du mobile d'échappement sur un plan d'impulsion de la palette d'impulsion.
  • Un dernier objet de la présente invention concerne en outre la proposition d'un organe régulateur pour pièce d'horlogerie adapté pour fonctionner de concert avec le mécanisme d'échappement précédemment décrit. En particulier, l'organe régulateur selon l'invention peut avantageusement être un ensemble balancier-spiral comportant en saillie par rapport à la serge de balancier une palette d'impulsion ou deux palettes d'impulsion, fixées sur ledit balancier.
    • 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 lesquels :
    • La figure 1 représente un mécanisme d'échappement selon la présente invention dans une position neutre dite de « point mort», hors phases de repos ou d'impulsion à un organe régulateur de type balancier-spiral, dont seul le balancier est représenté sur la figure ;
    • Les figures 2 à 9 représentent l'échappement de la figure 1 dans différentes positions et phases de fonctionnement sur une oscillation complète du balancier de l'organe régulateur associé ;
    • Les figures10 à 17 représentent une variante de réalisation du mécanisme d'échappement selon l'invention dans une forme à coup perdu et ses différentes positions et phases de fonctionnement sur une oscillation complète du balancier de l'organe régulateur associé ;
    • Les figures 18 à 20 représentent des agrandissements des figures 4, 9 et 17 respectivement, montrant le passage d'une palette d'impulsion sans contact entre les dents du mobile d'échappement lors du parcours de l'arc supplémentaire d'un organe régulateur associé au mécanisme d'échappement de l'invention.
    Modes de réalisation de l'invention
  • La présente invention propose un nouveau type d'échappement pour pièces d'horlogerie comportant une ancre de repos et des palettes d'impulsions séparées, et agencées de telle sorte que les repos soient séparées des impulsions, afin de réduire les problèmes connus des échappements à repos trainants connus de l'art antérieur,
  • L'échappement de la présente invention présente une structure extrêmement simple de construction et de compacité, compatible avec l'utilisation d'organes régulateur de type balancier-spiral classiquement employés dans les montres de poche ou montre-bracelet mais avec de plus faibles amplitudes d'oscillations du balancier, et donc de plus hautes fréquences, sans en perturber significativement l'isochronisme.
  • Un premier mode de réalisation particulier du mécanisme d'échappement 1 de l'invention est ainsi représenté sur la fig. 1, dans une position dite de « point mort », hors phases d'impulsion ou de repos. Par simplification et clarté de représentation, le mécanisme d'échappement 1 est représenté sur cette fig. 1 (et suivantes) en collaboration avec un balancier partie d'un organe régulateur 2 de type balancier-spiral dont le spiral n'est pas représenté et un mobile 4 d'un rouage de finissage d'un mouvement horloger. L'organe régulateur 2 pourrait aussi être de type résonateur à couteaux, comme proposé par la Demanderesse dans la demande de brevet WO 2016/012281 . Les figures 2 à 9 représentent ensuite les différentes phases de fonctionnement de l'échappement inventif sur une oscillation complète du balancier 2.
  • Le mécanisme d'échappement 1 de la présente invention comporte ainsi en premier lieu un mobile d'échappement 3 mobile en rotation autour d'un premier axe autour sur lequel est également chassé un pignon d'échappement (non représenté) permettant d'accoupler le mobile d'échappement 3 à un mobile terminal 4 du rouage de finissage d'un mouvement horloger. Le mobile d'échappement 3 comporte une série de dents 31 périphériques s'étendant, de manière classique, depuis une serge 32 du mobile d'échappement 1. De façon préférée, les dents 31 présentent en leur extrémité libre une épaisseur, mesurée dans le plan du mobile d'échappement 3 dans lequel s'étendent la serge 32 et les dents 31, perpendiculairement à l'axe de rotation du mobile d'échappement 3, qui est supérieure à celle de la serge 32. Cette différence d'épaisseur entre les dents 31 et la serge 32 du mobile d'échappement est représentée schématiquement sur les figures par un trait d'épaulement à proximité du pied de chaque dent 31. Cette épaisseur accrue des dents par rapport au reste du mobile procure comme il sera exposé par la suite une capacité au mobile d'échappement 3 à coopérer alternativement avec une ancre de repos 5 et des palettes d'impulsion 21, 22 fixées sur le balancier de l'organe régulateur 2 mobiles dans des plans parallèles superposés et sécants desdites dents 31.
