EP3910426A1 - Mouvement horloger comprenant un échappement muni d'une roue dentée et d'un arrêtoir - Google Patents

Mouvement horloger comprenant un échappement muni d'une roue dentée et d'un arrêtoir Download PDF

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EP3910426A1
EP3910426A1 EP21156454.7A EP21156454A EP3910426A1 EP 3910426 A1 EP3910426 A1 EP 3910426A1 EP 21156454 A EP21156454 A EP 21156454A EP 3910426 A1 EP3910426 A1 EP 3910426A1
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EP
European Patent Office
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mechanical
escape wheel
watch movement
escapement
mechanical resonator
Prior art date
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EP21156454.7A
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German (de)
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EP3910426B1 (fr
Inventor
Gianni Di Domenico
Gérard Surmely
Marc Stranczl
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Swatch Group Research and Development SA
Original Assignee
Swatch Group Research and Development SA
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Publication date
Application filed by Swatch Group Research and Development SA filed Critical Swatch Group Research and Development SA
Publication of EP3910426A1 publication Critical patent/EP3910426A1/fr
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    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
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    • 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
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • G04B13/027—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots planar toothing: shape and design
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    • G04B43/00—Protecting clockworks by shields or other means against external influences, e.g. magnetic fields
    • G04B43/002—Component shock protection arrangements

Definitions

  • the invention relates to watch movements comprising an escapement provided with a stopper cooperating, on the one hand, with a toothed escape wheel and, on the other hand, with a mechanical resonator.
  • the invention relates to a watch movement provided with an escapement comprising a magnetic coupling system between a toothed escape wheel and an anchor.
  • the anchor has a reciprocating movement which is synchronous, but different from the periodic movement of the mechanical resonator, this anchor being arranged so as to periodically stop the escape wheel so that the latter has a step-by-step rotation which is clocked by the mechanical resonator.
  • magnetic escapement is understood to mean an escapement provided with magnets arranged partly on the anchor and partly on the escape wheel so as to generate a magnetic coupling between the anchor and the escape wheel.
  • the Swiss lever escapement has been known for a very long time.
  • the teeth of the escape wheel cooperate with two vanes of the anchor in a determined manner allowing a step-by-step rotation of the escape wheel which is synchronous with the oscillation of the mechanical resonator, namely usually a sprung balance.
  • the sustaining pulses generated by the escapement and transmitted to the resonator gradually decrease in intensity so that when the wheel dips. 'exhaust ends up stopping then as said torque force becomes less than a limit value, the energy stored in the resonator is relatively low.
  • the risk that a pallet or a tooth of the escape wheel is damaged during a possible terminal impact between a pallet and a tooth, depending on the angular stop position of the escape wheel is relatively low. although not excluded.
  • the situation is more problematic in the case of a watch movement provided with a constant force drive system for the escapement wheel, since the resonator retains substantially the same mechanical energy throughout the operation of the escapement until 'when the escape wheel and its drive are stopped. The risk of an accidental event at the end of the watch movement is therefore increased.
  • the patent application EP 2 801 868 A2 proposes an escape wheel provided with teeth mounted on flexible blades oriented radially, so that these blades can easily be deformed under the action of a tangential force. Stops formed by the configuration of the escape wheel in the general plane of the teeth are provided to limit such tangential deformation and also rotation of the teeth.
  • the escape wheel of the hybrid escapement comprises projecting parts intended to cooperate with the mechanical vanes of the anchor in at least one phase of the operation of the escapement (for example at start-up and more particularly during the normal operation of the movement. watchmaker, to absorb kinetic energy at each step of the escape wheel and define angular stop positions for the escape wheel, as will be explained in the detailed description of the invention).
  • the hybrid escapement presents the risk of the escape wheel stopping in an unfavorable angular position while the mechanical resonator still has nominal mechanical energy.
  • the sustain pulses are magnetic pulses having a constant value as long as the force torque supplied to the escape wheel is greater than or equal to a certain lower limit.
  • the invention relates to a watch movement comprising a mechanical resonator and an escapement which is associated with this mechanical resonator, the escapement comprising an escape wheel, provided with a plurality of projecting parts, and a stopper comprising two mechanical paddles, forming two mechanical stops for the plurality of projecting parts, and a fork arranged to cooperate with the mechanical resonator via a periodic engagement of a pin, integral with this mechanical resonator, between two horns of the fork.
  • the mechanical resonator is coupled to the stopper so that, during normal operation of the watch movement, the stopper undergoes an alternating movement between two rest positions in which this stopper remains alternately during successive time intervals.
  • the escapement is arranged so as to allow, during normal operation of the watch movement, absorption of kinetic energy from the escapement wheel by successive shocks, between the plurality of projecting parts and alternately the two mechanical paddles, respectively in end of successive steps of a step-by-step rotation of the escape wheel.
  • the escapement is arranged so that, when the stopper is tilted from a first of its two rest positions towards the second rest position, while the escape wheel has a any angular position in a plurality of ranges of angular positions corresponding respectively to the plurality of protrusions, one of the two mechanical paddles abuts against a protruding part corresponding to the range of angular positions concerned before the stopper can reach an angular position of release of the pin on the side of the second rest position, said one of the two mechanical paddles then exerting on said projecting part a radial force, relative to the axis of rotation of the escape wheel, the intensity of which is a function of said any angular position of the escape wheel.
  • the projecting parts of the escape wheel are flexible and each is arranged so as to be able to flex, in a general plane perpendicular to an axis of rotation of the stopper, undergoing a radial elastic deformation under the action of said stopper.
  • radial force, each projecting part having an elastic capacity making it possible to elastically absorb, during said elastic deformation, the major part of a maximum mechanical energy that the mechanical resonator can have during normal operation of the watch movement.
  • the flexible protrusions are configured and the elasticity coefficients of these flexible protrusions are selected so as to allow good elastic absorption of the mechanical energy of the mechanical resonator in the case of '' stopping the escape wheel in an angular position of the range of angular positions corresponding to the protruding part concerned, while the mechanical resonator oscillates with an amplitude corresponding to normal operation of the watch movement, and so as to allow a good non-elastic absorption of the kinetic energy of the escape wheel at the end of each step of its step-by-step rotation during normal operation.
  • the impact between a mechanical pallet and a protruding part generates, in normal operation, on this protruding part a force tangential, relative to the axis of rotation of the escape wheel, while the impact between a mechanical pallet and this projecting part, when stopping the escape wheel in the range of angular positions corresponding to the part projecting considered, generates on this projecting part generally a mainly radial force.
  • a plurality of rigid parts, integral with the escape wheel are respectively arranged behind the plurality of flexible protrusions, relative to the normal direction of the step-by-step rotation of the wheel. escape wheel, so that each flexible projecting part is retained by the corresponding rigid part during an impact, among the successive impacts mentioned above, occurring between this projecting part and one or the other of the two mechanical paddles, to prevent or limit a retreat of this flexible protrusion during this impact and allow dissipation of the major part of the kinetic energy that the escape wheel has at the start of this impact.
  • each flexible protrusion subjected to the radial force can elastically deform so as to elastically absorb most of the work of this radial force.
  • the escapement or a drive mechanism for the escape wheel is arranged so that, during normal operation of the watch movement, the escape wheel supplies impulses to the stopper. Maintenance of an oscillation of the mechanical resonator which have a substantially constant energy as long as the watch movement is functioning normally.
  • the escapement comprises a magnetic system magnetically coupling the escape wheel and the stopper, this magnetic system being arranged so as to generate, during normal operation of the watch movement, magnetic pulses which form the constant energy sustain pulses mentioned above.
  • the stopper also has an elastic capacity allowing it to absorb elastically, when one of the two mechanical paddles abuts against a protruding part while the escape wheel has an angular position inside it. the corresponding range of angular positions and that the mechanical resonator is braked by the stopper, part of a mechanical energy that the mechanical resonator possesses at the start of such an event.
  • the anchor and the protruding part in question together advantageously have an elastic capacity allowing them to elastically absorb during said event a maximum mechanical energy that the mechanical resonator can have during normal operation of the watch movement.
  • a preferred embodiment of a watch movement according to the invention will be described below, which is of the mechanical type and comprises a mechanical resonator 2, of which only the axis 4, the small plate 6 having a notch and the pin 10 have been shown.
  • the watch movement comprises an escapement 12 which is associated with the mechanical resonator, the small plate and the pin of which are elements forming this escapement.
  • the escapement 12 further comprises an escape wheel 16 and an anchor 14 provided with an axis 15 defining its axis of rotation.
  • the anchor 14 is formed, on the one hand, of a fork 18, comprising two horns 19a and 19b, and of a stinger 8 and, on the other hand, of two arms 24 and 26, the free ends of which respectively form two mechanical paddles 28 and 29.
  • a connecting portion 25 connects the fork 18 to the arm 26 which is located on the side of the axis 4 of the mechanical resonator 2 relative to the axis 15 of the anchor.
  • the two mechanical paddles respectively support two magnets 30 and 32 which form two magnetic paddles of the anchor 14.
  • the mechanical resonator 2 is coupled to the anchor so that, when the mechanical resonator oscillates normally, this anchor undergoes a reciprocating movement, synchronized with the oscillation of the mechanical resonator, between two rest positions, defined by two limiting pins 21 and 22, in which the anchor remains alternately during successive time intervals.
  • the escape wheel 16 comprises a periodic magnetized structure 36 which is arranged on a disc 34, preferably of material. non-magnetic (not conducting magnetic fields so as not to make the escape wheel sensitive to external magnetic fields which could exert a significant torque on this escape wheel if this disc were made of ferromagnetic material).
  • the structure 36 has magnetized portions 38, generally in the arc of a circle, which define increasing ramps of magnetic potential energy for the two magnetic vanes 30 and 32, which each have an axial magnetization with a polarity opposite to that of the magnetization.
  • axial of the periodic magnetized structure 36 so as to generate magnetic repulsion between the magnetic vanes and the magnetized structure. Each magnetized portion has an increasing monotonic width.
  • the width of the magnetized portions 38 increases, over the whole of their useful length, in a linear manner as a function of the angle at the center.
  • the periodic magnetized structure 36 is arranged so that its outer periphery is circular, the magnetized portions in the arc of a circle of this magnetized structure having the same configuration and being arranged circularly around the axis of rotation of the wheel. exhaust 16.
  • each increasing ramp of magnetic potential energy is provided so that each of the two magnetic paddles can climb it when the anchor is in a given rest position, among its two rest positions, and that a couple of force supplied to the escape wheel is approximately equal to a nominal force torque (in the case of a mechanical movement provided with a constant force system for driving the escape wheel) or within a range of values provided to ensure the normal operation of the watch movement (case of a conventional mechanical movement having a variable force torque applied to the escape wheel depending on the level of winding of the barrel or barrels).
