EP4290314A1 - Roue pour un système d'échappement a inertie réduite - Google Patents

Roue pour un système d'échappement a inertie réduite Download PDF

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EP4290314A1
EP4290314A1 EP22177838.4A EP22177838A EP4290314A1 EP 4290314 A1 EP4290314 A1 EP 4290314A1 EP 22177838 A EP22177838 A EP 22177838A EP 4290314 A1 EP4290314 A1 EP 4290314A1
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EP
European Patent Office
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wheel
exhaust system
rim
recess
arms
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EP22177838.4A
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German (de)
English (en)
Inventor
Laurent Jeanneret
Stéphane Renard
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Nivarox Far SA
Original Assignee
Nivarox Far SA
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B13/00—Gearwork
    • G04B13/02—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots
    • G04B13/027—Wheels; Pinions; Spindles; Pivots planar toothing: shape and design
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel

Definitions

  • the invention relates to the field of watchmaking, and in particular mechanical watch movements.
  • the invention relates to a wheel for an exhaust system for a timepiece.
  • An escape wheel is well known in the field of watchmaking and is intended to be connected to a mainspring which supplies it with energy in order to maintain the oscillations of a balance wheel, possibly by means of an anchor .
  • the escape wheel comprises teeth distributed around the periphery of a rim connected to a hub by radial branches.
  • the anchor has pallets intended to cooperate with the teeth of the escape wheel.
  • the escape wheel follows the following cycle: it is released from its stopping position against the first lift, then it is accelerated and driven by the gear train in order to first catch the anchor then indirectly the pendulum through the latter. It drives the pendulum before ejecting it, and finally it ends its course by coming up against the second lifting of the anchor.
  • the main aim of the present invention is to provide a wheel for an exhaust system having reduced inertia compared to the wheels currently used while remaining easy and quick to manufacture.
  • the invention relates to a wheel for an exhaust system comprising a hub intended to be mounted integrally in rotation with an axis, the axis being intended to be subjected to a mechanical torque, a rim, at least two arms extending from the hub to the rim, and teeth formed by a plurality of teeth, characterized in that said wheel for the exhaust system comprises at least one recess on at least one of its faces, the recess extending from the serge to the hub.
  • the invention also relates to an exhaust system comprising a wheel according to the invention.
  • the invention also relates to a watch movement comprising such an escapement system or a wheel for an escapement system according to the invention.
  • the invention relates to a wheel for an exhaust system, such a wheel is, for example, an escape wheel, an intermediate wheel or even a seconds wheel.
  • a wheel for an exhaust system such a wheel is, for example, an escape wheel, an intermediate wheel or even a seconds wheel.
  • the escape wheel is chosen as an example of description to facilitate reading of the invention. It is obvious that a person skilled in the art would have no difficulty in making an intermediate wheel or a seconds wheel in a similar manner.
  • FIG. 1 illustrates an escape wheel 1 according to the present invention, conventionally comprising a hub 2 connected to a rim 3 by radial arms 4, and teeth 5 distributed regularly around the periphery of the rim 3 and extending along orthoradial directions relative to an axis of rotation of the escape wheel 1.
  • the escape wheel 1 comprises at least two arms 4, and preferably four arms 4. Obviously other configurations can be considered, such as a wheel three-link exhaust 4.
  • the escape wheel 1 is made of a material chosen from steel, silicon or a metal alloy, or any other conventional material known to those skilled in the art for making components for timepieces.
  • a plane P is defined which is perpendicular to the axis of rotation of said escape wheel 1 and at mid-thickness of the escape wheel.
  • the term “thickness” used in the rest of the text refers to a dimension considered in a direction parallel to the axis of rotation of the escape wheel 1.
  • each of the teeth 14 has an end with at least one bevel.
  • the escape wheel 1 comprises at least one recess 10 formed on at least one of its faces, namely the front face and/or the rear face, the recess 10 extending from the rim 3 to to the hub 2.
  • the hub 2 can be of a thickness identical to that of the rim 3 so that the wheel 1 is more solid at the level of the hub and avoid deformation during of its installation on an axis.
  • sinking we mean a recess, for example of circular shape, made in the board of wheel 1.
  • front face and rear face we mean the faces visible from above and below the escape wheel 1.
  • the escape wheel has a thickness which is at least 0.10mm and the groove(s) 10 have a height of between 0.02mm and 0.05mm.
  • the thickness of the escape wheel 1 at the level of the recess 10 is typically between 0.05mm and 0.10mm.
  • the at least one groove 10 extends partly over the serge 3 and forms a border 6 at the edge of the serge of at least 0.02mm.
  • the serge 3 retains a portion of its thickness at the periphery of the escape wheel, which preserves its rigidity.
  • the escape wheel 1 comprises a recess 10 on each of its faces, namely the front face and the rear face.
  • the grooves 10 can be provided symmetrical with respect to the horizontal plane P in which the escape wheel 1 is inscribed and which is formed by the arms 4 and the rim 3 of the escape wheel 1.
  • symmetrical we mean that each groove has an identical diameter and height on each face of the escape wheel.
  • the two cores 10 can have a diameter of 3.3mm and a height of 0.04mm.
  • the grooves 10 can be provided asymmetrically with respect to the horizontal plane P in which the escape wheel 1 is inscribed and which is formed by the arms 4 and the rim 3 of the wheel d escapement 1.
  • asymmetrical we mean that each groove has a different height on each face of the escape wheel but an identical diameter.
  • the two sinks 10 can have an identical diameter and each have a height of 0.02mm and 0.05mm.
  • the grooves 10 can obviously be considered according to the needs of those skilled in the art without having to make any particular efforts for the production of the escape wheel 1.
  • the front or rear face can have several drowning, such as drowning through inter-arm space.
  • the at least one recess 10 of the escape wheel 1 can be produced by means of methods well known to those skilled in the art, for example by milling, turning, sinking, laser machining, DRIE or even LIGA depending on the material chosen. for the manufacture of wheel 1.
  • the invention also relates to an exhaust system comprising a wheel 1 according to the invention.
  • the wheel of the exhaust system is an escape wheel, an intermediate wheel or a second wheel.
  • the invention also relates to a watch movement comprising an escapement system or a wheel according to the invention.

