WO2012010408A1 - Mecanisme oscillant a pivot elastique et mobile de transmission d'energie - Google Patents

Mecanisme oscillant a pivot elastique et mobile de transmission d'energie Download PDF

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oscillating mechanism
mobile
elastic return
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Pierre Cusin
Christian Charbon
Marco Verardo
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    • G04F7/0823—Watches or clocks with stop devices, e.g. chronograph with couplings between the chronograph mechanism and the base movement

Definitions

  • the invention relates to an oscillating mechanism for a watch movement, comprising a first rigid element and a second rigid element, each arranged to be fixed to a different element of said movement and of which at least one is movable relative to the other and rotates around a theoretical pivot axis:
  • the invention also relates to a mobile energy transmission for a watch movement, comprising such an oscillating mechanism, between at least a first mobile transmitter said movement on the one hand, and at least a second mobile receiver said movement of on the other hand, said oscillating mechanism comprising at least one degree of freedom pivoting about said theoretical axis of pivoting.
  • the invention also relates to a watch movement comprising such an oscillating mechanism.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such an oscillating mechanism.
  • the invention also relates to the use of such a mobile power transmission to decouple the inertia of a part of a cog in a watch movement comprising on the one hand an exhaust and on the other hand a second mobile greater inertia than that of said escapement, by the interposition of said mobile energy transmission either directly or in a train, between said exhaust and said second mobile, so as to allow a rapid pivoting of said exhaust before said second mobile be set in motion at each impulse.
  • the invention relates to the field of micro-mechanics, and more particularly the field of watchmaking.
  • a mobile of the finishing train comprises an elastic connecting device which is stretched under the influence of the mainspring when the wheel of exhaust is at a standstill or during its slight recoil before release, and relaxes at the time of release, so as to act on the anchor with a constant force, for reduce the separation between the teeth of the escape wheel and the pulse plane of the pallets of the anchor at the beginning of each pulse stroke.
  • Elastic wheels are known documents CH 6659 in the name of Lambert, with arms S, or DE 271 4020 in the name of Beiter, with spiral arms, or EP 1 580 624 in the name of Pierre Kunz which presents a mobile sufficiently elastic to undergo displacements without changing the center distance, and without changing its meshing ratio, or in the name of Pierre Kuntz, who uses a resilient foam spacer in place of the elastic arms of the previous one.
  • Anti-noise sprockets with an elastic structure are still known from document FR 2 641 351 in the name of Alcatel, as well as wheels comprising integrated dampers as in the document EP 1 253 275 in the name of Siemens.
  • the invention proposes to provide, for the fields of micromechanics and watchmaking, a reliable alternative to the use of traditional springs as means of maintenance of an oscillation. This alternative is sought for both micro-mechanics and nano-technologies.
  • the invention relates to an oscillating mechanism for a watch movement, comprising a first rigid element and a second rigid element, each arranged to be fixed to a different element of said movement and of which at least one is movable by relative to the other and rotates about a theoretical axis of pivoting, characterized in that said oscillating mechanism is flexible with variable geometry while being made in one piece, and comprises first resilient return means providing a direct elastic connection or between said first rigid element and an intermediate rigid element, and comprises at least second resilient return means forming a connection direct or indirect elastic between said intermediate rigid element and said second rigid element, and further characterized in that said first rigid element, said first elastic return means, said intermediate rigid element, said second elastic return means, and said second rigid element are coplanar in the same plane, and are arranged to deform according to said plane.
  • said oscillating mechanism adopts a butterfly-type configuration comprising at least one intermediate rigid element constituted by at least one rigid arm extending between said first rigid element disposed in the vicinity of said pivot axis and said second rigid element constituting a peripheral part, to which it is connected respectively by said first elastic return means constituted by at least a first elastic blade, and by said second elastic return means constituted by at least a second elastic blade, said rigid portion constituting a intermediate mass movable substantially pivotally about said pivot axis.
  • said oscillating mechanism adopts a four-neck RCC pivot type configuration, comprising two said intermediate rigid elements forming two non-aligned arms each extending between said first rigid element disposed in the vicinity of said pivot axis. and said second rigid element constituting a peripheral part, to which it is connected respectively by said first elastic return means constituted by at least a first elastic blade, and by said second elastic return means constituted by at least a second elastic blade.
  • said first rigid element or said second rigid element comprises means for receiving a pulse exerted against said first elastic return means and said second elastic return means, which together constitute elastic return means arranged for make oscillating said first rigid element about said pivot axis, said elastic return means constituting an elastic virtual pivot dispensing said oscillating mechanism from any fixation on a shaft or pivot, and said elastic return means comprise means for balancing the forces exerted on said first rigid element for maintaining its instantaneous pivot axis closer to said pivot axis.
  • the invention also relates to a mobile energy transmission for a watch movement, comprising such an oscillating mechanism, between at least a first mobile transmitter said movement on the one hand, and at least a second mobile receiver said movement of on the other hand, said oscillating mechanism comprising at least one degree of freedom pivoting about said theoretical axis of pivoting, characterized in that said first elastic return means and said second elastic return means together constitute resilient return means providing an elastic connection direct or indirect between a first axial portion and a second peripheral portion, said first axial portion located in the vicinity of said pivot axis and cooperating with said first mobile transmitter or respectively the second mobile receiver, and said second peripheral portion radially away from said pivot axis and cooperating with the said uxverse mobile receiver or respectively the first mobile transmitter, and said elastic return means being arranged for, as appropriate, absorb, store or release energy during an angular displacement pivotally about a parallel secondary axis or coincident with said pivot axis, between said first axial portion and said second peripheral portion.
