INDICATEUR DE TEMPS À RÉGULATION MÉCANIQUE
La présente invention décrit un indicateur de temps à régulateur mécanique selon la définition des revendications. Cet indicateur de temps est particulièrement adapté pour l'utilisation dans des montres-bracelets. Il est de type balancier-spirale à couple constant, dont l'oscillation est entretenue à travers un échappement par le déplacement d'un point d'attache d'un ressort spirale au moment du passage au point 0 de l'oscillateur.
La présente invention se situe dans la famille des indicateurs de temps dits à «tourbillon». Le type classique d'un tel indicateur de temps est représenté par le «tourbillon Bréguet» de 1795. Dans ce dispositif, un balancier, son ressort spirale et son échappement sont assemblés à l'intérieur d'une cage tournante, la vitesse de rotation de la cage est de 60 sec. par tour. Toute la cage tourne autour d'un engrenage.
La présente invention a comme objectif de compenser les erreurs d'équilibrage dynamique et statique de l'ensemble balanciers-spirale-échappement dues aux problèmes de géométrie, de fabrication ou dues au battements asymétrique du ressort spirale.
Cet objectif est atteint par l'invention définie par les revendications.
La présente invention se réfère à un indicateur de temps de type balancier-spirale à couple constant, dont l'oscillation est entretenue à travers un mobile d'échappement par le déplacement d'un point d'attache d'un ressort spirale au moment du passage au point 0 de l'oscillateur. Le point d'attache effectue un mouvement circulaire autour de l'axe de l'oscillateur, entraînant par la même une rotation dans le temps de l'ensemble balancier- spirale-échappement. L'essentiel de l'énergie est transmis par le mouvement du point d'attache. Une ancre d'échappement s'appuie directement sur un pont d'échappement.
En comparaison à un indicateur de temps à régulateur mécanique de type balancier- spirale traditionnel dit à «tourbillon», l'invention présente les avantages suivants:
L'indicateur de temps est muni d'une construction sans cage tournante et sans double palier, permettant ainsi une construction particulièrement simple et robuste, nécessitant moins d'éléments.
Ceci permet une construction mince, facile à obtenir et particulièrement esthétique. A la différence d'un «tourbillon» classique qui possède une cage visible, une construction mince est difficile à faire.
Il en découle une réduction de la hauteur, de la masse et de l'inertie de l'indicateur de temps. Cette construction est adaptée pour grands et petits calibres.
La rotation du « tourbillon » sur lui-même est plus rapide ( 2 à 3 secondes par tour).
Le rendement de l'échappement est plus grand, de façon à permettre l'utilisation d'un ressort de barillet plus faible ou la réalisation d'une réserve de marche plus importante.
- Il en découle une réduction de l'ensemble des efforts et des usures mécaniques.
L'invention va être décrit plus en détail à l'aide des figures suivantes dans lesquelles:
- fig. 1 montre un schéma d'un indicateur à régulateur traditionnel,
- fig. 2 montre un schéma d'un indicateur à régulateur selon l'invention avec déplacement en alterné,
- fig. 3 montre un schéma d'un indicateur à régulateur selon l'invention avec déplacement unidirectionnel,
- fig. 4 montre une vue de dessus d'une réalisation exemple d'un indicateur à régulateur selon l'invention,
- fig. 5 montre une vue de côté en coupe d'une réalisation exemple d'un indicateur à régulateur selon la fig. 4,
- fig. 6 montre une vue de côté en coupe d'un détail agrandi d'une réalisation exemple d'un indicateur à régulateur selon la fig. 4 et la fig. 5.
Fig. 1 montre un schéma d'un indicateur à régulateur de type balancier-spirale traditionnel. Dans de tels indicateurs de temps à régulateur l'oscillation du balancier est entretenue à travers l'échappement par une force d'impulsion F appliquées directement sur l'oscillateur G au moment de son passage au point 0. Cette transmission d'une force d'impulsion au balancier peut se faire en alterné ou unidirectionnel selon le type d'échappement.