  • the increasing ramps of magnetic potential energy are climbed when the anchor undergoes a reciprocating movement between its two rest positions and when the force torque supplied to the escape wheel is equal to said nominal force torque or included in the range of values provided for this torque force in normal operation, successively by each of the first and second magnetic paddles while the anchor is periodically and respectively in its first and second rest positions, and alternately by these first and second magnetic paddles during the reciprocating movement of the anchor.
  • the two magnetic paddles and the increasing ramps of magnetic potential energy are arranged so that the anchor can undergo a pulse of magnetic force in the direction of its movement, after either of the two magnetic paddles has climbed a any of said increasing ramps of magnetic potential energy, when the anchor swings from the rest position corresponding to a magnetic coupling between the relevant magnetic paddle and said any ramp of magnetic potential energy towards its other rest position.
  • the escape wheel further comprises projecting parts 42 which are associated respectively with the magnetized portions 38 and therefore with the increasing ramps of magnetic potential energy.
  • These protruding parts are formed, in the variant shown, by flexible teeth 42 extending at the periphery of a plate 40 with which the teeth are integral, this plate being integral with the escape wheel and located above. of the disc 34 which carries the magnetized structure 36.
  • the heads of the flexible teeth are located respectively at the widest end of the magnetized portions 38 and are partially superimposed on these magnetized portions.
  • Flexible teeth and mechanical paddles are formed by a non-magnetic material.
  • the plate 40 is also formed by a non-magnetic material and it is integrally formed with the teeth.
  • the teeth 42 extend in a general plane in which also extend the two mechanical vanes 28, 29 of the anchor.
  • the two magnets 30, 32 are respectively supported by the two mechanical paddles and are also located in said general plan.
  • the figures only show a lower magnet structure, located below the general plane.
  • the escape wheel further comprises an upper magnetized structure, of the same configuration as the lower magnetized structure and supported by an upper disc, preferably formed of a non-magnetic material.
  • the lower and upper magnet structures together form the periodic magnet structure. They have the same magnetic polarity, opposite to that of the two magnets of the anchor, and are arranged on either side of the geometric plane in which these two magnets forming the two magnetic vanes are located, preferably at the same distance.
  • the escapement 12 is an escapement of the hybrid type, that is to say magnetic and mechanical, which makes it possible to improve the behavior of a magnetic escapement in normal operation (that is to say during operation stable, occurring after a starting phase, with a torque of force M RE supplied to the escape wheel which is substantially equal to a torque of nominal force or within a range of values P VM provided to ensure the normal operation of the movement watchmaker, in particular correct step-by-step rotation of the escape wheel).
  • the exhaust 12 makes it possible to obtain a self-start of the assembly formed by the exhaust and the mechanical resonator.
  • the role of the teeth 42 of the escapement 12 during the normal operation of the watch movement will be explained below, in particular with the aid of the Figures 1A to 1C , and then the auto-start phase will be exposed using the Figures 2A and 2B .
  • the escapement 12 is arranged so as to allow, during normal operation of the watch movement, absorption of kinetic energy from the escapement wheel by successive shocks, between the plurality of projecting parts 42 and alternatively the two mechanical paddles 28, 29, respectively at the end of successive steps of a step-by-step rotation of the escape wheel.
  • the anchor 14 and the wheel exhaust 16 are arranged so that, in normal operation, one of the teeth 42 of the escape wheel undergoes at least an impact on one or the other of the two mechanical paddles after the corresponding magnetic paddle has climbed any of the increasing ramps of magnetic potential energy following a tilting of the anchor. This shock occurs so as to at least partially dissipate a kinetic energy of the escape wheel acquired following said tilting.
  • the teeth of the escape wheel are therefore designed to be able, during normal operation of the watch movement, to absorb the kinetic energy of this escape wheel, at each step of the escape wheel, in a non-elastic manner, after an accumulation of magnetic potential energy in the escapement provided for a next magnetic pulse of maintenance of the mechanical resonator, and thus to limit or even prevent a terminal oscillation of the escape wheel, thanks to the high damping provided, during each step of its step-by-step rotation.
  • a flexible tooth 42 presses against a mechanical stop / an anchor stop surface formed by one or the other of the anchors. two mechanical pallets.
  • P VM of the force torque M RE it is expected, in normal operation and for the entire range of values P VM of the force torque M RE , that the escape wheel is momentarily immobilized, after at least a first shock of any of its teeth against any of the two mechanical paddles 28, 29 and before a subsequent tilting of the anchor, to an angular stop position in which the any tooth presses against any mechanical paddle.
  • Each angular stop position is thus defined by a tooth resting against a mechanical pallet, as shown in Figure 1A .
  • a plurality of rigid parts formed in particular by pins 44 fixed to the disc 34 and rising therefrom in the direction of a general plane in which the flexible teeth 42 extend, are respectively arranged at the rear of the plurality of flexible teeth, so as to neutralize or inhibit most of the flexibility of these teeth during successive impacts, provided in normal operation, to absorb kinetic energy of the escape wheel at the end of each step of its step-by-step rotation and to limit or even prevent an oscillation of the escape wheel following an accumulation of magnetic potential energy preceding a first impact between a mechanical pallet and a tooth at the end of each step.
  • the plurality of rigid parts (retaining pins 44), integral with the escape wheel 16, are respectively arranged behind the plurality of flexible protruding parts (flexible teeth 42), relative to the normal direction of rotation. step of the escape wheel.
  • the configuration of the flexible teeth 42 and of the retaining pins 44 is provided so that each pin substantially blocks any movement of the corresponding tooth in a tangential direction and in a direction opposite to that of the normal rotation of the escape wheel, so that each flexible tooth 42 is retained by the corresponding pin during an impact occurring, in normal operation, between this flexible tooth and one or the other of the two mechanical paddles of the anchor, to prevent or greatly limit a recoil of this flexible tooth during this shock and allow dissipation of the major part of the kinetic energy that the escape wheel has at the start of this shock.
  • the flexible teeth 42 have a particular configuration with a head 42a, a nose of which in turn abuts, in normal operation, against one and, subsequently, the other of the two paddles.
  • mechanical anchor, a rigid or semi-rigid body 42b and an end portion 42c which is formed by a flexible blade oriented mainly tangentially relative to the center of the escape wheel, more particularly substantially parallel to the direction tangential to the end of the nose of the flexible tooth in question, this end defining the point of impact with each mechanical pallet during normal operation of the watch movement.
  • each tooth is fixed to a base 43 projecting from the plate 40 and having an orientation substantially perpendicular to this end part, the base being according to the rigid or semi-rigid variant.
  • the configuration of the flexible teeth 42 provided in the aforementioned specific variant is also advantageous and adapted to the general embodiment described above in the summary of the invention.
  • the flexible teeth have a relatively high elasticity in the radial direction at the top of their head (in the case of a frontal impact between a pallet and the top of a tooth head when the watch movement stops functioning normally, situation which will be described in more detail below with reference to Figures 3A to 3F ), but a relatively small elasticity in the tangential direction at the end of their nose (for inelastic absorption of kinetic energy of the escape wheel during the successive shocks provided with the mechanical paddles during normal operation of the watch movement ), because the end part 42c is at least semi-rigid in the longitudinal direction of the flexible blade which forms this end part.
  • retaining pins 44 are arranged behind the bodies 42b of the flexible teeth, a short distance from these tooth bodies or resting against them. Since the elasticity of each flexible tooth is mainly built into its end portion 42c and the flexible blade which forms it is expected to be oriented primarily tangentially relative to the point of contact between the flexible tooth and the retaining pin, this tooth exhibits, as desired, a relatively high rigidity upon impact between its nose and one or the other of the two mechanical paddles in normal operation (as indicated, the flexible blade which forms the terminal part of the tooth exhibits a relatively strong elasticity in the direction transverse to this blade, but relatively high rigidity in its longitudinal direction).
  • Each retaining pin 44 has at least two functions in normal operation of the watch movement, namely a first function consisting in blocking the elastic joint formed by the flexible end part 42c of the corresponding flexible tooth. to obtain a relatively high rigidity of this tooth during a tangential impact at the level of the end of said nose of its head, the second function being to participate in a non-elastic absorption of the kinetic energy of the escape wheel during of such a tangential shock.
  • FIGS 1A to 1D show four snapshots of the assembly formed of the mechanical resonator 2 and of the hybrid escapement 12 during normal operation of the watch movement incorporating this assembly.
  • the mechanical resonator 2 oscillates in its free angular range, that is to say without interaction with the fork 18 of the anchor 12, the latter is in a first of its two rest positions resting against the pin limitation 22.
  • the escape wheel 16 is in an angular end-of-step position in which it is stopped by the mechanical pallet 28 against which the nose of the head 42a of a flexible tooth 42 abuts, the body 42b of this flexible tooth being retained by a pin 44 arranged upstream of the tooth, or behind the body 42b.
  • FIG. 1B shows the aforementioned assembly while the peg 10 of the mechanical resonator is engaged in the fork / inserted between the two horns 19a and 19b thereof, just after the peg has angularly displaced the anchor 14 so as to displace sufficiently the magnet 30 in a radial direction to allow this anchor to switch between its two rest positions by generating a magnetic pulse which then generates a force torque on the anchor, which becomes driving the mechanical resonator 2, as shown, and provides it with a maintenance pulse without requiring an angular displacement of the escape wheel during this event.
  • the Figure 1C shows the assembly considered when the tilting of the anchor 14 has ended and the mechanical resonator has again freed itself from the anchor which is then in its second rest position.
  • the magnet 32 associated with the mechanical pallet 29 begins to climb a magnetic potential energy ramp formed by a magnetized portion 38 defining an increasing ramp for the magnet 32 while the escape wheel is rotated by the motor means of the clockwork movement.
  • a tangential shock occurring between a flexible tooth 42 and the mechanical pallet 29 when the magnet 32 has arrived at the top of the planned magnetic potential energy ramp. This tangential impact and the reaction of the assembly formed from the concerned tooth 42 and the retaining pin 44 which is associated with it have been explained in detail previously.
  • the flexible teeth 42 and the mechanical paddles 28, 29 are arranged so that, during a new winding of the barrel spring following a stop of the watch movement and allowing the escape wheel 16 to reset. turning in the intended direction of rotation, at least one of the two mechanical paddles 28, 29 comes into contact with a tooth 42 of the escape wheel, which are configured so that the escape wheel can supply the anchor 14 a starting mechanical force torque and therefore a starting mechanical impulse.
  • a tooth 42 of the escape wheel which are configured so that the escape wheel can supply the anchor 14 a starting mechanical force torque and therefore a starting mechanical impulse.
  • each of the flexible teeth 42 has, in a polar coordinate system which is centered on the axis of rotation of the escape wheel 16, a first inclined surface SI1 which is inclined so that each of the first and second mechanical paddles 28, 29 can, in a starting phase, slide on this first inclined surface while the escape wheel passes through a corresponding range of angular positions ⁇ .