  • said first axial portion and said second peripheral portion are coaxial in the free state, and said elastic return means are further arranged to coaxially retain said first axial portion and said second peripheral portion during deformation of said elastic return means.
  • the invention also relates to a watch movement comprising such an oscillating mechanism.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such an oscillating mechanism.
  • the invention also relates to the use of such a mobile power transmission to decouple the inertia of a part of a cog in a watch movement comprising on the one hand an exhaust and on the other hand a second mobile greater inertia than that of said escapement, by the interposition of said mobile energy transmission either directly or in a train, between said exhaust and said second mobile, so as to allow a rapid pivoting of said exhaust before said second mobile be set in motion at each impulse.
  • FIG. 1 shows, schematically and in section along a plane perpendicular to a theoretical axis of pivoting, an oscillating mechanism according to the invention, in a first embodiment suitable for producing a regulating member of a piece clock;
  • FIG. 2 represents, in a manner similar to FIG. 1, a variant of this first mode in a version of greater pivoting amplitude than that of FIG. 1
  • FIG. 3 is a diagrammatic representation similar to the preceding figures of an oscillating mechanism according to the invention, in a second embodiment suitable for producing an escapement element, in particular an anchor, a timepiece;
  • FIG. 4 represents, in a schematic form similar to the preceding figures, an oscillating mechanism according to the invention, in a version combined these first and second embodiments, suitable for producing an escape-oscillator block arranged to regulate the running of a timepiece;
  • FIG. 5 shows schematically and in perspective, a transmission of energy transmission according to the invention, incorporating such an oscillating mechanism, in a first variant form called "butterfly";
  • FIG. 6 shows schematically and in perspective, a transmission of energy transmission according to the invention, incorporating such an oscillating mechanism, in a second variant form called "four-necked RCC";
  • FIG. 7 is a diagrammatic perspective view of a power transmission mobile according to the invention, incorporating such an oscillating mechanism, in a simplified representation;
  • FIG. 8 is a diagrammatic perspective view of a power transmission mobile according to the invention, incorporating such an oscillating mechanism, in a simplified representation of another variant;
  • FIG. 9 shows, in the form of a block diagram, a timepiece incorporating a movement comprising itself such a mobile energy transmission and such an oscillating mobile.
  • the invention relates to the field of micro-mechanics, and more particularly the field of watchmaking.
  • the invention relates to an oscillating mechanism 1 for a 1000 clock movement.
  • This oscillating mechanism 1 comprises a first rigid element 200 and a second rigid element 600, each arranged to be fixed to a different element of the movement 1000 and at least one of which is movable. relative to the other and pivots around a theoretical axis of pivoting D.
  • this oscillating mechanism 1 is flexible with variable geometry, while being made integrally. It comprises first elastic return means 300 providing a direct or indirect elastic connection between the first rigid element 200 and an intermediate rigid element 400. It comprises at least second elastic return means 500 providing a direct or indirect elastic connection between this element rigid intermediate 400 and the second rigid element 600.
  • first rigid element 200, the first elastic return means 300, the intermediate rigid element 400, the second elastic return means 500, and the second rigid element 600 are coplanar in a plane P, and are arranged to deform preferably according to the plane P.
  • the first elastic return means 300 comprise at least one elastic blade 301
  • the second elastic return means 500 comprise at least one elastic blade 501.
  • the first elastic return means 300 comprise a plurality of elastic blades 301 substantially radial with respect to the pivot axis D
  • the second elastic return means 500 comprise a plurality of substantially radial resilient blades 501 by relative to the pivot axis D.
  • the first resilient return means 300 and / or the second resilient return means 500 comprise a plurality of elastic blades forming dihedrals substantially radial Ve relative to the pivot axis D, and whose tip of the Vee is directed towards the pivot axis D.
  • the first elastic return means 300 or / and the second elastic return means 500 comprise at least one rigid element 700 interposed between two elastic elements 800.
  • the oscillating mechanism 1 is symmetrical with respect to a plane of symmetry PS, passing through the pivot axis D and perpendicular to the plane P:
  • an advantageous embodiment of the invention is that in which the oscillating mechanism 1 adopts a butterfly-type configuration, comprising at least one intermediate rigid element 400 constituted by at least one rigid arm 12 extending between the first rigid element 200 disposed in the vicinity of the pivot axis D and the second rigid element 600 constituting a peripheral portion 6, to which it is connected respectively by the first elastic return means 300 constituted by at least a first elastic blade 8, and by the second elastic return means 500 constituted by at least one second elastic blade 9, the rigid portion 12 constituting an intermediate mass movable substantially pivotally about the pivot axis D.