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Abstract

L'invention concerne une roue pour un système d'échappement (1) comprenant un moyeu (2) destiné à être monté solidaire en rotation avec un axe, l'axe étant destiné à être soumis à un couple mécanique, une serge (3), au moins deux bras (4) s'étendant à partir du moyeu (2) jusqu'à la serge (3), et une denture formée par une pluralité de dents (5). Selon l'invention, la roue pour le système d'échappement (1) comprend au moins une noyure (10) sur au moins une de ses faces, la noyure (10) s'étendant de la serge (3) jusqu'au moyeu (2).

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention relève du domaine de l'horlogerie, et notamment des mouvements horlogers mécaniques.
  • Plus particulièrement, l'invention concerne une roue pour un système d'échappement pour pièce d'horlogerie.
    • Arrière-plan technologique
  • Une roue d'échappement est bien connue dans le domaine de l'horlogerie et est destinée à être reliée à un ressort moteur qui l'alimente en énergie afin d'entretenir les oscillations d'un balancier, éventuellement par le biais d'une ancre.
  • Plus particulièrement, dans le cadre de l'échappement à ancre suisse, la roue d'échappement comporte des dents réparties autour de la périphérie d'une serge reliée à un moyeu par des branches radiales. L'ancre comporte des palettes destinées à coopérer avec les dents de la roue d'échappement.
  • A chaque alternance de balancier, la roue d'échappement suit le cycle suivant : elle est dégagée de sa position d'arrêt contre la première levée, puis elle est accélérée et entraînée par le rouage en vue de rattraper d'abord l'ancre puis indirectement le balancier au travers de cette dernière. Elle entraîne le balancier avant de l'éjecter, et enfin elle termine sa course en venant buter sur la seconde levée de l'ancre.
  • Chacun de ces cycles répétés est donc une succession de pas de la roue, qui démarre, s'arrête, et ainsi de suite. On comprend donc qu'une inertie la plus faible possible de ce mobile joue un rôle important pour assurer un démarrage et rattrapage rapide du balancier, garantie de pertes de rendement limitées.
  • Un tel problème est connu et l'homme du métier l'a adressé par le passé de diverses manières, à savoir en réalisant une roue d'échappement squelettée ou en réalisant une roue d'échappement en matériau de faible densité tel que le silicium, le but étant de réduire l'inertie au maximum.
  • Bien que ces solutions donnent satisfaction, la fabrication d'une telle roue d'échappement pose quelques difficultés. Notamment, en plus d'être relativement longs à usiner, les composants qui en ressortent peuvent présenter une fragilité accrue, due au squelettage ou aux propriétés de la matière silicium.
    • Résumé de l'invention
  • La présente invention a pour but principal de fournir une roue pour un système d'échappement présentant une inertie réduite par rapport aux roues utilisées actuellement tout en restant facile et rapide à fabriquer.
  • A cet effet, l'invention concerne une roue pour un système d'échappement comprenant un moyeu destiné à être monté solidaire en rotation avec un axe, l'axe étant destiné à être soumis à un couple mécanique, une serge, au moins deux bras s'étendant à partir du moyeu jusqu'à la serge, et une denture formée par une pluralité de dents, caractérisée en ce que ladite roue pour le système d'échappement comprend au moins une noyure sur au moins une de ses faces, la noyure s'étendant de la serge jusqu'au moyeu.
  • Conformément à d'autres variantes avantageuses de l'invention :
    • la roue présente une épaisseur d'au moins 0.10mm ;
    • l'au moins une noyure présente une hauteur comprise entre 0.02 mm et 0.05 mm ;
    • l'au moins une noyure s'étend en partie sur la serge et forme un liseré en bordure de serge d'au moins 0.02mm ;
    • la roue comprend au moins deux bras, et de préférence quatre bras ;
    • la roue comprend une noyure sur ses deux faces, dites face avant et face arrière ;
    • les noyures sont symétriques par rapport à un plan horizontal à mi-épaisseur de la roue d'échappement ;
    • les noyures sont asymétriques par rapport à un plan horizontal à mi-épaisseur de la roue d'échappement ;
    • la roue est réalisée en un matériau choisi parmi l'acier, le silicium ou un alliage métallique ;
    • l'au moins une noyure est réalisée via fraisage, tournage, enfonçage, usinage laser, DRIE ou LIGA ;
    • la roue est une roue d'échappement, une roue intermédiaire ou une roue de seconde ;
    • plusieurs noyures par face peuvent être envisagées.
  • L'invention concerne également un système d'échappement comprenant une roue conforme à l'invention.
  • L'invention concerne aussi un mouvement horloger comprenant un tel système d'échappement ou une roue pour un système d'échappement conforme à l'invention.
    • Brève description des figures
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante donnée à titre d'exemple nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 représente une vue en perspective d'une roue d'échappement selon l'invention ;
    • la figure 2 représente une vue en coupe selon l'axe A-A de la roue d'échappement de la figure 1 ;
    • la figure 3 représente une vue de dessus de la roue d'échappement selon l'invention.
    Description détaillée de l'invention