  • inclined surface in a polar coordinate system, we understand a surface which is neither radial nor tangential.
  • each of the two mechanical pallets of the anchor has, in the polar coordinate system associated with the escape wheel, a second inclined surface SI2 when the pallet in question is in contact with one of the teeth 42 of the escape wheel. exhaust.
  • the second inclined surface is configured so that each of the teeth 42 can, in a starting phase, slide on this second inclined surface when the escape wheel passes through a range of angular positions ⁇ which corresponds to a contact zone between the tooth and the mechanical pallet considered.
  • the flexible teeth, retaining pins and mechanical paddles are arranged so that the reaction force exerted on start-up by a mechanical paddle in contact with a flexible tooth, as the escape wheel begins to rotate, has an overall orientation which passes, in the polar coordinate system of the escape wheel, above the point of contact between the body 42b of the affected tooth and the retaining pin located behind this tooth body.
  • some frictional force between that head and the inclined surface may be favorable. However, this frictional force must not be too great to allow the tooth to slide along this inclined surface to generate a starting pulse.
  • the Figure 2A shows the assembly formed by the escape wheel 16, the anchor 14 and the mechanical resonator 2 initially at a standstill, at the start of a starting pulse.
  • the horn 19b of the fork 18 begins to exert a starting force on the pin 10 of the mechanical resonator.
  • the escape wheel continues to rotate and the anchor is subjected to a torque of mechanical force which is transmitted to the mechanical resonator via the coupling between the fork and the peg until a situation as shown in Figure 2B in which the mechanical resonator has received a starting mechanical impulse, possibly reinforced by a certain simultaneous magnetic impulse; which starts an oscillation of this mechanical resonator.
  • teeth 42 to allow one or the other of the two functions described above, namely the damping of oscillations of the escape wheel during a step-by-step rotation of the latter in operation normal and self-starting of the assembly formed by the mechanical resonator and the escapement, in particular an escapement of the magnetic type, has the consequence that, during a tilting of the anchor 14 from a first of its two positions rest in the direction of the second rest position while the escape wheel 16 is positioned in any angular position ⁇ of a plurality of ranges of angular positions corresponding respectively to the plurality of teeth, one of the two mechanical paddles abuts against one of these teeth before the anchor can reach the angular position of release of the ankle on the side of the second rest position, as shown in Figure 3B .
  • the escape wheel can stop in any angular position ⁇ of a plurality of ranges angular positions, corresponding respectively to the plurality of flexible teeth 42, for which one of the two mechanical paddles then abuts against one of these teeth before the anchor can reach the angular position of release of the ankle, as shown in Figure Figure 3B .
  • This Figure 3B shows a particularly unfavorable case where an end portion of the mechanical pallet 29 is impacted on the top of the head 42a of a flexible tooth 42 against which this mechanical pallet abuts.
  • the substantially radial force, in a polar coordinate system associated with the escape wheel, exerted by the mechanical pallet of the anchor on the flexible tooth concerned is substantially perpendicular to the contact surface of the head 42a and the normal reaction force of the tooth is then substantially equal in intensity to the radial force, so that this tooth and the mechanical pallet are subjected to a frontal impact.
  • the frontal impact of substantially radial direction does not relate only to the moment at which the mechanical pallet and the tooth come into contact, but it is about an impulse of radial force which has a certain duration given that this shock frontal takes place while the pin of the oscillating resonator is inserted between the two horns 19a and 19b of the fork 18 and a magnetic pulse is supplied to the anchor.
  • the radial force impulse has several components: firstly a component originating from the inertia of the moving anchor 14 which is stopped; - secondly a main component due to the mechanical energy stored in the oscillating mechanical resonator 2 which is stopped in its oscillation while its kinetic energy is almost maximum, via the coupling between the fork 18 and the peg 10; - thirdly a magnetic component resulting from the fact that the shock occurs while a magnetic impulse is supplied to the anchor.
  • a relatively long impact duration is provided with an elastic absorption of kinetic energy of the mechanical resonator 2 allowing the latter to decelerate over a certain angular distance and thus reduce the intensity of the deceleration.
  • the teeth 42 of the escape wheel 16 are provided flexible and each is arranged so as to be able to bend, in a general plane perpendicular to an axis of rotation of the anchor 14, undergoing an elastic deformation under the 'action of a radial force, relative to the axis of rotation of the escape wheel, which is exerted by one of the two mechanical paddles abutting against the flexible tooth in question while the escape wheel has any angular position at within a corresponding range of angular positions, mentioned above, and that the mechanical resonator is braked by the anchor.
  • Each flexible tooth has an elastic capacity making it possible to elastically absorb, during said elastic deformation under the action of said radial force, the major part of a maximum mechanical energy that the mechanical resonator can have during normal operation of the watch movement. It will be noted that, during the impact between the mechanical pallet and the flexible tooth, there is a certain dissipation of energy, in particular in the mechanical resonator and the anchor, and also in other structures concerned, in particular in the plate 40 and the bearings of the escape wheel. Thanks to the invention, any breakage or deterioration of the escapement and of the mechanical resonator can thus be avoided. It has already been explained previously that the flexible teeth 42 have been configured so as to present mainly an elasticity in a radial direction passing through the top of their head 42a. Indeed, the end portion 42c of each tooth having the greatest flexibility, and therefore the greatest elastic capacity, is formed by a flexible blade which is oriented mainly orthogonally to said radial direction.
  • flexible tooth is generally understood a projecting element of which at least a part and / or a connecting part of this element to a support can / can deform elastically during an impact, in particular substantially radial, that can undergo this element under the action of a mechanical pallet of the anchor, having an elastic capacity sufficient to elastically absorb a significant part of the mechanical energy of the mechanical resonator that can transmit the anchor to this element while the mechanical resonator, initially having a mechanical energy corresponding to normal operation of the watch movement, is close to its rest position and suddenly braked, in particular to zero speed, by the anchor, a mechanical pallet of which abuts against the element projecting.
  • elastic capacity is understood to mean an elastic energy absorption capacity, the elastic energy being the energy stored in a strained material in the form of elastic deformation. Thanks to the characteristics of the escape wheel according to the invention, an excessively sudden impact between the latter and the anchor is avoided and a progressive dissipation of the mechanical energy of the mechanical resonator is allowed when the wheel stops. exhaust, whatever then its angular position.
  • the plurality of rigid parts are arranged so that when a mechanical pallet abuts a flexible protrusion (i.e. flexible tooth 42 in the variant shown) ) and that the mechanical resonator 2 is then braked by the anchor 14, the flexible projecting part subjected to said radial force can be elastically deformed so as to elastically absorb most of the work of this radial force.
  • the flexible tooth elastically deformed by the mechanical pallet 29 restores the energy absorbed elastically to the mechanical resonator via the anchor which thus provides a certain impulse of force to this resonator until the flexible tooth 42 abuts against the pin 44, this event being represented at 3d figure .
  • the pin 44 plays an interesting role in this phase because it allows, once the frontal impact is over (the frontal impact in question lasts as long as the radial force, mentioned previously, which is exerted on the flexible tooth concerned is generated by the deceleration of the mechanical resonator), to dissipate part of the elastic energy absorbed during the frontal impact and thus reduce the quantity of mechanical energy given back to the mechanical resonator, so as to rapidly dampen a residual oscillation until the mechanical resonator comes to a complete stop .
  • the Figure 3E shows a snapshot with the mechanical resonator in an extreme angular position defining the amplitude of an alternation generated by the partial restitution of the elastic energy absorbed by the flexible tooth.
  • the flexible teeth 42 are arranged to bear against the retaining pins 44 with a pre-stress, that is to say with a certain initial elastic deformation which is generated by the retaining pins on the respective L-shaped teeth. absence of other forces.
  • a prestress makes it possible to increase the elastic absorption capacity of the flexible teeth over a given displacement distance from an initial position, in abutment against the respective pins, and a final position where these teeth abut on a base 43 of a tooth downstream and / or on the periphery of the plate 40 which supports the flexible teeth at its periphery, as in the variant shown in the figures.

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Abstract

Le mouvement horloger comprend un résonateur mécanique (2) et un échappement (12) comprenant une roue d'échappement (16), qui présente une pluralité de dents flexibles (42), et une ancre (14) formée de deux palettes mécaniques (28, 29) qui sont susceptibles de venir buter, lorsque l'ancre bascule entre ses deux positions de repos, avec une quelconque des dents flexibles selon la position angulaire que présente la roue d'échappement. Chaque dent flexible est agencée de manière à pouvoir fléchir en subissant une déformation élastique sous l'action d'une force radiale que peut exercer une des deux palettes mécaniques butant contre cette dent flexible alors que la roue d'échappement a une position angulaire défavorable et que le résonateur mécanique est freiné par l'ancre. Chaque dent présente une capacité élastique permettant d'absorber élastiquement, selon une direction radiale, la majeure partie d'une énergie mécanique maximale que peut avoir le résonateur mécanique lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, de manière à éviter une casse ou une détérioration de l'échappement.

Description

    Domaine technique
  • L'invention est relative aux mouvements horlogers comprenant un échappement muni d'un arrêtoir coopérant, d'une part, avec une roue d'échappement dentée et, d'autre part, avec un résonateur mécanique.
  • En particulier, l'invention concerne un mouvement horloger muni d'un échappement comprenant un système de couplage magnétique entre une roue d'échappement dentée et une ancre. Comme dans le cas d'une ancre suisse, l'ancre présente un mouvement alternatif qui est synchrone, mais différent, du mouvement périodique du résonateur mécanique, cette ancre étant agencée de manière à arrêter périodiquement la roue d'échappement de sorte que cette dernière présente une rotation pas-à-pas qui est cadencée par le résonateur mécanique. Par 'échappement magnétique', on comprend un échappement muni d'aimants agencés en partie sur l'ancre et en partie sur la roue d'échappement de manière à engendrer un couplage magnétique entre l'ancre et la roue d'échappement.
    • Arrière-plan technologique
  • L'échappement à ancre suisse est connu depuis très longtemps. En fonctionnement normal, les dents de la roue d'échappement coopèrent avec deux palettes de l'ancre de manière déterminée permettant une rotation pas-à-pas de la roue d'échappement qui est synchrone avec l'oscillation du résonateur mécanique, à savoir en général un balancier-spiral. Lorsque le couple de force fourni à la roue d'échappement diminue par le fait que le ressort de barillet se détend, les impulsions d'entretien générées par l'échappement et transmises au résonateur diminuent progressivement en intensité de sorte que, lorsque la roue d'échappement finit par s'arrêter alors que ledit couple de force devient inférieur à une valeur limite, l'énergie emmagasinée dans le résonateur est relativement faible. Ainsi, le risque qu'une palette ou une dent de la roue d'échappement soit détériorée lors d'un choc terminal éventuel entre une palette et une dent, selon la position angulaire d'arrêt de la roue d'échappement, est relativement faible bien que pas exclu. La situation est plus problématique dans le cas d'un mouvement horloger muni d'un système d'entraînement à force constante pour la roue d'échappement, car le résonateur conserve sensiblement une même énergie mécanique tout au long du fonctionnement de l'échappement jusqu'à l'arrêt de la roue d'échappement et de son entraînement. Le risque d'un événement accidentel en fin de marche du mouvement horloger est donc augmenté.