  • FIG. 6 Another advantageous embodiment visible in FIG. 6 is that in which the oscillating mechanism 1 adopts a four-neck RCC configuration, comprising two such intermediate rigid elements 400 forming two non-aligned arms 7 each extending between the first element rigid 200 disposed in the vicinity of the pivot axis D and the second rigid element 600 constituting a peripheral portion 6, to which it is connected respectively by the first elastic return means 300 constituted by at least a first elastic blade 8, and by the second elastic return means 500 constituted by at least one second elastic blade 9.
  • the first resilient return means 300 and / or the second elastic return means 500 have limited angular deflection by angular deflection limiting means.
  • the second rigid element 600 constitutes an immovable anchorage with respect to a plate or a bridge that the movement 1000 comprises.
  • the first rigid element 200 can also constitute this anchorage .
  • the rigid element which does not constitute the anchor here the first rigid element 200 in the case of the figures, comprises means for receiving a pulse exerted against the first elastic return means 300 and the second elastic return means 500.
  • the elastic return means 10 constitute a virtual pivot elastic, which exempts the mechanism oscillating 1 of any attachment on shaft or pivot.
  • the elastic return means 10 comprise means for balancing the forces exerted on the first rigid element 200, and / or on the intermediate rigid element 400, and / or on the second rigid element 600, to maintain its axis. instantaneous pivoting closer to the pivot axis D.
  • the oscillating mechanism 1 comprises stop means or at least one pawl, so as to retain in the spaced apart position of its equilibrium position, or all or part of the elements that make up the elastic return means 10, or else / and the first rigid member 200, or / and the second rigid member 600.
  • the oscillating mechanism 1 is monobloc and made of a micro-machinable material, or silicon, or silicon oxide, or quartz, or one of their compounds, or a alloy derived from MEMS technology, or an alloy as obtained by the "LIGA" process, or a combination of these materials.
  • the material chosen is a rigid Young modulus material greater than 80000 MPa.
  • Such micro-machinable materials are particularly suitable for a layered embodiment as presented below. above, with at least two layers, for example two or three layers on which are distributed and chained to each other, the various components of the elastic return means 10.
  • the intermediate rigid element 400 constituted by a first component 3, is a balance serge of a rotary mechanical oscillator with its elastic center, of a clock set.
  • the first rigid element 200, or the second component 5 is a balance plate, and comprises a plate pin 22 arranged to cooperate with an anchor as visible in FIG.
  • the second rigid element 600 is integral with an anchor rod 23 of an anchor, or a Swiss anchor, or a detent anchor, elastic pivot, timepiece exhaust mechanism. This replaces the anchor rod.
  • the oscillating mechanism 1 is an escape-oscillator block arranged to regulate the running of a timepiece. It then advantageously comprises a bore for centering an escape wheel arranged to provide the energy necessary for the maintenance of the oscillation, which makes it possible, in a preferred embodiment of a micro-machining material, to guarantee a very high degree of efficiency. high relative positioning accuracy of the movable members between them.
  • the oscillating mechanism 1 is produced in the two parts of an "SOI” wafer, namely “device” for the anchor and its elastic pivot, and for the rotary mechanical oscillator and its elastic center, and “Handle” for anchoring the anchor and the mechanical oscillator and for the centering bore of an escape wheel.
  • the Oscillating mechanism 1 constitutes a clock mechanism escapement for a timepiece.
  • the oscillating mechanism 1 constitutes an escape wheel located between a cylinder and an anchor at the interface between a pinion and an escape wheel of an escapement mechanism. for timepiece.
  • the oscillating mechanism 1 constitutes a chronograph mechanism clutch for a timepiece.
  • the oscillating mechanism 1 comprises at least one anchor 2 to an external device, in particular a plate or a bridge of a movement 1000.
  • This anchorage 2 constitutes the second rigid element 600.
  • the intermediate rigid element 400 of the oscillating mechanism 1 comprises a first component 3 movable at least pivotally about a first instantaneous axis of pivoting in the vicinity of a theoretical axis of pivoting D of determined and fixed position relative to at this anchorage 2, or, as the case may be, at these anchors 2 if there are several of them, as in the case of FIGS. 1 to 3, where two anchors 2 are shown.
  • the first rigid element 200 of the oscillating mechanism 1 comprises a second component 5 in the vicinity of this axis D.
  • the first component 3 and the second component 5 are connected directly or indirectly to one another and one of them, first component 3 or second component 5, comprises means for receiving a pulse generated by external or internal motor means to the oscillating mechanism 1.
  • This pulse is exerted against elastic return means 10, which comprises the oscillating mechanism 1, and which are arranged to oscillate the first component 3 about the first instantaneous axis of pivoting.
  • the oscillating mechanism 1 is in one piece, and the only means for fixing the oscillating mechanism 1 to an external device are constituted by the anchor 2, or, as the case may be, the anchors 2.
  • the return means elastic 10 constitute a virtual pivot elastic, which exempts the oscillating mechanism 1 of any fixation on shaft or pivot.
  • these elastic return means 10 comprise means for balancing the forces exerted on the first component 3 to maintain the first instantaneous axis of pivoting closest to the theoretical axis of pivoting D.
  • the elastic return means 10 comprise at least one first elastic element January 1, the angular displacement is limited to the value of a pivoting stroke of the first component 3.
  • This pivotal race of the first component 3 is itself determined by first angular deflection limiting means 17 with respect to each radial end of the axis D and joining each anchor 2.