  • L'invention concerne une roue pour un système d'échappement, une telle roue est, par exemple, une roue d'échappement, une roue intermédiaire ou encore une roue de seconde. Dans la suite de la description, la roue d'échappement est choisie comme exemple de description pour faciliter la lecture de l'invention. Il est évident qu'un homme du métier n'aurait aucune difficulté à réaliser une roue intermédiaire ou une roue de seconde de façon similaire.
  • La figure 1 illustre une roue d'échappement 1 selon la présente invention, comprenant de façon classique un moyeu 2 relié à une serge 3 par des bras radiaux 4, et des dents 5 réparties régulièrement autour de la périphérie de la serge 3 et s'étendant selon des directions orthoradiales par rapport à un axe de rotation de la roue d'échappement 1. La roue d'échappement 1 comprend au moins deux bras 4, et de préférence quatre bras 4. Bien évidemment d'autres configurations peuvent être envisagées, comme une roue d'échappement à trois bras 4.
  • La roue d'échappement 1 est réalisée en un matériau choisi parmi l'acier, le silicium ou un alliage métallique, ou tout autre matériau classique connu de l'homme du métier pour réaliser des composants pour pièces d'horlogerie.
  • Dans le présent texte, on définit un plan P qui est perpendiculaire à l'axe de rotation de ladite roue d'échappement 1 et à mi-épaisseur de la roue d'échappement. Par ailleurs, le terme « épaisseur » utilisé dans la suite du texte fait référence à une dimension considérée selon une direction parallèle à l'axe de rotation de la roue d'échappement 1.
  • Comme représenté sur la figure 1, chacune des dents 14 présente une extrémité avec au moins un biseau.
  • Selon l'invention, la roue d'échappement 1 comprend au moins une noyure 10 formée sur au moins une de ses faces, à savoir la face avant et/ou la face arrière, la noyure 10 s'étendant depuis la serge 3 jusqu'au moyeu 2. Selon les besoins de l'homme du métier, le moyeu 2 peut être d'une épaisseur identique à celle de la serge 3 de manière à ce que la roue 1 soit plus solide au niveau du moyeu et éviter des déformations lors de sa mise en place sur un axe.
  • Par noyure, on entend une creusure, par exemple de forme circulaire, pratiquée dans la planche de la roue 1.
  • Par face avant et face arrière, on entend les faces visibles depuis le dessus et le dessous de la roue d'échappement 1.
  • La roue d'échappement présente une épaisseur qui est au minimum de 0.10mm et la ou les noyures 10 présentent une hauteur comprise entre 0.02mm et 0.05mm. L'épaisseur de la roue d'échappement 1 au niveau de la noyure 10 est typiquement comprise entre 0.05mm et 0.10mm.
  • Comme on peut l'observer, l'au moins une noyure 10 s'étend en partie sur la serge 3 et forme un liseré 6 en bordure de serge d'au moins 0.02mm. Avec un tel agencement, la serge 3 conserve une portion de son épaisseur à la périphérie de la roue d'échappement, ce qui lui conserve sa rigidité.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, la roue d'échappement 1 comprend une noyure 10 sur chacune de ses faces, à savoir la face avant et la face arrière.
  • Selon un mode de réalisation de l'invention, les noyures 10 peuvent être prévues symétriques par rapport au plan horizontal P dans lequel est inscrite la roue d'échappement 1 et qui est formé par les bras 4 et la serge 3 de la roue d'échappement 1. Par symétrique, on entend que chaque noyure présente un diamètre et une hauteur identique sur chaque face de la roue d'échappement. Par exemple, les deux noyures 10 peuvent avoir un diamètre de 3.3mm et une hauteur de 0.04mm.
  • Selon un autre mode de réalisation de l'invention, les noyures 10 peuvent être prévues asymétriques par rapport au plan horizontal P dans lequel est inscrite la roue d'échappement 1 et qui est formé par les bras 4 et la serge 3 de la roue d'échappement 1. Par asymétrique, on entend que chaque noyure présente une hauteur différente sur chaque face de la roue d'échappement mais un diamètre identique. Par exemple, les deux noyures 10 peuvent avoir un diamètre identique et chacune une hauteur de 0.02mm et 0.05mm.
  • D'autres configurations des noyures 10 peuvent bien évidemment être envisagées selon les besoins de l'homme du métier sans devoir fournir d'efforts particuliers pour la réalisation de la roue d'échappement 1. Par exemple, la face avant ou arrière peut présenter plusieurs noyures, comme une noyure par espace inter-bras.
  • L'au moins une noyure 10 de la roue d'échappement 1 peut être réalisée au moyen de procédés bien connus de l'homme du métier, par exemple par fraisage, tournage, enfonçage, usinage laser, DRIE ou encore LIGA selon le matériau retenu pour la fabrication de la roue 1.
  • L'invention concerne aussi un système d'échappement comprenant une roue 1 conforme à l'invention. La roue du système d'échappement est une roue d'échappement, une roue intermédiaire ou une roue de seconde.
  • L'invention concerne également un mouvement horloger comprenant un système d'échappement ou une roue conforme à l'invention.
  • Grâce à ces différents aspects de l'invention, on dispose d'une roue d'échappement présentant une inertie réduite qui est plus facile et moins coûteuse à réaliser qu'une roue d'échappement squelettée par exemple.
  • Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré et est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art, sans sortir du cadre de l'invention tel que définie par les revendications.