  • Le document FR 1 047 551 , en particulier en page 4 aux deuxième et troisième alinéas complets sur cette page, et le document US 2 717 488 , en particulier aux lignes 39 à 61 de la colonne 4, décrivent un échappement horloger comprenant une roue d'échappement munie de dents présentant une élasticité dans la direction tangentielle, mais avec une bonne rigidité selon la direction radiale, pour pouvoir amortir les chocs tangentiels intervenant entre les dents de la roue d'échappement et les deux palettes de l'ancre lors d'un fonctionnement normal de l'échappement. Pour pouvoir diminuer la variation des impulsions fournies à l'ancre par la roue d'échappement, la demande de brevet EP 2 801 868 A2 propose une roue d'échappement munies de dents montées sur des lames flexibles orientées radialement, de sorte que ces lames peuvent aisément se déformer sous l'action d'une force tangentielle. Des butées formées par la configuration de la roue d'échappement dans le plan général des dents sont prévues pour limiter une telle déformation tangentielle et également une rotation des dents.
    • Résumé de l'invention
  • Dans le cadre du développement ayant conduit à l'invention, on a constaté que le problème indiqué précédemment devient un inconvénient majeur dans le cas d'un mouvement horloger comprenant un échappement hybride, magnétique et mécanique. En effet, on a observé que le risque d'un choc terminal entre l'ancre et la roue d'échappement augmente fortement dans le cas d'un échappement hybride, à savoir d'un échappement muni d'un système magnétique de couplage entre l'ancre et la roue d'échappement, avec des rampes d'énergie potentielle magnétique permettant d'accumuler de l'énergie magnétique potentielle dans l'échappement à chaque pas de la rotation pas-à-pas de la roue d'échappement avant de générer une impulsion magnétique en fin de pas, alors que cette roue d'échappement est à l'arrêt. La roue d'échappement de l'échappement hybride comprend des parties saillantes prévues pour coopérer avec des palettes mécaniques de l'ancre dans au moins une phase du fonctionnement de l'échappement (par exemples au démarrage et plus particulièrement lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, pour absorber à chaque pas de la roue d'échappement de l'énergie cinétique et définir des positions angulaires d'arrêt pour la roue d'échappement, comme ceci sera exposé dans la description détaillée de l'invention). En effet, l'échappement hybride présente le risque d'un arrêt de la roue d'échappement dans une position angulaire défavorable alors que le résonateur mécanique a encore une énergie mécanique nominale. Premièrement, les impulsions d'entretien sont des impulsions magnétiques présentant une valeur constante tant que le couple de force fourni à la roue d'échappement est supérieur ou égal à une certaine limite inférieure. Ensuite, dès que le couple de force est en-dessous de cette limite inférieure, la roue d'échappement ne peut plus gravir correctement la prochaine rampe d'énergie potentielle magnétique, de sorte que la roue d'échappement ne s'arrêtera pas dans une prochaine position angulaire d'arrêt normale, mais sensiblement au bas d'une rampe d'énergie potentielle magnétique ou le long de celle-ci. Dès lors, comme le résonateur mécanique oscille normalement lors d'un tel événement puisqu'il a reçu précédemment des impulsions magnétiques d'intensité sensiblement constante (intensité nominale), si une palette mécanique se présente en face d'une dent lors du prochain basculement de l'ancre, un choc important peut avoir lieu et endommager la roue d'échappement ou l'ancre, voire le résonateur mécanique. Ce problème technique accru nécessite donc une solution technique appropriée.
  • A cet effet, l'invention concerne un mouvement horloger comprenant un résonateur mécanique et un échappement qui est associé à ce résonateur mécanique, l'échappement comprenant une roue d'échappement, munie d'une pluralité de parties saillantes, et un arrêtoir comprenant deux palettes mécaniques, formant deux butées mécaniques pour la pluralité de parties saillantes, et une fourchette agencée pour coopérer avec le résonateur mécanique via un engagement périodique d'une cheville, solidaire de ce résonateur mécanique, entre deux cornes de la fourchette. Le résonateur mécanique est couplé à l'arrêtoir de manière que, lors d'un fonctionnement normal du mouvement horloger, l'arrêtoir subit un mouvement alternatif entre deux positions de repos dans lesquelles cet arrêtoir demeure alternativement durant des intervalles de temps successifs. L'échappement est agencé de manière à permettre, lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, une absorption d'énergie cinétique de la roue d'échappement par des chocs successifs, entre la pluralité de parties saillantes et alternativement les deux palettes mécaniques, respectivement en fin de pas successifs d'une rotation pas-à-pas de la roue d'échappement. Selon l'invention, l'échappement est agencé de sorte que, lors d'un basculement de l'arrêtoir depuis une première de ses deux positions de repos en direction de la seconde position de repos, alors que la roue d'échappement a une quelconque position angulaire dans une pluralité de plages de positions angulaires correspondant respectivement à la pluralité de parties saillantes, une des deux palettes mécaniques bute contre une partie saillante correspondant à la plage de positions angulaires concernée avant que l'arrêtoir ne puisse atteindre une position angulaire de dégagement de la cheville du côté de la seconde position de repos, ladite une des deux palettes mécaniques exerçant alors sur ladite partie saillante une force radiale, relativement à l'axe de rotation de la roue d'échappement, dont l'intensité est fonction de ladite quelconque position angulaire de la roue d'échappement. Ensuite, les parties saillantes de la roue d'échappement sont flexibles et chacune est agencée de manière à pouvoir fléchir, dans un plan général perpendiculaire à un axe de rotation de l'arrêtoir, en subissant une déformation élastique radiale sous l'action de ladite force radiale, chaque partie saillante ayant une capacité élastique permettant d'absorber élastiquement, lors de ladite déformation élastique, la majeure partie d'une énergie mécanique maximale que peut avoir le résonateur mécanique lors du fonctionnement normal du mouvement horloger.
  • Dans le mode de réalisation général exposé ci-avant, les parties saillantes flexibles sont configurées et les coefficients d'élasticité de ces parties saillantes flexibles sont sélectionnés de manière à permettre une bonne absorption élastique de l'énergie mécanique du résonateur mécanique dans le cas d'un arrêt de la roue d'échappement dans une position angulaire de la plage de positions angulaires correspondant à la partie saillante concernée, alors que le résonateur mécanique oscille avec une amplitude correspondant à un fonctionnement normal du mouvement horloger, et de manière à permettre une bonne absorption non élastique de l'énergie cinétique de la roue d'échappement en fin de chaque pas de sa rotation pas-à-pas lors d'un fonctionnement normal. On remarquera qu'il est possible d'avoir, notamment pour deux raisons principales, ces deux propriétés de natures différentes grâce à une configuration judicieuse des parties saillantes et le choix de coefficients d'élasticité / de capacités de déformation élastique, selon les directions radiale et angulaire, appropriés aux deux fonctions que doivent réaliser les parties saillantes flexibles. Premièrement, l'énergie mécanique du résonateur mécanique en fonctionnement normal est bien supérieure à l'énergie cinétique de la roue d'échappement en fin de chacun de ses pas lors de la rotation pas-à-pas de cette roue. Les plages d'énergie qui interviennent dans ces deux cas n'ont pas le même ordre de grandeur. Ensuite, le choc entre une palette mécanique et une partie saillante engendre, en fonctionnement normal, sur cette partie saillante une force tangentielle, relativement à l'axe de rotation de la roue d'échappement, alors que le choc entre une palette mécanique et cette partie saillante, lors d'un arrêt de la roue d'échappement dans la plage de positions angulaires correspondant à la partie saillante considérée, engendre sur cette partie saillante généralement une force principalement radiale.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, une pluralité de parties rigides, solidaires de la roue d'échappement, sont agencées respectivement derrière la pluralité de parties saillantes flexibles, relativement au sens normal de la rotation pas-à-pas de la roue d'échappement, de manière que chaque partie saillante flexible est retenue par la partie rigide correspondante lors d'un choc, parmi les chocs successifs mentionnés précédemment, intervenant entre cette partie saillante et l'une ou l'autre des deux palettes mécaniques, pour empêcher ou limiter un recul de cette partie saillante flexible lors de ce choc et permettre une dissipation de la majeure partie de l'énergie cinétique que possède la roue d'échappement au début de ce choc. Par 'recul d'une partie saillante', on comprend un déplacement angulaire de la partie saillante dans le sens opposé à celui de la rotation normale de la roue d'échappement. Ensuite, l'agencement de la pluralité de parties rigides est prévu de manière que, lorsqu'une palette mécanique bute contre une partie saillante flexible et que le résonateur mécanique est alors freiné par l'arrêtoir, chaque partie saillante flexible soumise à la force radiale mentionnée précédemment puisse se déformer élastiquement de manière à absorber élastiquement la majeure partie du travail de cette force radiale.
  • Dans un mode de réalisation particulier, l'échappement ou un mécanisme d'entraînement de la roue d'échappement est agencé de manière que, lors d'un fonctionnement normal du mouvement horloger, la roue d'échappement fournit à l'arrêtoir des impulsions d'entretien d'une oscillation du résonateur mécanique qui ont une énergie sensiblement constante tant que le mouvement horloger fonctionne normalement.
  • Dans un mode de réalisation principal, l'échappement comprend un système magnétique couplant magnétiquement la roue d'échappement et l'arrêtoir, ce système magnétique étant agencé de manière à générer, lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, des impulsions magnétiques qui forment les impulsions d'entretien à énergie constante susmentionnées.
  • Dans un mode de réalisation avantageux, l'arrêtoir présente aussi une capacité élastique lui permettant d'absorber élastiquement, lorsqu'une des deux palettes mécaniques bute contre une partie saillante alors que la roue d'échappement présente une position angulaire à l'intérieur de la plage de positions angulaires correspondante et que le résonateur mécanique est freiné par l'arrêtoir, une partie d'une énergie mécanique que possède le résonateur mécanique au début d'un tel événement. Dans ce cas, l'ancre et la partie saillante concernée présentent ensemble avantageusement une capacité élastique leur permettant d'absorber élastiquement lors dudit événement une énergie mécanique maximale que peut avoir le résonateur mécanique lors du fonctionnement normal du mouvement horloger.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexés, donnés à titre d'exemples nullement limitatifs, dans lesquels :
    • Les Figures 1A à 1D montrent, pour un mouvement horloger mécanique selon un mode de réalisation préféré de l'invention, une succession d'instantanés du résonateur mécanique et de l'échappement lors d'un fonctionnement normal du mouvement horloger ;
    • Les Figures 2A et 2B montrent une phase de démarrage du mouvement horloger, représenté aux figures précédentes, au cours de laquelle l'échappement et le résonateur mécanique sont activés ;
    • Les Figures 3A à 3F montrent une succession d'instantanés du résonateur mécanique et de l'échappement lors d'une phase d'arrêt du mouvement horloger, représenté aux figures précédentes, suite à un arrêt de la roue d'échappement dans une position angulaire défavorable.