  • each first elastic element 1 1 is of very stiffness less than that of the first component 3, in a ratio less than 0.30 relative to that of the first component 3.
  • at least one, and preferably each first elastic element 1 1 1 extends radially with respect to the axis D and from the anchor 2, to the first component 3 as visible in FIG. 1 , or to a third component 6 connected directly or indirectly to the first component 3 as visible in FIG. 2.
  • the first elastic element 1 1 is called a dihedron and is shaped vé or vé truncated. The tip of this vee is directed towards the axis D.
  • the first elastic element January 1 comprises a first elastic arm 12 which extends radially with respect to the axis D, from the anchor 2 to the axis D, until to a connecting surface 7 located near the second component 5. This connecting surface 7 can be reduced to its simplest expression, that is to say, punctual.
  • the first elastic element 1 1 further comprises a second elastic arm 13 extending radially with respect to the axis D, from the connecting surface 7, to the first component 3, or to a third component 6 which is connected directly or indirectly to the first component 3 as visible in Figure 2.
  • the first elastic arm 12 and the second elastic arm 13 are identical. Preferably, they are symmetrical with respect to a radial resulting from the theoretical axis D.
  • the elastic return means 10 comprise at least one second elastic element 14 interposed directly or indirectly between the first elastic element 1 1 and the first component 3.
  • angular displacement of the second elastic element 14 is limited to the difference between, the pivoting stroke of the first component 3 determined by the angular deflection limiting means 17 on the one hand, and the angular deflection allowed by the first elastic element 1 1 d 'somewhere else. It will be understood that, as regards the angular pivoting displacement of the first component 3, it is substantially equal to the accumulation of the angular deflections of the first elastic element 11 and the second elastic element 14 associated together.
  • this first element 1 1 and this second element 14 are of similar geometry and stiffness characteristics, have a travel of about +/- 15 ° each, the first component 3 then has a travel of about +/- 30 °.
  • each second elastic element 14 is advantageously of much lower stiffness than that of the first component 3, in a ratio of less than 0.30 compared with that of the first component 3.
  • the oscillating mechanism 1 comprises at least one third component 6 connected to the anchor 2 by at least one first elastic element 1 1, and to the first component 3 by at least one second elastic element 14.
  • all the first elastic elements 11 of the same oscillating mechanism 1 are identical.
  • all the second elastic members 14 of the same oscillating mechanism 1 are identical.
  • all the third components 6 of the same oscillating mechanism 1, when it comprises, are identical.
  • the first elastic element 1 As the first elastic element 1, it preferably extends radially with respect to the axis D and since, or the first elastic element 1 1 or a third component 6 interposed between the second component 5 and the first component 3, to the first component 3.
  • the second elastic element 14 is vee-shaped or vee truncated.
  • the tip of this vee is directed towards the axis D.
  • the second elastic element 14 comprises a first elastic arm 15 extending radially with respect to the axis D since, or the first elastic element 1 1 or the third component 6, towards the axis D, to a connecting surface 7A located near the second component 5.
  • it further comprises a second elastic arm 1 6 extending radially relative to the axis D from the connecting surface 7A to the first component 3 or to another component connected directly or indirectly to the first component 3.
  • the bonding surface 7A can also be reduced to its simplest expression, that is to say point.
  • the first elastic arm 15 and the second elastic arm 16 are identical. Preferably, they are symmetrical with respect to a radial from the axis D.
  • the first elastic arm 12 and the second elastic arm 13 of the first elastic element 1 1, and the first elastic arm 15 and the second elastic arm 1 6 of the second elastic element 14 are all identical between them. Preferably, they are symmetrical two by two with respect to a radial from the axis D.
  • the first component 3 is rigidly connected to the second component 5 by at least one arm 8, and preferably by a plurality of arms 8.
  • each arm 8 is of greater rigidity than that of each of the return means elastic 10.
  • the first component 1 comprises at least one third component 6 connected to the anchor 2 by at least one first elastic element 1 1, and the first component 3 by at least one second elastic element 14.
  • the third component 6 is rigidly connected to the second component 5 by at least one rigid arm 8.
  • the second component 5 constitutes, with the third component 6, or as the case may be the third components 6, and with the arm 8, or as the case may be the arms 8, a second rigid mobile 9, which is pivotally movable about a second instantaneous axis of pivoting very close to the axis D.
  • the elastic return means 10 comprise means for balancing the forces exerted on the second mobile 9 to maintain the second instantaneous pivot axis at closer to the theoretical pivot axis D.
  • the oscillating mechanism 1 comprises two anchors 2; 2A to an external device, for example to a fixed point of a plate, or other.
  • These two anchors 2; 2A are preferably symmetrical with respect to the axis D.
  • the oscillating mechanism 1 in the free state and at rest, is symmetrical with respect to to a plane of symmetry PS, here P1, perpendicular to the axis D and passing through at least one anchorage 2.
  • the oscillating mechanism 1, in the free state and at a standstill is preferably symmetrical with respect to another plane of symmetry PS, here a plane P2 perpendicular to the axis D and perpendicular to a straight line joining the two anchors 2; 2A when it has two so arranged.
  • the oscillating mechanism 1, in the free state and at rest is symmetrical with respect to the axis D.