Claims (13)

  1. Roue (1) pour un système d'échappement comprenant un moyeu (2) destiné à être monté solidaire en rotation avec un axe, l'axe étant destiné à être soumis à un couple mécanique, une serge (3), au moins deux bras (4) s'étendant à partir du moyeu (2) jusqu'à la serge (3), et une denture formée par une pluralité de dents (5), caractérisée en ce que ladite roue pour le système d'échappement (1) comprend au moins une noyure (10) sur au moins une de ses faces, la noyure (10) s'étendant de la serge (3) jusqu'au moyeu (2).
  2. Roue (1) pour un système d'échappement selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente une épaisseur d'au moins 0.10mm.
  3. Roue (1) pour un système d'échappement selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'au moins une noyure (10) présente une hauteur comprise entre 0.02 mm et 0.05mm.
  4. Roue (1) pour un système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 3, dans laquelle l'au moins une noyure (10) s'étend en partie sur la serge (3) et forme un liseré (6) en bordure de serge d'au moins 0.02mm.
  5. Roue (1) pour un système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux bras (4), et de préférence quatre bras (4).
  6. Roue (1) pour un système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend une noyure (10) sur ses deux faces, dites face avant et face arrière.
  7. Roue (1) pour un système d'échappement selon la revendication 6, dans laquelle les noyures sont symétriques par rapport à un plan horizontal (P) formé par les bras (4) et la serge (3) de la roue d'échappement.
  8. Roue (1) pour un système d'échappement selon la revendication 6, dans laquelle les noyures sont asymétriques par rapport à un plan horizontal formé par les bras (4) et la serge (3) de la roue d'échappement.
  9. Roue (1) pour un système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en un matériau choisi parmi l'acier, le silicium ou un alliage métallique.
  10. Roue (1) pour un système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que la dite au moins une noyure (10) est réalisée via fraisage, tournage, enfonçage, usinage laser, DRIE ou LIGA.
  11. Roue (1) pour un système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que la roue est une roue d'échappement, une roue intermédiaire ou une roue de seconde.
  12. Système d'échappement comprenant une roue (1) pour un système d'échappement selon l'une des revendications 1 à 11.
  13. Mouvement horloger comprenant un système d'échappement selon la revendication 12 ou une roue d'échappement (1) selon l'une des revendications 1 à 11.
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