    Description détaillée de l'invention
  • A l'aide des figures annexées on décrira ci-après un mode de réalisation préféré d'un mouvement horloger selon l'invention, lequel est du type mécanique et comprend un résonateur mécanique 2, dont seulement l'axe 4, le petit plateau 6 présentant une encoche et la cheville 10 ont été représentés. Le mouvement horloger comprend un échappement 12 qui est associé au résonateur mécanique dont le petit plateau et la cheville sont des éléments formant cet échappement. L'échappement 12 comprend en outre une roue d'échappement 16 et une ancre 14 munie d'un axe 15 définissant son axe de rotation.
  • L'ancre 14 est formée, d'une part, d'une fourchette 18, comprenant deux cornes 19a et 19b, et d'un dard 8 et, d'autre part, de deux bras 24 et 26 dont les extrémités libres forment respectivement deux palettes mécaniques 28 et 29. Un partie de liaison 25 relie la fourchette 18 au bras 26 qui est situé du côté de l'axe 4 du résonateur mécanique 2 relativement à l'axe 15 de l'ancre. Les deux palettes mécaniques supportent respectivement deux aimants 30 et 32 qui forment deux palettes magnétiques de l'ancre 14. Le résonateur mécanique 2 est couplé à l'ancre de manière que, lorsque le résonateur mécanique oscille normalement, cette ancre subit un mouvement alternatif, synchronisé sur l'oscillation du résonateur mécanique, entre deux positions de repos, définies par deux goupilles de limitation 21 et 22, dans lesquelles l'ancre demeure alternativement durant des intervalles de temps successifs.
  • La roue d'échappement 16 comprend une structure aimantée périodique 36 qui est agencée sur un disque 34, de préférence en matériau amagnétique (ne conduisant pas les champs magnétiques de manière à ne pas rendre la roue d'échappement sensible à des champs magnétiques extérieurs qui pourraient exercer un couple de force important sur cette roue d'échappement si ce disque était en matériau ferromagnétique). La structure 36 présente des portions aimantées 38, globalement en arc de cercle, qui définissent des rampes croissantes d'énergie potentielle magnétique pour les deux palettes magnétiques 30 et 32, lesquelles présentent chacune une aimantation axiale avec une polarité opposée à celle de l'aimantation axiale de la structure aimantée périodique 36 de sorte à engendrer de la répulsion magnétique entre les palettes magnétiques et la structure aimantée. Chaque portion aimantée présente une largeur monotone croissante. En particulier, la largeur des portions aimantées 38 augmente, sur l'entier de leur longueur utile, de manière linéaire en fonction de l'angle au centre. Selon une variante avantageuse, la structure aimantée périodique 36 est agencée de sorte que son pourtour extérieur est circulaire, les portions aimantées en arc de cercle de cette structure aimantée ayant une même configuration et étant agencées circulairement autour de l'axe de rotation de la roue d'échappement 16.
  • De manière générale, chaque rampe croissante d'énergie potentielle magnétique est prévue de sorte que chacune des deux palettes magnétiques puisse la gravir lorsque l'ancre est dans une position de repos donnée, parmi ses deux positions de repos, et qu'un couple de force fourni à la roue d'échappement est sensiblement égal à un couple de force nominale (cas d'un mouvement mécanique muni d'un système à force constante pour l'entraînement de la roue d'échappement) ou compris dans une plage de valeurs prévues pour assurer le fonctionnement normal du mouvement horloger (cas d'un mouvement mécanique classique présentant un couple de force variable appliqué à la roue d'échappement en fonction du niveau d'armage du barillet ou des barillets). Les rampes croissantes d'énergie potentielle magnétique sont gravies, lorsque l'ancre subit un mouvement alternatif entre ses deux positions de repos et lorsque le couple de force fourni à la roue d'échappement est égal audit couple de force nominale ou compris dans la plage de valeurs prévues pour ce couple de force en fonctionnement normal, successivement par chacune des première et deuxième palettes magnétiques alors que l'ancre est périodiquement et respectivement dans ses première et deuxième positions de repos, et alternativement par ces première et deuxième palettes magnétiques lors du mouvement alternatif de l'ancre. Les deux palettes magnétiques et les rampes croissantes d'énergie potentielle magnétique sont agencées de manière que l'ancre puisse subir une impulsion de force magnétique dans le sens de son mouvement, après qu'une ou l'autre des deux palettes magnétiques a gravi une quelconque desdites rampes croissantes d'énergie potentielle magnétique, lorsque l'ancre bascule de la position de repos correspondant à un couplage magnétique entre la palette magnétique concernée et ladite quelconque rampe d'énergie potentielle magnétique vers son autre position de repos.
  • La roue d'échappement comprend en outre des parties saillantes 42 qui sont associées respectivement aux portions aimantées 38 et donc aux rampes croissantes d'énergie potentielle magnétique. Ces parties saillantes sont formées, dans la variante représentée, par des dents flexibles 42 s'étendant en périphérie d'un plateau 40 avec lequel les dents sont venus de matière, ce plateau étant solidaire de la roue d'échappement et situé au-dessus du disque 34 qui porte la structure aimantée 36. Les têtes des dents flexibles sont situées respectivement à l'extrémité la plus large des portions aimantées 38 et sont partiellement superposées à ces portions aimantées. Les dents flexibles et les palettes mécaniques sont formées par un matériau amagnétique. De préférence, le plateau 40 est aussi formé par un matériau amagnétique et il est venu de matière avec les dents.
  • Dans la variante avantageuse représentée, les dents 42 s'étendent dans un plan général dans lequel s'étendent également les deux palettes mécaniques 28, 29 de l'ancre. Les deux aimants 30, 32 sont supportés respectivement par les deux palettes mécaniques et sont aussi situés dans ledit plan général. Les figures ne montrent qu'une structure aimantée inférieure, située en-dessous du plan général. Toutefois, dans une variante avantageuse, la roue d'échappement comprend en outre une structure aimantée supérieure, de même configuration que la structure aimantée inférieure et supportée par un disque supérieur, formé de préférence d'un matériau amagnétique. Les structures aimantées inférieure et supérieure forment ensemble la structure aimantée périodique. Elles ont une même polarité magnétique, opposée à celle des deux aimants de l'ancre, et sont agencées de part et d'autre du plan géométrique dans lequel sont situés ces deux aimants formant les deux palettes magnétiques, de préférence à même distance.
  • L'échappement 12 est un échappement du type hybride, c'est-à-dire magnétique et mécanique, qui permet d'améliorer le comportement d'un échappement magnétique en fonctionnement normal (c'est-à-dire lors d'un fonctionnement stable, intervenant après une phase de démarrage, avec un couple de force MRE fourni à la roue d'échappement qui est sensiblement égal à un couple de force nominale ou compris dans une plage de valeurs PVM prévue pour assurer le fonctionnement normal du mouvement horloger, notamment une rotation pas-à-pas correcte de la roue d'échappement). De plus, l'échappement 12 permet d'obtenir un auto-démarrage de l'ensemble formé de l'échappement et du résonateur mécanique. Le rôle des dents 42 de l'échappement 12 lors du fonctionnement normal du mouvement horloger sera exposé par la suite, notamment à l'aide des Figures 1A à 1C, et ensuite la phase d'auto-démarrage sera exposée à l'aide des Figures 2A et 2B.
  • De manière générale, l'échappement 12 est agencé de manière à permettre, lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, une absorption d'énergie cinétique de la roue d'échappement par des chocs successifs, entre la pluralité de parties saillantes 42 et alternativement les deux palettes mécaniques 28, 29, respectivement en fin de pas successifs d'une rotation pas-à-pas de la roue d'échappement. L'ancre 14 et la roue d'échappement 16 sont agencées de manière que, en fonctionnement normal, une des dents 42 de la roue d'échappement subit au moins un choc sur une ou l'autre des deux palettes mécaniques après que la palette magnétique correspondante a gravi une quelconque des rampes croissantes d'énergie potentielle magnétique suite à un basculement de l'ancre. Ce choc intervient de manière à dissiper au moins partiellement une énergie cinétique de la roue d'échappement acquise suite audit basculement. Les dents de la roue d'échappement sont donc prévues pour pouvoir, lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, absorber de l'énergie cinétique de cette roue d'échappement, à chaque pas de la roue d'échappement, de manière non élastique, après une accumulation d'énergie potentielle magnétique dans l'échappement prévue pour une prochaine impulsion magnétique d'entretien du résonateur mécanique, et pour ainsi limiter ou même empêcher une oscillation terminale de la roue d'échappement, grâce au fort amortissement prévu, lors de chaque pas de sa rotation pas-à-pas.
  • Dans la variante préférée décrite, en fonctionnement normal et une fois la roue d'échappement momentanément à l'arrêt, une dent flexible 42 presse contre une butée mécanique / une surface d'arrêt de l'ancre formée par une ou l'autre des deux palettes mécaniques. Ainsi, pour un mouvement horloger classique, il est prévu, en fonctionnement normal et pour toute la plage de valeurs PVM du couple de force MRE, que la roue d'échappement s'immobilise momentanément, après au moins un premier choc d'une quelconque de ses dents contre une quelconque des deux palettes mécaniques 28, 29 et avant un basculement suivant de l'ancre, à une position angulaire d'arrêt dans laquelle la quelconque dent presse contre la quelconque palette mécanique. Chaque position angulaire d'arrêt est ainsi définie par une dent en appui contre une palette mécanique, comme ceci est représenté à la Figure 1A.
  • Pour que la fonction des dents flexibles 42, en fonctionnement normal, soit réalisée de manière efficace, il est important que ces dents présentent une relativement grande rigidité lors des chocs tangentiels de leurs têtes respectives contre les palettes mécaniques alors que la roue d'échappement est entrainée pas-à-pas dans son sens de rotation normal. Ainsi, il est prévu que la rigidité souhaitée se manifeste pour une force tangentielle relativement importante, exercée par une palette mécanique sur la tête d'une quelconque dent flexible, ayant un sens opposé au sens de rotation normal de la roue d'échappement. A cet effet, une pluralité de parties rigides, formées en particulier par des goupilles 44 fixées au disque 34 et s'élevant de celui-ci en direction d'un plan général dans lequel s'étendent les dents flexibles 42, sont agencées respectivement à l'arrière de la pluralité de dents flexibles, de manière à neutraliser ou inhiber en majeure partie la flexibilité de ces dents lors des chocs successifs, prévus en fonctionnement normal, pour absorber de l'énergie cinétique de la roue d'échappement en fin de chaque pas de sa rotation pas-à-pas et pour limiter, voire empêcher une oscillation de la roue d'échappement suite à une accumulation d'énergie potentielle magnétique précédant un premier choc entre une palette mécanique et une dent en fin de chaque pas.