  • the oscillating mechanism 1 may comprise a plurality of anchors 2 to an external device, equidistant from each other and with respect to the axis D.
  • the oscillating mechanism 1 comprises a plurality of first elastic elements 11, grouped two by two on each side of each anchorage 2.
  • the oscillating mechanism 1 comprises a plurality of second elastic elements 14, which are grouped two by two on either side of at least one support zone 19, through which these second elastic elements 14 are attached to the first component 3.
  • the oscillating mechanism 1 comprises at least one third component 6 connected to the anchor 2 by at least one first elastic element 1 1, and to the first component 3 by at least one second elastic element 14, it advantageously comprises, at the level of the first component 3, the second angular displacement limitation means 18 of the third component 6. And the anchor 2 is still other means of limiting the angular clearance of the third component 6 at side faces 6A, 6B.
  • the radius of inertia of the first component 3 with respect to the axis D is greater than that of the second component 5 with respect to the same axis.
  • the first component 3 and the second component 5 are made in the form of a trellis of thin blades or thin flexible blades.
  • third component 6 is made in the form of a trellis of thin blades or flexible blades thin.
  • the first component 3 and the third component 6 can also be dense, depending on the desired level of inertia for these components.
  • the elastic deformation of the components of the oscillating mechanism 1 is essentially flat, all the components deforming elastically in the same plane or in planes parallel to each other.
  • the oscillating mechanism 1 while keeping a substantially flat first component 3, it is possible, in an alternative embodiment not illustrated by the figures, to arrange the oscillating mechanism 1, so that the elastic deformation of some of its components comprises a component according to a normal to the plane P of the first component 3.
  • the elastic return means 10 are distributed over several parallel layers, and the elements that compose them are arranged and joined to each other so as to allow a angular displacement of the first movable component 3 of greater amplitude than that which is allowed by the movements of the components, and by the stop positions they can represent for each other. It is thus possible to realize any amplitude, in particular greater than a 360 ° revolution of the first component 3.
  • the oscillating mechanism 1 comprises stop means or at least one pawl, so as to retain in position spaced from its equilibrium position all or part of the elements that make up the elastic return means 10, or in such a way as to keep the first moving component 3 at a position away from its equilibrium position, or so as to retain the second mobile 9 in its position away from its equilibrium position.
  • the invention relates to the use of such an oscillating mechanism 1 for the realization of a transmission of energy transmission 100 to decouple the inertia of a part of a gear in a watch movement 1000 or a timepiece 10000.
  • the invention particularly relates to the application of such a mobile energy transmission to a constant force mechanism, where the mobile energy transmission 100constitutes a reservoir of energy, called "buffer", between the barrel and the escapement of a timepiece, thus transmitting a constant torque to the exhaust.
  • Buffer a reservoir of energy
  • the skilled person will easily use the mobile according to the invention for integration with a constant force device type Jeanneret, as described in the document "General Theory of Watchmaking, Léopold Defossez, Swiss House of the Horlogerie, La Chaux-de-Fonds ", volume II, page 129.
  • the invention allows, again, the decoupling of the inertia of a part of a cog: in the case of a vortex, for example, the inertia of the cog in motion at each pulse is large, and penalizes the performance of the exhaust.
  • a flexible wheel according to the invention interposed between the high inertia elements and the exhaust, allows the exhaust to move quickly before the large inertia is set in motion, thereby improving the efficiency of the exhaust .
  • This application is particularly innovative, and uses with advantage the compactness of the mobile according to the invention.
  • the invention is useful for storing energy, before delivering it at the right moment to a mobile receiver, it is also entirely appropriate for protecting a fragile organ from a movement against shocks, or, moreover, general, against strong accelerations.
  • its application to the protection of a fragile exhaust against shocks is effective. Indeed, when taking rest or during shocks on the needles, the torque transmitted in the train can be momentarily much higher than the torque of the barrel.
  • the means used may consist of a board pivoted freely on the axis of the pinion, or a pinion pivoted on the axis of the board, with return spring (spiral spring or coil spring) between the pinion and the board.
  • the invention relates to a power transmission mobile 100 for a watchmaking movement 1000, and this energy transmission mobile 100 comprises such an oscillating mechanism 1 between at least a first mobile transmitter 2 of said movement 1000 on the one hand, and at least a second mobile receiver 3 of the movement 1000 on the other hand.
  • the mobile 1 comprises at least one degree of freedom in pivoting about the theoretical axis of pivoting D.
  • the first elastic return means 300 and the second elastic return means 500 together constitute elastic return means 10 providing a direct or indirect elastic connection between a first axial portion 200 and a second peripheral portion 600.
  • axial part 200 is located in the vicinity of the pivot axis D and cooperates with the first mobile transmitter 2 or respectively the second mobile receiver 3, and the second peripheral portion 600 is radially away from the pivot axis D and cooperates with the second mobile receiver 3 or respectively the first mobile transmitter 2.
  • These elastic return means 10 are arranged for, as appropriate, absorb, store or release energy during an angular deflection pivoting about a secondary axis D1 parallel or coincident with the pivot axis D, between the first axial portion 200 and the second peripheral portion 600.