  • Le mécanisme d'échappement 1 comporte donc en outre une ancre de repos 5, intercalée entre le balancier de l'organe régulateur 2 et le mobile d'échappement 3, et deux palettes d'impulsions 21, 22, avantageusement fixées sur le balancier de l'organe régulateur 2, par tout moyen approprié, notamment par collage ou vissage, ou encore venues de matière dans la masse du balancier lors de la fabrication de celui-ci puis usinage. Les palettes d'impulsions 21, 22 sont de préférence agencées sur l'organe régulateur 2 de manière symétrique par rapport à une droite d passant par les axes de rotation desdits organe régulateur 2 et mobile d'échappement 3 dans ladite position de «point mort» représentée sur la fig. 1, conférant ainsi à l'organe régulateur 2 l'allure d'une ancre. Ces palettes d'impulsions 21, 22 comportent chacune un plan d'impulsion p coupant, en position de « point mort » (fig. 1) le cercle circonscrit cc aux dents 31 du mobile d'échappement 3.
  • Toutefois, comme il sera décrit plus en détail par la suite les palettes d'impulsions 21, 22 n'interviennent dans le cadre du mécanisme de l'invention que pour les phases d'impulsions de la roue d'échappement 3 au balancier de l'organe régulateur 2 et non de repos, ces dernières étant réalisées exclusivement par l'ancre de repos 5. Cette dernière est mobile en rotation autour d'un axe de rotation parallèle aux axes de rotation de l'organe régulateur 2 et du mobile d'échappement 3. L'ancre de repos 5 comporte une première et une seconde palettes de repos 52, 53 agencées respectivement à une extrémité d'un premier et d'un second bras 54, 55. Ces palettes de repos 52, 53 sont adaptées pour engager alternativement en une première et une seconde position de repos, par déplacement induit directement et exclusivement par le balancier de l'organe régulateur 2, une dent 31 du mobile d'échappement 3 à chaque pas de rotation de ce dernier. L'ancre de repos 5 comporte aussi un membre 51 de liaison cinématique permanente à l'organe régulateur 2.
  • Ledit membre 51 de liaison cinématique permanente à l'organe régulateur est conformé avantageusement à l'extrémité d'un bras s'étendant à l'opposé des palettes de repos 52, 53 en une coulisse 7 apte à recevoir un élément de liaison glissant mâle tel une goupille 6, ou encore un plot, ergot ou analogue chassé sur l'organe régulateur 2 pour réaliser une liaison pivot glissant entre l'ancre de repos 5 et l'organe régulateur 2. La coulisse 7 peut être réalisée de diverses formes. Elle peut par exemple être usinée dans la masse à l'extrémité du membre de liaison 51 de l'ancre de repos 5, sous la forme d'une gorge ou saignée fermée, droite, ou encore en forme de Y afin de permettre une amplitude de course du régulateur jusqu'à plus de 90° notamment. En variante, comme représentée sur les figures, elle peut aussi consister en une encoche ou saignée, usinée ou formée de matière dans la masse de l'ancre de repos 5 selon le matériau de celle-ci, formant une fourchette de liaison à deux dents de part et d'autre de l'encoche, dans laquelle peut glisser la goupille 6 de liaison à l'organe régulateur 2. En tout état de cause, la coulisse 7 et la goupille 6 sont agencées sur l'ancre de repos 5 et l'organe régulateur 2 de telle sorte que ladite goupille 6 soit disposée et se déplace, en fonctionnement du mécanisme d'échappement 1, à l'intérieur de la coulisse 7 et soit en permanence en contact avec les parois de celle-ci, en toutes positions du balancier de l'organe régulateur 2, par opposition à l'interaction d'une ancre avec la cheville de balancier dans les mécanismes d'échappement classiques de l'art antérieur.