  • De manière générale, la pluralité de parties rigides (goupilles de retenue 44), solidaires de la roue d'échappement 16, sont agencées respectivement derrière la pluralité de parties saillantes flexibles (dents flexibles 42), relativement au sens normal de la rotation pas-à-pas de la roue d'échappement. La configuration des dents flexibles 42 et des goupilles de retenue 44 est prévue pour que chaque goupille bloque sensiblement tout mouvement de la dent correspondante selon une direction tangentielle et de sens opposé à celui de la rotation normale de la roue d'échappement, de sorte que chaque dent flexible 42 est retenue par la goupille correspondante lors d'un choc intervenant, en fonctionnement normal, entre cette dent flexible et l'une ou l'autre des deux palettes mécaniques de l'ancre, pour empêcher ou fortement limiter un recul de cette dent flexible lors de ce choc et permettre une dissipation de la majeure partie de l'énergie cinétique que possède la roue d'échappement au début de ce choc.
  • Dans la variante spécifique représentées aux figures, les dents flexibles 42 présentent une configuration particulière avec une tête 42a, dont un nez vient à son tour buter, en fonctionnement normal, contre l'une et, par la suite, l'autre des deux palettes mécaniques de l'ancre, un corps 42b rigide ou semi-rigide et une partie terminale 42c qui est formée par une lame flexible orientée principalement de manière tangentielle relativement au centre de la roue d'échappement, plus particulièrement de manière sensiblement parallèle à la direction tangentielle à l'extrémité du nez de la dent flexible considérée, cette extrémité définissant le point de choc avec chaque palette mécanique lors du fonctionnement normal du mouvement horloger. La partie terminale de chaque dent est fixée à une base 43 faisant saillie du plateau 40 et ayant une orientation sensiblement perpendiculaire à cette partie terminale, la base étant selon la variante rigide ou semi-rigide. Par 'semi-rigide', on comprend une rigidité bien supérieure à celle de la lame flexible selon sa direction transversale dans le plan général de la dent flexible, et donc une moindre élasticité sans pour autant avoir une rigidité excluant pratiquement toute déformation élastique lors d'un choc.
  • On notera que la configuration des dents flexibles 42 prévue dans la variante spécifique susmentionnée est aussi avantageuse et adaptée au mode de réalisation général exposé précédemment dans le résumé de l'invention. En effet, les dents flexibles présentent une relativement grande élasticité selon la direction radiale au sommet de leur tête (pour le cas d'un choc frontal entre une palette et le sommet d'une tête de dent lorsque le mouvement horloger arrête de fonctionner normalement, situation qui sera décrite plus en détails par la suite en référence aux Figures 3A à 3F), mais une relativement petite élasticité selon la direction tangentielle à l'extrémité de leur nez (pour une absorption non élastique d'énergie cinétique de la roue d'échappement lors des chocs successifs prévus avec les palettes mécaniques lors du fonctionnement normal du mouvement horloger), car la partie terminale 42c est au moins semi-rigide selon la direction longitudinale de la lame flexible qui forme cette partie terminale. Toutefois, comme le nez de chaque dent est éloigné radialement de la partie terminale de cette dent, un choc tangentiel au niveau du nez d'une dent engendre un certain couple de force sur la dent relativement au point d'ancrage de sa partie terminale à la base 43, de sens contraire à celui de la rotation de la roue d'échappement, étant donné que la normale au point de choc sur la surface de contact de chaque palette mécanique passe largement au-dessus de la partie terminale, dans un système de coordonnées polaires centré sur la roue d'échappement, de sorte que la partie terminale 42c réagit alors comme une articulation élastique, notamment en rotation autour de son point d'ancrage à la base 43, et la tête de la dent peut subir un mouvement de recul, avec une déformation élastique de la partie terminale, ce qui est un inconvénient demeurant dans le mode de réalisation général pour le fonctionnement normal du mouvement horloger. Le mode de réalisation préféré décrit en référence aux figures résout ce problème spécifique et permet d'optimiser le fonctionnement de l'échappement hybride.
  • Dans le mode de réalisation préféré, dans la variante représentée aux figures, des goupilles de retenue 44 sont agencées derrière les corps 42b des dents flexibles, à courte distance de ces corps de dent ou en appui contre ceux-ci. Comme l'élasticité de chaque dent flexible est principalement intégrée dans sa partie terminale 42c et comme il est prévu que la lame flexible qui la forme est orientée principalement de manière tangentielle relativement au point de contact entre la dent flexible et la goupille de retenue, cette dent présente comme souhaité une relativement grande rigidité lors d'un choc entre son nez et l'une ou l'autre des deux palettes mécaniques en fonctionnement normal (comme indiqué, la lame flexible qui forme la partie terminale de la dent présente une relativement forte élasticité selon la direction transversale à cette lame, mais une relativement grande rigidité selon sa direction longitudinale). Chaque goupille de retenue 44 présente au moins deux fonctions en fonctionnement normal du mouvement horloger, à savoir une première fonction consistant à bloquer l'articulation élastique formée par la partie terminale flexible 42c de la dent flexible correspondante pour obtenir une relativement grande rigidité de cette dent lors d'un choc tangentiel au niveau de l'extrémité dudit nez de sa tête, la deuxième fonction étant de participer à une absorption non élastique de l'énergie cinétique de la roue d'échappement lors d'un tel choc tangentiel.
  • Les Figures 1A à 1D montrent quatre instantanés de l'ensemble formé du résonateur mécanique 2 et de l'échappement hybride 12 lors d'un fonctionnement normal du mouvement horloger incorporant cet ensemble. A la Figure 1A, alors que le résonateur mécanique 2 oscille dans sa plage angulaire libre, c'est-à-dire sans interaction avec la fourchette 18 de l'ancre 12, cette dernière est dans une première de ses deux positions de repos en appui contre la goupille de limitation 22. Ensuite, la roue d'échappement 16 est dans une position angulaire de fin de pas dans laquelle elle est arrêtée par la palette mécanique 28 contre laquelle bute le nez de la tête 42a d'une dent flexible 42, le corps 42b de cette dent flexible étant retenu par une goupille 44 agencée en amont de la dent, soit derrière le corps 42b. La dent flexible ne subit quasi aucune déformation élastique dans cette situation. La Figure 1B représente l'ensemble susmentionné alors que la cheville 10 du résonateur mécanique est engagée dans la fourchette / insérée entre les deux cornes 19a et 19b de celle-ci, juste après que la cheville ait déplacé angulairement un peu l'ancre 14 de sorte à déplacer suffisamment l'aimant 30 selon une direction radiale pour permettre à cette ancre de basculer entre ses deux positions de repos en générant une impulsion magnétique qui engendre alors un couple de force sur l'ancre, laquelle devient entraîneuse du résonateur mécanique 2, comme représenté, et lui fournit une impulsion d'entretien sans nécessiter lors de cet événement un déplacement angulaire de la roue d'échappement.
  • La Figure 1C représente l'ensemble considéré alors que le basculement de l'ancre 14 a pris fin et que le résonateur mécanique s'est à nouveau libéré de l'ancre qui se trouve alors dans sa seconde position de repos. L'aimant 32 associé à la palette mécanique 29 commence à gravir une rampe d'énergie potentielle magnétique formée par une portion aimantée 38 définissant une rampe croissante pour l'aimant 32 alors que la roue d'échappement est entraînée en rotation par le moyen moteur du mouvement horloger. A la Figure 1D est représenté un choc tangentiel intervenant entre une dent flexible 42 et la palette mécanique 29 alors que l'aimant 32 est arrivé en haut de la rampe d'énergie potentielle magnétique prévue. Ce choc tangentiel et la réaction de l'ensemble formé de la dent concernée 42 et la goupille de retenue 44 qui lui est associée ont été exposé en détails précédemment. Il résulte de l'agencement de cet ensemble que la dent flexible 42 demeure sensiblement rigide lors d'un tel choc et ne subit quasi aucune déformation élastique alors que la roue d'échappement, notamment via la goupille 44, et l'ancre 14 absorbent en majeure partie l'énergie cinétique que possède la roue d'échappement lors du choc tangentiel.
  • Ensuite, les dents flexibles 42 et les palettes mécaniques 28, 29 sont agencées de manière que, lors d'un nouvel armage du ressort de barillet faisant suite à un arrêt du mouvement horloger et permettant à la roue d'échappement 16 de se remettre à tourner dans le sens de rotation prévu, au moins une des deux palettes mécaniques 28, 29 entre en contact avec une dent 42 de la roue d'échappement, lesquelles sont configurées de sorte que la roue d'échappement peut fournir à l'ancre 14 un couple de force mécanique de démarrage et donc une impulsion mécanique de démarrage. Ainsi, un auto-démarrage efficace et rapide de l'ensemble formé de l'échappement 12 et du résonateur mécanique 2, et donc du mouvement mécanique horloger, est rendu possible. La roue d'échappement soumise audit couple de démarrage n'est pas arrêtée par le contact entre la dent flexible et la palette mécanique concernées, et la dent flexible est agencée en association avec la goupille de retenue 44 pour pouvoir transmettre au moins en partie ledit couple de démarrage à l'ancre.
  • Dans la variante représentée aux figures, chacune des dents flexibles 42 présente, dans un système de coordonnées polaires qui est centré sur l'axe de rotation de la roue d'échappement 16, une première surface inclinée SI1 qui est inclinée de manière que chacune des première et deuxième palettes mécaniques 28, 29 peut, dans une phase de démarrage, glisser sur cette première surface inclinée alors que la roue d'échappement traverse une plage de positions angulaires θ correspondante. Par 'surface inclinée' dans un système de coordonnées polaires, on comprend une surface qui n'est ni radiale, ni tangentielle. De plus, chacune des deux palettes mécaniques de l'ancre présente, dans le système de coordonnées polaires associé à la roue d'échappement, une deuxième surface inclinée SI2 lorsque la palette considérée est en contact avec une des dents 42 de la roue d'échappement. La deuxième surface inclinée est configurée de manière que chacune des dents 42 peut, dans une phase de démarrage, glisser sur cette deuxième surface inclinée lorsque la roue d'échappement traverse une plage de positions angulaires θ qui correspond à une zone de contact entre la dent et la palette mécanique considérées.