II est à remarquer que pour réduire les perturbations de l'oscillateur, le temps d'impulsion doit être minimal. Le facteur de qualité de l'oscillateur est directement
proportionnel à la fréquence dudit oscillateur. Plus la vitesse de passage de l'oscillateur est élevée au point 0, plus il est difficile de lui transmettre une force d'impulsion constante. Le rendement de l'échappement est donc faible (de l'ordre de 20%) . De plus, toute variation du couple d'entraînement au niveau de l'échappement est directement transmise à l'oscillateur et peut avoir une influence sur l'amplitude de l'oscillation. Les erreurs d'équilibrage dynamique et statique de l'ensemble balancier-spirale-échappement dues aux problèmes de géométrie, de fabrication ou au battements asymétrique du ressort spirale ne sont pas compensées. Pour toutes ces raisons, un soin particulier est donc nécessaire lors de la fabrication et de l'assemblage des élément constitutif du régulateur de temps pour en garantir la fiabilité.
Les figs. 2 et 3 montrent un schéma d'un indicateur à régulateur selon l'invention avec déplacement en alterné (fig. 2) et avec déplacement unidirectionnel (fig. 3), selon le type d'échappement. L'invention se caractérise par le fait que la transmission d'énergie destinée à entretenir l'oscillation du balancier se fait par un déplacement X du point d'attache A du ressort. Ce déplacement du point d'attache A du ressort se fait au moment du passage au point 0 de l'oscillateur G. Le rendement de l'échappement est très élevé (de l'ordre de 50%) . L'essentiel de l'énergie est transmis par le mouvement du point d'attache. En plus, les variations du couple d'entraînement au niveau de l'échappement ne sont pas transmises à l'oscillateur et n'ont donc pas d'influence sur l'amplitude de l'oscillation. Les erreurs d'équilibrage dynamique et statique de l'ensemble balanciers-spirale-échappement dues aux problèmes de géométrie, de fabrication ou au battements asymétrique du ressort spirale sont compensées ( par le principe tourbillon). Pour toute ces raisons le soin apporté lors de la fabrication et de l'assemblage des éléments constitutifs du régulateur de temps n'a qu'une influence limitée pour en garantir la fiabilité.
La transmission d'énergie se fait en déplaçant le point d'attache du ressort spirale. Ce déplacement X induit une énergie potentielle dans le ressort spirale qui va entretenir
l'oscillation du balancier. Cette énergie d'entretien est une fonction dépendante* de plusieurs paramètres. Elle dépend en particulier des caractéristiques dynamiques et géométriques du balancier-spirale, de la valeur angulaire du déplacement du point d'attache du ressort spirale, du point d'application dans le cycle de l'oscillation dudit déplacement ainsi que du temps nécessaire audit point d'attache pour effectuer son déplacement.
Remarquons qu' un couple d'entraînement est appliqué au point d'attache afin d'effectuer un déplacement au dessus d'une valeur minimale du déplacement dudit point d'attache. L'influence sur l'énergie d'entretien des variations dudit couple d'entraînement peut être considérée comme négligeable. C'est la raison pour laquelle l'entretien de l'oscillation de ce régulateur est à couple constant.
Les figs. 4 à 6 montrent des différentes vues d'un détail d'une réalisation exemplaire d'un indicateur à régulateur selon l'invention. Fig. 4 montre une vue de dessus en coupe, fig. 5 montre une vue de côté et en coupe et fig. 6 montre une vue de côté et en coupe d'un détail agrandi.
Selon cette réalisation, une roue intermédiaire 1 est prévue pour transmettre un couple d'entraînement d'un ressort de barillet à un mobile d'échappement 2. Un pont d'échappement 4 peut servir de palier à ladite roue intermédiaire 1. Le pont d'échappement 4 possède un engrenage d'échappement 10 de forme spéciale, évidée et concentrique à un balancier 7, servant d'appui et de limitation à une rotation du mobile d'échappement 2.