  • the first axial portion 200 and the second peripheral portion 600 are coaxial in the free state, and the elastic return means 10 are further arranged to maintain coaxial the first axial portion 200 and the second peripheral portion 600 during the deformation of the elastic return means 10.
  • the second peripheral portion 600 is rigid and dimensionally stable
  • the elastic connection produced by the elastic return means 10 is substantially plane in a plane perpendicular to the theoretical pivot axis D.
  • the angular deflection in pivoting of the second peripheral portion 600 is several degrees or several tens of degrees.
  • the elastic return means 10 comprise at least one arm 70 extending between said first axial portion 200 and said second peripheral portion 600, and this arm 70 comprises at least one elastic portion.
  • the arm 70 is elastic.
  • the elastic return means 10 comprise at least one arm 70 comprising at least one rigid portion 120 extending between the first axial portion 200 and the second peripheral portion 600 to which it is connected respectively by at least a first elastic blade 80 and at least one second elastic blade 90.
  • the elastic return means 10 comprise a plurality of such arms 70 located in planes parallel to each other or to each other and all perpendicular to the theoretical axis of pivoting D.
  • the elastic return means 10 comprise at least one arm 70 comprising a plurality of rigid portions 120 extending between the first axial portion 200 and the second peripheral portion 600 to which they are connected respectively by at least a first elastic blade 80A of a first rigid portion 120A and at least a second elastic blade 90B of a second said rigid portion 120B, these rigid portions 120 being connected to each other exclusively by an elastic portion 130 .
  • this elastic part 130 comprises at least one elastic blade 140.
  • the energy transmission mobile 100 adopts a butterfly-type configuration comprising at least one arm 70 comprising at least one rigid portion 120 extending between said first part 200 and said second peripheral portion 600 to which it is connected respectively by at least a first resilient blade 80 and by at least a second resilient blade 90, the rigid portion 120 constituting an intermediate mass movable substantially pivotally about the theoretical axis of pivoting D.
  • the energy transmission mobile 100 adopts a four-necked RCC-type configuration, comprising two non-aligned arms 70 each comprising at least one rigid part 120 extending between the first axial portion 200 and the second peripheral portion 600, to which it is connected respectively by at least a first elastic blade 80 and by at least a second elastic blade 90.
  • the two arms 70 form between them an angle centered substantially on the theoretical axis of pivoting D and close to 90 °.
  • the elastic return means 10 have an angular displacement limited to a pivoting stroke of the first portion 200 relative to the second portion 600 determined by angular deflection limiting means.
  • the elastic return means 10 have a stiffness much lower than that of the first part 200 and the second part 600, in a ratio less than 0.30 compared to the lowest stiffness of the first part 200 or part two 600.
  • the elastic return means 10 consist of substantially radial blades with respect to the theoretical axis of pivoting D.
  • At least one of the elastic return means is in the form of a spiral spring.
  • the oscillating mechanism 1 is a monobloc balance-spring balance or silicon or the like.
  • the energy transmission mobile 100 is made of a micro-machinable material, or silicon, or quartz, or one of their compounds, or an alloy derived from MEMS technology, or an alloy such as obtained by the "LIGA" process, or an at least partially amorphous material. In a particular embodiment, it is made of a combination of some of these materials, the material being a rigid Young modulus material greater than 80000 MPa.
  • the invention also relates to a watch movement 1000 comprising at least one such mobile energy transmission 100.
  • the invention also relates to a timepiece 10000 comprising at least one such movement, and / or at least one such mobile energy transmission 100, or / and at least one such oscillating mechanism 1.
  • the invention overcomes the difficulties of manufacture and adjustment, or assembly and pitonnage, which are related to certain components such as spiral springs. It provides a very compact solution to the problem of producing mechanical oscillators mass-spring type.
  • the invention allows the realization of a mechanism of very small thickness, and allows new possibilities of equipment of timepieces, especially with complications always consuming volume. The possibility of getting rid of the pivots represents a great technological progress in watchmaking.
  • the accuracy of production is very high thanks to the use of micro-machinable materials, in particular silicon or silicon oxide, or similar.
  • the control of the masses, and especially the inertia, is total. This means that a direct consequence of the implementation of the invention is a very great simplification of settings on a timepiece, or even a deletion of settings.
  • the invention also relates to the use of such a power transmission mobile 100 to decouple the inertia of a part of a cog in a watch movement comprising on the one hand an exhaust and on the other hand a second movable inertia greater than that of said exhaust, by the interposition of said energy transmission mobile 100 either directly or in a train, between said exhaust and said second mobile, so as to allow a rapid pivoting of said exhaust before said second mobile is set in motion at each pulse.
  • the invention also relates to the use of a mobile energy transmission 100, wherein said second mobile is a vortex or a carousel.
  • the invention also relates to the use of a power transmission mobile 100, wherein said exhaust comprises an escape wheel constituted by such a power transmission mobile 100.
  • the invention also relates to the use of such a power transmission mobile 100 for absorbing excess energy in a clockwork train, when a torque transmitted to the wheel by a shock or a strong acceleration or during the rest of the exhaust is momentarily much higher than the torque of a barrel supplying said energy movement, by realizing at least one of the elements of said train in the form of a said mobile energy transmission 100.
  • the invention also relates to the use of such a mobile transmission of energy 100 for a said watch movement comprising an escapement, characterized in that said exhaust comprises an escape wheel constituted by a said energy transmission mobile 100.