  • Pour la phase de démarrage, il suffit qu'une oscillation du résonateur mécanique puisse être activée et avec elle le mouvement alternatif de l'ancre qui permet ensuite d'entretenir cette oscillation par des impulsions magnétiques. Ainsi, le fait que les dents flexibles puissent présenter une certaine déformation élastique selon une direction radiale n'est pas un fait déterminant pour la fonction de démarrage, bien que ceci puisse diminuer l'efficacité du système de démarrage prévu. Pour limiter une déformation élastique radiale de la dent flexible en direction du centre de la roue d'échappement, les dents flexibles, les goupilles de retenue et les palettes mécaniques sont agencées de manière que la force de réaction exercée au démarrage par une palette mécanique en contact avec une dent flexible, alors que la roue d'échappement commence à tourner, présente une orientation globale qui passe, dans le système de coordonnées polaires de la roue d'échappement, au-dessus du point de contact entre le corps 42b de la dent concernée et la goupille de retenue située derrière ce corps de dent. En particulier selon l'inclinaison de la surface inclinée de la palette mécanique alors qu'une tête 42a d'une dent flexible appuie contre celle-ci, une certaine force de frottement entre la cette tête et la surface inclinée peut être favorable. Cependant, il ne faut pas que cette force de frottement soit trop importante pour permettre à la dent de glisser le long de cette surface inclinée pour engendrer une impulsion de démarrage.
  • La Figure 2A montre l'ensemble formé de la roue d'échappement 16, de l'ancre 14 et du résonateur mécanique 2 initialement à l'arrêt, au début d'une impulsion de démarrage. La corne 19b de la fourchette 18 commence à exercer une force de démarrage sur la cheville 10 du résonateur mécanique. Ensuite, la roue d'échappement continue de tourner et l'ancre subit un couple de force mécanique qui est transmis au résonateur mécanique via le couplage entre la fourchette et la cheville jusqu'à une situation telle que représentée à la Figure 2B dans laquelle le résonateur mécanique a reçu une impulsion mécanique de démarrage, éventuellement renforcée par une certaine impulsion magnétique simultanée ; ce qui débute une oscillation de ce résonateur mécanique.
  • L'incorporation de dents 42 pour permettre l'une ou l'autre des deux fonctions décrites précédemment, à savoir l'amortissement d'oscillations de la roue d'échappement lors d'une rotation pas-à-pas de cette dernière en fonctionnement normal et un auto-démarrage de l'ensemble formé du résonateur mécanique et de l'échappement, en particulier un échappement du type magnétique, a pour conséquence que, lors d'un basculement de l'ancre 14 depuis une première de ses deux positions de repos en direction de la seconde position de repos alors que la roue d'échappement 16 est positionnée dans une quelconque position angulaire θ d'une pluralité de plages de positions angulaires correspondant respectivement à la pluralité de dents, une des deux palettes mécaniques bute contre une de ces dents avant que l'ancre ne puisse atteindre la position angulaire de dégagement de la cheville du côté de la seconde position de repos, comme ceci est représenté à la Figure 3B. Par 'position angulaire de dégagement' pour la cheville du résonateur mécanique, notamment un balancier-spiral, on comprend la position angulaire (de part et d'autre d'une position médiane définissant une position angulaire zéro pour l'ancre) à partir de laquelle la cheville peut se dégager, pour une raison ou une autre, de la fourchette, c'est-à-dire sortir de la cavité formée par les deux cornes 19a et 19b sans buter contre une de ces cornes pour amener l'ancre justement jusqu'à cette position de dégagement qui intervient avant que l'ancre atteigne une ou l'autre de ses deux positions de repos. On remarquera que ce dernier fait résulte d'un angle de sécurité usuel prévu pour assurer que la cheville puisse correctement sortir de la fourchette sans subir un choc ou frottement terminal qui lui ferait perdre de l'énergie à chaque alternance et perturberait l'oscillation du résonateur mécanique.
  • Lorsque le ressort de barillet se détend, il arrive un moment où le mouvement horloger cesse de fonctionner normalement étant donné que le couple de force que le barillet peut fournir au rouage et à la roue d'échappement devient insuffisant pour assurer un tel fonctionnement normal. A un certain instant, comme représenté à la Figure 3A, la roue d'échappement 16 arrête finalement de tourner et s'immobilise dans une certaine position angulaire θ, mais le résonateur mécanique 2 est à cet instant-là toujours oscillant et peut même posséder une énergie mécanique sensiblement nominale et donc relativement importante, comme c'est généralement le cas avec un échappement 12 muni du système magnétique décrit précédemment. Comme mentionné au paragraphe précédent, en particulier dans le cas d'un échappement 12 muni du système magnétique pour fournir des impulsions d'entretien magnétiques, la roue d'échappement peut s'arrêter dans une quelconque position angulaire θ d'une pluralité de plages de positions angulaires, correspondant respectivement à la pluralité de dents flexibles 42, pour laquelle une des deux palettes mécaniques vient ensuite buter contre une de ces dents avant que l'ancre ne puisse atteindre la position angulaire de dégagement de la cheville, comme représenté à la Figure 3B. Cette Figure 3B montre un cas particulièrement défavorable où une partie d'extrémité de la palette mécanique 29 subit un choc sur le sommet de la tête 42a d'une dent flexible 42 contre laquelle cette palette mécanique vient buter. Dans un tel cas, la force sensiblement radiale, dans un système de coordonnées polaires associé à la roue d'échappement, exercée par la palette mécanique de l'ancre sur la dent flexible concernée est sensiblement perpendiculaire à la surface de contact de la tête 42a et la force normale de réaction de la dent est alors sensiblement égale en intensité à la force radiale, de sorte que cette dent et la palette mécanique subissent un choc frontal.
  • On remarquera que le choc frontal de direction sensiblement radial ne concerne pas que l'instant auquel la palette mécanique et la dent entrent en contact, mais il s'agit d'une impulsion de force radiale qui a une certaine durée étant donné que ce choc frontal a lieu alors que la cheville du résonateur oscillant est insérée entre les deux cornes 19a et 19b de la fourchette 18 et qu'une impulsion magnétique est fournie à l'ancre. Lors du choc susmentionné, l'impulsion de force radiale a plusieurs composantes : - premièrement une composante provenant de l'inertie de l'ancre 14 en mouvement qui est stoppée ; - deuxièmement une composante principale du fait de l'énergie mécanique emmagasinée dans le résonateur mécanique oscillant 2 qui est arrêté dans son oscillation alors que son énergie cinétique est quasi maximale, via le couplage entre la fourchette 18 et la cheville 10 ; - troisièmement une composante magnétique provenant du fait que le choc intervient alors qu'une impulsion magnétique est fournie à l'ancre. Ainsi, il est probable que, lorsque la partie d'extrémité de la palette mécanique 29 entre en contact avec la tête 42a d'une dent en butant contre le sommet de cette tête, ce soit l'ancre 14 qui entraîne le résonateur mécanique 2 par sa corne 19b en appui contre la cheville 10, et seulement ensuite, après un très court intervalle de temps, cette cheville arrive en butée contre la corne 19a de la fourchette, comme représenté à la Figure 3B, et subit alors une forte décélération due à l'arrêt prématuré de l'ancre dans son basculement.
  • Plus le freinage du résonateur mécanique lors du choc susmentionné est violent / a une forte intensité, plus la force exercée orthogonalement sur la corne 19a par le résonateur mécanique, et par construction de manière sensiblement tangentielle dans un système de coordonnées polaires associé à l'ancre, et la force de réaction de l'ancre qui freine ce résonateur mécanique sont fortes au début du choc. Ceci pose un problème majeur, raison pour laquelle la roue d'échappement 16 est agencée et configurée pour pouvoir éviter une casse ou une détérioration d'une de ses parties, de l'ancre ou même d'une partie du résonateur mécanique lors d'un événement tel que montré aux Figures 3B et 3C. Pour diminuer l'intensité de la force exercée par la cheville du résonateur lors dudit choc important et donc éviter une contrainte instantanée trop forte, il est prévu une durée de choc relativement longue avec une absorption élastique d'énergie cinétique du résonateur mécanique 2 permettant à ce dernier de décélérer sur une certaine distance angulaire et ainsi de réduire l'intensité de la décélération.
  • A cet effet, les dents 42 de la roue d'échappement 16 sont prévues flexibles et chacune est agencée de manière à pouvoir fléchir, dans un plan général perpendiculaire à un axe de rotation de l'ancre 14, en subissant une déformation élastique sous l'action d'une force radiale, relativement à l'axe de rotation de la roue d'échappement, qui est exercée par une des deux palettes mécaniques butant contre la dent flexible considérée alors que la roue d'échappement a une quelconque position angulaire à l'intérieur d'une plage de positions angulaires correspondante, mentionnée précédemment, et que le résonateur mécanique est freiné par l'ancre. Chaque dent flexible présente une capacité élastique permettant d'absorber élastiquement, lors de ladite déformation élastique sous l'action de ladite force radiale, la majeure partie d'une énergie mécanique maximale que peut avoir le résonateur mécanique lors du fonctionnement normal du mouvement horloger. On remarquera que, lors du choc entre la palette mécanique et la dent flexible, il y a une certaine dissipation d'énergie notamment dans le résonateur mécanique et l'ancre, et aussi dans d'autres structures concernées, notamment dans le plateau 40 et les paliers de la roue d'échappement. Grâce à l'invention, toute casse ou détérioration de l'échappement et du résonateur mécanique peut ainsi être évitée. On a déjà exposé précédemment que les dents flexibles 42 ont été configurées de manière à présenter principalement une élasticité selon une direction radiale passant par le sommet de leur tête 42a. En effet, la partie terminale 42c de chaque dent présentant la plus grande flexibilité, et par conséquent la plus grande capacité élastique, est formée par une lame flexible qui est orientée principalement de manière orthogonale à ladite direction radiale.
  • Par " dent flexible ", on comprend généralement un élément saillant dont au moins une partie et/ou une partie de liaison de cet élément à un support peut / peuvent se déformer de manière élastique lors d'un choc, en particulier sensiblement radial, que peut subir cet élément sous l'action d'une palette mécanique de l'ancre, en présentant une capacité élastique suffisante pour absorber élastiquement une partie significative de l'énergie mécanique du résonateur mécanique que peut transmettre l'ancre à cet élément alors que le résonateur mécanique, ayant initialement une énergie mécanique correspondant à un fonctionnement normal du mouvement horloger, est proche de sa position de repos et brusquement freiné, en particulier jusqu'à une vitesse nulle, par l'ancre dont une palette mécanique bute contre l'élément saillant. Par 'capacité élastique', on comprend une capacité d'absorption d'énergie élastique, l'énergie élastique étant l'énergie stockée dans un matériau contraint sous forme de déformation élastique. Grâce aux caractéristiques de la roue d'échappement selon l'invention, on évite un choc trop brutal entre cette dernière et l'ancre et on permet une dissipation progressive de l'énergie mécanique du résonateur mécanique lors d'un arrêt de la roue d'échappement, quelle que soit alors sa position angulaire.