  • Comme indiqué précédemment, l'ancre de repos 5 est agencée par rapport à l'organe régulateur 2 et le mobile d'échappement 3 de telle sorte que, dans la position de point mort de l'échappement représentée à la fig. 1, son axe de rotation soit parallèle aux axes de rotation de l'organe régulateur 2 et du mobile d'échappement 3. De plus, toujours dans cette position de point mort, l'ancre de repos 5 doit être telle que les palettes de repos 52, 53 soient situées à une distance de l'axe de rotation du mobile d'échappement supérieure au rayon R du cercle circonscrit cc aux dents 31 du mobile d'échappement 3, quand dans le même temps les extrémités des palettes d'impulsion 21, 22 coupent ledit cercle circonscrit cc, et sont donc ainsi situées à une distance de l'axe de rotation du mobile d'échappement 3 inférieure au rayon R.
  • Par cette configuration, au point mort de l'échappement 1, les plans d'impulsions p des palettes d'impulsion 21, 22 sont situés sur la trajectoire des dents 31 du mobile d'échappement 3 matérialisée par le cercle cc, alors que les palettes de repos 52, 53 sont situées hors de cette trajectoire. Aussi, la rotation du mobile d'échappement 3 entraine nécessairement l'engagement par une dent 31 d'un plan d'impulsion p d'une palette d'impulsion 21, 22 et l'entrainement, par glissement de la dent 31 sur ce plan d'impulsion p, du balancier de l'organe régulateur 2 en oscillation autour de son axe. L'échappement 1 est ainsi autodémarrant, et facilité par l'effet de bras de levier de l'ancre de repos entre le mobile d'échappement et le balancier. En effet, la liaison permanente par le membre 51 de l'ancre de repos 3 au balancier induit, dès la mise en rotation dudit balancier, un moment d'entrainement de l'ancre de repos 3 autour de son axe appliqué au point de contact entre la goupille 6 et la coulisse 7 du membre de liaison permanente. Ainsi, même un déplacement angulaire très faible du balancier, dont l'amplitude angulaire par rapport à la droite d est en pratique au maximum de l'ordre de 90° à 150°, permet, par effet de bras de levier entre le membre 51 de liaison et l'axe de rotation de l'ancre de repos, d'actionner le basculement alterné, à la fréquence du balancier de l'ancre de repos 3, et le déplacement des palettes de repos 52, 53 de cette dernière entre deux positions de repos contre les dents 31 du mobile d'échappement 3 durant le parcours de l'arc supplémentaire du balancier, au cours duquel aucun des plans d'impulsions n'est en contact des dents 31 du mobile d'échappement 3. Le mécanisme d'échappement 1 de la présente invention procure donc des repos très faiblement frottants séparés des impulsions, avec des impulsions, même à faible amplitude d'oscillation du balancier de l'organe régulateur 2.
  • Le fonctionnement du mécanisme d'échappement de l'invention sur une oscillation complète de l'organe régulateur 2 est représenté aux figures 2 à 9 et décrit ci-après. Par convention, les sens de rotation du balancier de l'organe régulateur, de l'ancre de repos et du mobile d'échappement seront qualifiées de horaire, respectivement antihoraire, en référence aux représentations planaires de chacune des figures.
  • La figure 2 représente le mécanisme d'échappement 1 en position finale d'impulsion d'une dent 31 du mobile d'échappement 3 sur la palette d'impulsion 21 de l'organe régulateur 2. Le couple transmis par le mobile d'échappement 3 au régulateur 2 via la palette 21 fait pivoter celui-ci dans le sens horaire, ce qui entraine corollairement la rotation de l'ancre de repos 3 dans le sens antihoraire par effet de la liaison du membre postérieur 51 de l'ancre à la goupille 6 à proximité de l'axe de rotation dudit organe régulateur 2. Cette rotation de l'ancre de repos 3 amène la palette de repos 52 en opposition en position de repos contre la dent 31 qui vient de transmettre l'impulsion au régulateur 2, comme représenté à la figure 3. La palette d'impulsion 22 du balancier de l'organe régulateur suit alors une trajectoire circulaire entre deux dents 31 du mobile d'échappement 3, sans contact avec celles-ci (Fig. 18), sur toute cette alternance, correspondant au parcours de l'arc supplémentaire du balancier dans le sens horaire (fig. 4).