- O -
Une première extrémité de ce ressort spirale 6 est fixée par un piton de fixation' 5 au mobile d'échappement 2. Une autre extrémité de ce ressort spirale 6 est fixée par un point 11 au balancier 7.
Le mobile d'échappement 2 possède un palier agencé de manière concentrique au balancier 7. Ce mobile d'échappement 2 entraîne solidairement une ancre d'échappement
3 et le piton de fixation 5 du ressort spirale 6. L'ancre d'échappement 3 peut basculer autour de son axe, permettant une rotation du mobile d'échappement 2 de préférence unidirectionnelle. De préférence, l'ancre d'échappement 3 fait un mouvement de bascule pour trouver son chemin à travers des dents du pont d'échappement 4. L'ancre d'échappement 3 est par exemple agencé de manière bas, pour passer en dessous des dents du pont d'échappement 4. L'engrenage d'échappement 10 du pont d'échappement
4 sert de point d'appuis à l'ancre d'échappement 3 et limite l'angle de rotation du mobile d'échappement 2 à travers l'ancre d'échappement 3. L'ancre d'échappement 3 s'appuie directement sur le pont d'échappement 4 et libère de manière directe le mouvement rotatif du mobile d'échappement 2.
Le piton de fixation 5 du ressort spirale 6 étant solidaire du mobile d'échappement 2. Il transmet au ressort spirale 6 le mouvement angulaire dont il vient d'être animé, emmagasinant une énergie potentielle dans le ressort spirale 6 qui va initier l'oscillation du balancier 7.
Une chenille 8 entraînant l'ancre d'échappement 3 est fixée de manière solidaire sur un plateau de l'axe du balancier 7. Cette chenille 8 est positionnée de telle façon, quelle initie le basculement de l'ancre d'échappement 3 au moment du passage du balancier 7 au point 0 de l'oscillation. Ledit basculement de l'ancre d'échappement 3 libère le point d'appuis sur ledit engrenage d'échappement 10 de l'ancre d'échappement 3 et permet une rotation angulaire du mobile d'échappement 2 limitée par un prochain point d'appuis
de l'ancre d'échappement 3 sur l'engrenage d'échappement 10. Le piton de fixation -5 du ressort spirale 6 étant solidaire du mobile d'échappement 2. Ledit piton de fixation 5 transmet au ressort spirale 6 le mouvement angulaire dont il vient d'être animé, emmagasinant une énergie potentielle dans le ressort spirale 6 qui va entretenir l'oscillation du balancier 7. La fréquence d'oscillation du balancier peut être réglée en déplaçant au moins une masse d'ajustement 9 étant agencé par exemple dans une gouge de forme ovale usinée dans le balancier 7. Ce déplacement modifie le moment d'inertie de l'ensemble balancier-masse d'ajustement et par là la fréquence d'oscillation. La vitesse de rotation de l'ensemble balancier-spirale-échappement 2,6,7 est très rapide et fait 2 à 3 secondes par tour. L'homme du métier, en connaissant la présente invention, peut bien sûr réaliser d'autres ensembles balancier-spirale-échappement ayant des vitesses de rotations plus élevées, par exemple 1 à 2 secondes par tour, ou moins élevées, par exemple 3 à 10 secondes par tour.
La valeur de l'angle de rotation du mobile d'échappement 2 dépend du sens de passage de la chenille 8 de l'ancre d'échappement 3, de la géométrie de l'ancre d'échappement 3, de l'engrenage d'échappement 10 et de l'angle de liberté de l'ancre d'échappement 3 sur le mobile d'échappement 2. Il peut être variable selon le sens de passage du balancier 7 et permet un déplacement alterné (symétrique ou asymétrique) ou un déplacement unidirectionnelle du mobile d'échappement 2 selon la période d'oscillation du balancier