  • A la Figure 3C, on observe que, lors de la déformation élastique d'une dent flexible 42 sous l'action d'une force radiale due à un choc frontal de direction sensiblement radial, la dent subit un couple de force important, dans le sens de la rotation normale de la roue d'échappement, et elle subit une certaine rotation en direction du centre de la roue d'échappement alors que la partie terminale 42c fléchit jusqu'à ce que la dent bute contre le pourtour du plateau 40 et/ou la base 43 de la dent située devant elle. Le fléchissement de la dent est donc limité par une butée correspondante que comprend la roue d'échappement. On observe aussi que la goupille 44 associée à la dent qui subit ladite force radiale est agencée de sorte que le corps 42b de cette dent s'éloigne de cette goupille lors du fléchissement de la dent. De manière générale, la pluralité de parties rigides (à savoir les goupilles 44 dans la variante représentée) est agencée de manière à permettre que, lorsqu'une palette mécanique bute contre une partie saillante flexible (à savoir une dent flexible 42 dans la variante représentée) et que le résonateur mécanique 2 est alors freiné par l'ancre 14, la partie saillante flexible soumise à ladite force radiale puisse se déformer élastiquement de manière à absorber élastiquement la majeure partie du travail de cette force radiale. Les parties rigides servant d'éléments de retenue pour les dents flexibles, et situées en particulier derrière les corps de ces dents flexibles, ne gênent nullement la fonction d'absorption élastique de la majeure partie d'une énergie mécanique du résonateur mécanique lors d'un choc frontal de direction sensiblement radial entre une dent flexible 42 et une palette mécanique de l'ancre 14 qui peut survenir lorsque la roue d'échappement arrête de tourner pas-à-pas et que le mouvement mécanique arrête de fonctionner normalement.
  • Dans le cas d'un choc frontal de direction sensiblement radial entre la palette mécanique 29 et une dent flexible 42 représenté aux Figures 3A à 3F, le résonateur mécanique 2 subit une décélération telle qu'il finit par s'arrêter sensiblement dans la position représentée à la Figure 3C, avant un dégagement de la cheville 10 de la fourchette 18. Aux Figures 3D à 3F est donné une évolution possible du comportement de l'échappement hybride et du résonateur mécanique jusqu'à un arrêt total de ces mécanismes. Une fois le résonateur mécanique 2 arrêté, la dent flexible déformée élastiquement par la palette mécanique 29 redonne de l'énergie absorbée élastiquement au résonateur mécanique via l'ancre qui fournit ainsi une certaine impulsion de force à ce résonateur jusqu'à ce que la dent flexible 42 vienne buter contre la goupille 44, cet événement étant représenté à la Figure 3D. La goupille 44 joue un rôle intéressant dans cette phase car elle permet, une fois le choc frontal terminé (le choc frontal en question dure tant que la force radiale, mentionnée précédemment, qui s'exerce sur la dent flexible concernée est engendrée par la décélération du résonateur mécanique), de dissiper une partie de l'énergie élastique absorbée lors du choc frontal et diminuer ainsi la quantité d'énergie mécanique redonnée au résonateur mécanique, de sorte à amortir rapidement une oscillation résiduelle jusqu'à un arrêt total du résonateur mécanique. La Figure 3E montre un instantané avec le résonateur mécanique dans une position angulaire extrême définissant l'amplitude d'une alternance générée par la restitution partielle de l'énergie élastique absorbée par la dent flexible. On notera qu'il est possible que la roue d'échappement subisse une légère rotation, notamment en avant, durant le choc frontal et aussi lors du retour de la dent en direction de la goupille de retenue 44. La Figure 3F montre un position finale probable pour le résonateur mécanique et l'échappement à l'arrêt, avec une palette mécanique en appui contre une surface inclinée d'une des dents flexibles.
  • Dans une variante avantageuse, les dents flexibles 42 sont agencées en appui contre les goupilles de retenue 44 avec une précontrainte, c'est-à-dire avec une certaine déformation élastique initiale qui est engendrée par les goupilles de retenue sur les dents respectives en l'absence d'autres forces. Une telle précontrainte permet d'augmenter la capacité d'absorption élastique des dents flexibles sur une distance de déplacement donnée depuis une position initiale, en butée contre les goupilles respectives, et une position finale où ces dents viennent buter sur une base 43 d'une dent en aval et/ou sur le pourtour du plateau 40 qui supporte à sa périphérie les dents flexibles, comme dans la variante représentée aux figures.

Claims (11)

  1. Mouvement horloger comprenant un résonateur mécanique (2) et un échappement (12) qui est associé à ce résonateur mécanique et qui comprend une roue d'échappement (16), présentant une pluralité de parties saillantes (42), et un arrêtoir (14), cet arrêtoir comprenant deux palettes mécaniques (28, 29), formant respectivement deux butées mécaniques pour la pluralité de parties saillantes, et une fourchette (18) agencée pour coopérer avec le résonateur mécanique via un engagement périodique d'une cheville (10), solidaire de ce résonateur mécanique, entre deux cornes (19a, 19b) de la fourchette, le résonateur mécanique étant couplé à l'arrêtoir de manière que, lors d'un fonctionnement normal du mouvement horloger, l'arrêtoir subit un mouvement alternatif entre deux positions de repos dans lesquelles cet arrêtoir demeure alternativement durant des intervalles de temps successifs ; dans lequel l'échappement est agencé de manière à permettre, lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, une absorption d'énergie cinétique de la roue d'échappement par des chocs successifs, entre la pluralité de parties saillantes (42) et alternativement les deux palettes mécaniques (28, 29), respectivement en fin de pas successifs d'une rotation pas-à-pas de la roue d'échappement ; caractérisé en ce que l'échappement est agencé de sorte que, lors d'un basculement de l'arrêtoir (14) depuis une première de ses deux positions de repos en direction de la seconde position de repos alors que la roue d'échappement a une quelconque position angulaire dans une pluralité de plages de positions angulaires correspondant respectivement à la pluralité de parties saillantes, une des deux palettes mécaniques bute contre une des parties saillantes correspondant à la plage de positions angulaires concernée avant que l'arrêtoir ne puisse atteindre une position angulaire de dégagement de la cheville (10) du côté de la seconde position de repos, ladite une des deux palettes mécaniques exerçant alors sur ladite partie saillante une force radiale, relativement à un axe de rotation de la roue d'échappement, dont l'intensité dépend de ladite quelconque position angulaire de la roue d'échappement ; et en ce que les parties saillantes de la roue d'échappement sont flexibles et chacune est agencée de manière à pouvoir fléchir, dans un plan général perpendiculaire à un axe de rotation de l'arrêtoir (14), en subissant une déformation élastique sous l'action de ladite force radiale, chaque partie saillante présentant une capacité élastique lui permettant d'absorber élastiquement, lors de ladite déformation élastique sous l'action de la force radiale, la majeure partie d'une énergie mécanique maximale que peut avoir le résonateur mécanique lors du fonctionnement normal du mouvement horloger.
  2. Mouvement horloger selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une pluralité de parties rigides (44), solidaires de la roue d'échappement (16), sont agencées respectivement derrière la pluralité de parties saillantes flexibles (42), relativement au sens normal de la rotation pas-à-pas de la roue d'échappement, de manière que chaque partie saillante flexible (42) est retenue par la partie rigide correspondante lors d'un choc, parmi lesdits chocs successifs, pouvant intervenir entre cette partie saillante et l'une ou l'autre des deux palettes mécaniques (28, 29), pour empêcher ou limiter un recul de cette partie saillante lors de ce choc selon une direction tangentielle, relativement audit axe de rotation de la roue d'échappement, et permettre une dissipation de la majeure partie d'une énergie cinétique que possède la roue d'échappement au début de ce choc.
  3. Mouvement horloger selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'échappement ou un mécanisme d'entraînement de la roue d'échappement (16) est agencé de manière que, en fonctionnement normal du mouvement horloger, la roue d'échappement fournit à l'arrêtoir (14) des impulsions d'entretien d'une oscillation du résonateur mécanique (2), ces impulsions d'entretien ayant une énergie constante tant que le mouvement horloger fonctionne normalement.
  4. Mouvement horloger selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'échappement (12) comprend un système magnétique (30, 32, 36) couplant magnétiquement la roue d'échappement (16) et l'arrêtoir (14), ce système magnétique étant agencé de manière à générer, lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, des impulsions magnétiques qui forment lesdites impulsions d'entretien à énergie constante.
  5. Mouvement horloger selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites impulsions magnétiques sont générées au niveau des deux palettes mécaniques (28, 29) qui supportent respectivement deux aimants (30, 32) formant deux palettes magnétiques ; et en ce que l'arrêtoir (14) est agencé de manière à pouvoir, lors du fonctionnement normal du mouvement horloger, transmettre substantiellement un couple de force magnétique engendré par chacune des impulsions magnétiques à sa fourchette (18) pour entretenir une oscillation du résonateur mécanique (2).
  6. Mouvement horloger selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les parties saillantes (42) sont agencées de manière à permettre un auto-démarrage de l'ensemble formé du résonateur mécanique (2) et de l'échappement (12) lorsque le ressort de barillet est réarmé, suite à un arrêt du mouvement horloger, et que la roue d'échappement (16) est à nouveau entraînée en rotation.
  7. Mouvement horloger selon une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le système magnétique comprend au moins une piste aimantée circulaire (36) supportée par un disque (34) formant la roue d'échappement ; en ce que la pluralité de parties saillantes (42) est agencée dans un plan général parallèle au disque et distant de ce dernier ; et en ce que la pluralité de parties rigides (44) sont fixées au disque et s'élèvent de celui-ci en direction dudit plan général.
  8. Mouvement horloger selon la revendication 7, caractérisé en ce que la pluralité de parties rigides est formée par une pluralité de goupilles (44) fixées audit disque.
  9. Mouvement horloger selon une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les parties saillantes sont formées par des dents (42) agencées à la périphérie d'un plateau (40) formant la roue d'échappement.
  10. Mouvement horloger selon la revendication 9, caractérisé en ce que, lors de ladite déformation élastique d'une quelconque dent de la pluralité de dents, le fléchissement de cette dent est limité par une butée (40, 43) correspondante que comprend la roue d'échappement (16).
  11. Mouvement horloger selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'arrêtoir (14) présente également une certaine capacité élastique lui permettant d'absorber élastiquement, lorsque ladite une des deux palettes mécaniques bute contre une partie saillante (42) alors que la roue d'échappement est positionnée à l'intérieur de ladite plage de positions angulaires correspondante et que le résonateur mécanique est alors freiné par l'arrêtoir, une partie d'une énergie mécanique que possède le résonateur mécanique au début d'un tel événement, l'ancre et la partie saillante concernée présentant ensemble une capacité élastique leur permettant d'absorber élastiquement, lors dudit événement, l'énergie mécanique maximale que peut avoir le résonateur mécanique lors du fonctionnement normal du mouvement horloger.
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