  • the invention also relates to the use of such a power transmission mobile 100 to absorb excess energy in a clockwork movement comprising a gear train and at least one friction coupling, when a torque transmitted to the wheel by a shock or a strong acceleration or during the quiescent of the exhaust is momentarily much higher than the torque of a cylinder supplying said energy movement, realizing at least one of the elements of said train in the form of a said transmission mobile of energy 100, to decrease the instantaneous torque peak transmitted through said friction coupling.
  • the invention also relates to the use of such a power transmission mobile 100 for a said chronograph watch movement comprising at least one friction coupling.
  • the invention also relates to the use of such a mobile energy transmission 100 for a watch movement comprising, between an energy storage cylinder and an exhaust, a train comprising at least one said mobile energy transmission 100 to constitute a buffer energy reservoir between said cylinder and said exhaust, to transmit a constant torque to said exhaust.
  • the invention also relates to the use of such a mobile energy transmission 100 for a watch movement comprising two boards interconnected by an angular return spring constituted by a said mobile energy transmission 100, to take into account sandwich the teeth of a pinion, and constitute a gear mechanism without play.
  • the invention also relates to the use of such a mobile energy transmission 100 in a watch movement in which said first mobile transmitter 2 or said second mobile receiver 3 of said movement 1000 is held fixed in anchorage relative to a plate or a bridge that includes said watch movement.

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Abstract

Mécanisme oscillant (1) pour mouvement (1000) d'horlogerie, comportant un premier élément rigide (200) et un deuxième élément rigide (600), chacun agencé pour être fixé à un élément différent dudit mouvement (1000) et dont l'un est mobile par rapport à l'autre et pivote autour d'un axe (D). Ledit mécanisme oscillant (1), monobloc, flexible à géométrie variable, comporte des premiers moyens de rappel élastique (300) réalisant une liaison élastique entre ledit premier élément rigide (200) et un élément rigide intermédiaire (400), et comporte au moins des deuxièmes moyens de rappel élastique (500) réalisant une liaison élastique entre ledit élément rigide intermédiaire (400) et ledit deuxième élément rigide (600), et ledit premier élément rigide (200), lesdits premiers moyens de rappel élastique (300), ledit élément rigide intermédiaire (400), lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500), et ledit deuxième élément rigide (600) sont coplanaires selon un plan (P), et agencés pour se déformer selon ledit plan (P).

Description

Mécan isme osci l lant à pivot élastique et
mobi le de transm ission d 'énergie
Domai ne de l 'i nvention
L'invention concerne un mécanisme oscillant pour un mouvement d'horlogerie, comportant un premier élément rigide et un deuxième élément rigide, chacun agencé pour être fixé à un élément différent dudit mouvement et dont au moins l'un est mobile par rapport à l'autre et pivote autour d'un axe théorique de pivotement :
L'invention concerne encore un mobile de transmission d'énergie pour un mouvement d'horlogerie, comportant un tel mécanisme oscillant, entre au moins un premier mobile émetteur dudit mouvement d'une part, et au moins un deuxième mobile récepteur dudit mouvement d'autre part, ledit mécanisme oscillant comportant au moins un degré de liberté en pivotement autour dudit axe théorique de pivotement.
L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant un tel mécanisme oscillant.
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comportant un tel mécanisme oscillant.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie pour découpler l'inertie d'une partie d'un rouage dans un mouvement horloger comportant d'une part un échappement et d'autre part un second mobile d'inertie supérieure à celle dudit échappement, par l'interposition dudit mobile de transmission d'énergie soit directement, soit dans un rouage, entre ledit échappement et ledit second mobile, de façon à autoriser un pivotement rapide dudit échappement avant que ledit second mobile soit mis en mouvement à chaque impulsion. L'invention concerne le domaine de la micro-mécanique, et plus particulièrement le domaine de l'horlogerie.
Arrière plan de l'invention
La fabrication de mécanismes oscillants pour la micro-mécanique, et en particulier pour l'horlogerie, fait souvent appel à des moyens de rappel élastique constitués en général par des ressorts. D'exécution délicate, ces composants sont de surcroît difficiles à poser, et requièrent une main d'œuvre qualifiée ou/et un appareillage coûteux. De tels ressorts sont la plupart du temps en acier, de façon à présenter une bonne longévité, en même temps qu'un couple de rappel important. Leur fabrication est très dépendante de la qualité de la matière première utilisée, mais aussi des traitements thermiques effectués. De ce fait la fabrication de ressorts est peu reproductible, et tous les mécanismes qui les incorporent doivent faire l'objet de réglages ou d'ajustements.
Il est, encore, connu des moyens de rappel élastique sous forme de matériaux à mémoire de forme, comme le caoutchouc vulcanisé ou certains élastomères. L'emploi de blocs élastique de ce type est connu en mécanique lourde, souvent en conjugaison avec une fonction de silent- block ou plus généralement d'amortissement. Outre le fait que leur emploi en micro-mécanique est difficile, on constate que précisément ces propriétés d'amortissement des vibrations, et donc d'amortissement des oscillations, vont à encontre du but quand on recherche au contraire l'entretien d'une oscillation, avec le minimum d'amortissement.