  • A la fin de son arc supplémentaire, le balancier est rappelé de manière classique en sens antihoraire par un ressort de rappel (non représenté) auquel il est associé. Cette rotation en sens antihoraire entraine la rotation de l'ancre de repos 3 dans le sens cette fois horaire et le dégagement de la palette de repos 52 du mobile d'échappement (Fig. 5) alors qu'une dent 31 de ce dernier vient prendre appui glissant sur le plan d'impulsion p de la palette d'impulsion 22 (Fig. 6), débutant ainsi une seconde impulsion trainante au balancier via le mobile d'échappement 3. Le balancier poursuit son mouvement de rotation horaire sous cette impulsion jusqu'à la fin de cette seconde impulsion (fig. 7) ce qui fait pivoter l'ancre de repos 3 jusqu'à l'amener en une seconde position de repos dans laquelle la seconde palette de repos 53 est située en opposition d'une dent du mobile d'échappement 3 (fig. 8), stoppant la rotation de ce dernier. Le balancier de l'organe régulateur 2 peut alors parcourir son arc supplémentaire dans le sens antihoraire durant lequel la palette d'impulsion 21 circule entre deux dents 31 du mobile d'échappement 3 au repos, tel que représenté aux fig. 9 et 20. Ainsi on peut noter que durant les phases de repos, la roue d'échappement n'a de contact qu'avec l'ancre de repos 3 et pas avec les palettes d'impulsions 21, 22. A la fin de cette seconde alternance l'organe régulateur repart en sens horaire et ainsi de suite selon le cycle ainsi décrit précédemment des figures 2 à 9.
  • Les figures 10 à 17 représentent additionnellement le fonctionnement d'une variante de réalisation à un coup perdu du mécanisme d'échappement 1 de l'invention dans lequel, le mécanisme d'échappement ne comporte qu'une palette d'impulsion 21.
  • La figure 10 représente cette seconde version à coup perdu de l'échappement 1 de l'invention au point mort, de manière analogue à la fig. 1. Depuis cette position de point mort, le mobile de rouage 4 entraine le mobile d'échappement 3 en sens horaire ce qui amène une dent 31 dudit mobile contre le plan d'impulsion p de la palette d'impulsion unique (fig. 11) pour transmettre une impulsion à l'organe régulateur 2. Cette impulsion trainante fait pivoter l'organe régulateur 2 en sens horaire lui aussi et donc l'ancre de repos 3 en sens antihoraire sur son axe, amenant ainsi en fin d'impulsion (fig. 12) la palette de repos 52 en première position de repos (fig. 13) contre une dent 31 du mobile d'échappement 3. L'organe régulateur 2 effectue alors une première alternance (fig. 14) en sens horaire puis revient en sens antihoraire sous la force de rappel simple du ressort de rappel y associé vers la position de point mort (fig. 15). L'organe régulateur 2 portant la palette d'impulsion 21 unique effectue alors son coup perdu entre deux dents 31 du mobile d'échappement (fig. 16 et 20), ce qui au passage au point mort fait pivoter l'ancre de repos 3 en sens horaire amenant la seconde palette de repos 53 en second position de repos pour empêcher la rotation du mobile d'échappement pendant le coup perdu et le parcours de la seconde alternance complète du balancier, comme représenté fig. 17, qui revient ensuite en sens inverse de manière classique et ainsi de suite.
  • Dans cette configuration, on obtient une perturbation encore moindre de l'organe régulateur 2 avec des phases trainantes à l'impulsion et au repos considérablement réduites et donc un meilleur rendement de l'échappement de l'invention.
  • L'invention propose ainsi un mécanisme d'échappement de structure simple, fiable et peu encombrante, adapté à de faibles amplitudes d'oscillations et de hautes fréquences de l'organe régulateur d'un mécanisme horloger, qui peut être employé aussi bien dans des mécanismes de montres que d'horloges en améliorant singulièrement les performances de ces mécanismes en comparaison des échappements à repos trainants connus jusqu'alors.

Claims (10)

  1. Mécanisme (1) d'échappement à ancre de repos (5) pour une pièce d'horlogerie comportant un organe régulateur (2) de type balancier spiral, comportant :
    - un mobile d'échappement (3) mobile en rotation autour d'un premier axe de rotation et doté d'une série de dents (31) périphériques, et
    - une ancre de repos (5), mobile en rotation autour d'un second axe de rotation parallèle au premier axe de rotation, ladite ancre de repos (5) comportant une première et une seconde palettes de repos (52, 53) agencées respectivement à une extrémité d'un premier et d'un second bras (54, 55) et aptes à engager alternativement une dent (31) du mobile d'échappement à chaque pas de rotation du mobile d'échappement (3) et de l'ancre de repos (5) autour de leur axe de rotation respectif,
    caractérisé en ce qu'il comporte au moins une palette d'impulsion (21, 22) apte à être fixée sur un dit organe régulateur (2) pour transmettre une impulsion par glissement d'une dent (31) du mobile d'échappement (3) sur un plan d'impulsion (p) de ladite palette d'impulsion (21, 22) une fois au moins toutes les deux alternances dudit organe régulateur (2) alors que l'ancre de repos (5) comporte un membre (51) de liaison cinématique permanente en rotation au dit organe régulateur (2) de manière à procurer un bras de levier entre l'axe de rotation de l'organe régulateur (2) et le mobile d'échappement (3).
  2. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ancre de repos (5) et la au moins une palette d'impulsion (21, 22) sont agencées vis-à-vis du mobile d'échappement (3) de telle sorte que, dans une position de « point mort », hors repos ou impulsion, les palettes de repos (52, 53) soient situées à une distance de l'axe de rotation du mobile d'échappement supérieure au rayon (R) du cercle circonscrit (cc) aux dents dudit mobile d'échappement (3) alors qu'une extrémité au moins de la au moins une palette d'impulsion (21, 22) est située à une distance de l'axe de rotation du mobile d'échappement (3) inférieure audit rayon (R).
  3. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les dents (31) du mobile d'échappement (3) présentent une épaisseur, considérée dans le plan dudit mobile perpendiculaire à son axe de rotation, supérieure à celle de la serge (32) du mobile d'échappement (3) depuis laquelle elles s'étendent.
  4. Mécanisme d'échappement (1) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'ancre de repos (5) comporte un membre (51) de liaison cinématique permanente à un dit organe régulateur (2) agencé à l'extrémité d'un bras s'étendant à l'opposé des palettes de repos (52, 53).
  5. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit membre (51) de liaison comporte une coulisse (7) apte à recevoir une goupille (6), plot, ergot ou analogue destiné à être fixé sur un dit organe régulateur (2) pour réaliser une liaison pivot glissant entre l'ancre de repos (5) et ledit organe régulateur (2).
  6. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite coulisse peut être usinée dans la masse à l'extrémité du membre de liaison de l'ancre de repos.
  7. Mécanisme d'échappement (1) selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que ladite coulisse (7) est constitué d'une gorge ou saignée fermée ou débouchante.
  8. Mécanisme d'échappement (1) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte une unique palette d'impulsion (21).
  9. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte deux palettes d'impulsion (21, 22) aptes à être fixées de manière symétrique sur un dit organe régulateur par rapport à une droite (d) passant par les axes de rotation desdits organe régulateur (2) et mobile d'échappement (3) dans ladite position de « point mort ».
  10. Pièce d'horlogerie, comportant un mouvement horloger équipé d'une source motrice mécanique, d'un rouage de finissage, d'un organe régulateur (2) et d'un mécanisme d'échappement (1) selon l'une des revendications 1 à 9, agencé en liaison cinématique par son mobile d'échappement (3) à un mobile (4) du rouage de finissage d'une part et par le membre (51) de liaison permanente de l'ancre de repos (5) au dit organe régulateur (2), la au moins une dite palette d'impulsion (21, 22) du mécanisme d'échappement (1) étant en outre fixée sur ledit organe régulateur (2) de manière à recevoir de manière périodique une quote-part d'énergie mécanique de la source motrice par impulsion trainante d'une dent (31) du mobile d'échappement (3) sur un plan d'impulsion (p) de la palette d'impulsion (21, 22).
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