Certains dispositifs ont été développés avec des roues élastiques, ainsi un mobile du train de finissage, selon le document CH 343 897 au nom de Rolex, comporte un dispositif élastique de liaison qui se tend sous l'influence du ressort moteur quand la roue d'échappement est à l'arrêt ou lors de son léger recul avant dégagement, et se détend au moment du dégagement, de façon à agir sur l'ancre avec une force constante, pour diminuer le décollement entre les dents de la roue d'échappement et le plan d'impulsion des palettes de l'ancre au début de chaque course d'impulsion.
Des roues élastiques sont connues des documents CH 6659 au nom de Lambert, avec des bras en S, ou encore DE 271 4020 au nom de Beiter, avec des bras spiraux, ou encore EP 1 580 624 au nom de Pierre Kunz qui présente un mobile suffisamment élastique pour subir des déplacements sans changer d'entraxe, et sans changer son rapport d'engrènement, ou EP 1 457 844 au nom de Pierre Kuntz, qui emploie une entretoise en mousse élastique à la place des bras élastiques du précédent. Des pignons anti-bruit à structure élastique sont encore connus du document FR 2 641 351 au nom de Alcatel, ainsi que des roues comportant des amortisseurs intégrés comme dans le document EP 1 253 275 au nom de Siemens.
Résumé de l'invention
L'invention se propose de fournir, pour les domaines de la micromécanique et de l'horlogerie, une alternative fiable à l'emploi des ressorts traditionnels comme moyens d'entretien d'une oscillation. Cette alternative est recherchée aussi bien pour des réalisations de micro-mécanique que pour des nano-technologies.
A cet effet, l'invention concerne un mécanisme oscillant pour un mouvement d'horlogerie, comportant un premier élément rigide et un deuxième élément rigide, chacun agencé pour être fixé à un élément différent dudit mouvement et dont au moins l'un est mobile par rapport à l'autre et pivote autour d'un axe théorique de pivotement, caractérisé en ce que ledit mécanisme oscillant est flexible à géométrie variable tout en étant réalisé de façon monobloc, et comporte des premiers moyens de rappel élastique réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre ledit premier élément rigide et un élément rigide intermédiaire, et comporte au moins des deuxièmes moyens de rappel élastique réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre ledit élément rigide intermédiaire et ledit deuxième élément rigide, et encore caractérisé en ce que ledit premier élément rigide, lesdits premiers moyens de rappel élastique, ledit élément rigide intermédiaire, lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique, et ledit deuxième élément rigide sont coplanaires selon un même plan, et sont agencés pour se déformer selon ledit plan.
Selon une caractéristique de l'invention, ledit mécanisme oscillant adopte une configuration de type papillon comportant au moins un élément rigide intermédiaire, constitué par au moins un bras rigide s'étendant entre ledit premier élément rigide disposé au voisinage dudit axe de pivotement et ledit deuxième élément rigide constituant une partie périphérique, auxquels il est relié respectivement par lesdits premiers moyens de rappel élastique constitués par au moins une première lame élastique, et par lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique constitués par au moins une deuxième lame élastique, ladite partie rigide constituant une masse intermédiaire mobile sensiblement en pivotement autour dudit axe de pivotement.
Selon une autre caractéristique de l'invention, ledit mécanisme oscillant adopte une configuration de type pivot RCC à quatre cols, comportant deux dits éléments rigides intermédiaires formant deux bras non alignés s'étendant chacun entre ledit premier élément rigide disposé au voisinage dudit axe de pivotement et ledit deuxième élément rigide constituant une partie périphérique, auxquels il est relié respectivement par lesdits premiers moyens de rappel élastique constitués par au moins une première lame élastique, et par lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique constitués par au moins une deuxième lame élastique .
Selon une caractéristique particulière, ledit premier élément rigide ou ledit deuxième élément rigide comporte des moyens de réception d'une impulsion exercée à encontre desdits premiers moyens de rappel élastique et desdits deuxièmes moyens de rappel élastique, lesquels constituent ensemble des moyens de rappel élastique agencés pour faire osciller ledit premier élément rigide autour dudit axe de pivotement, lesdits moyens de rappel élastique constituant un pivot virtuel élastique dispensant ledit mécanisme oscillant de toute fixation sur arbre ou pivot, et lesdits moyens de rappel élastique comportent des moyens d'équilibrage des efforts exercés sur ledit premier élément rigide pour maintenir son axe instantané de pivotement au plus près dudit axe de pivotement.
L'invention concerne encore un mobile de transmission d'énergie pour un mouvement d'horlogerie, comportant un tel mécanisme oscillant, entre au moins un premier mobile émetteur dudit mouvement d'une part, et au moins un deuxième mobile récepteur dudit mouvement d'autre part, ledit mécanisme oscillant comportant au moins un degré de liberté en pivotement autour dudit axe théorique de pivotement, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique et desdits deuxièmes moyens de rappel élastique constituent ensemble des moyens de rappel élastique réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre une première partie axiale et une deuxième partie périphérique, ladite première partie axiale située au voisinage dudit axe de pivotement et coopérant avec ledit premier mobile émetteur ou respectivement le deuxième mobile récepteur, et ladite deuxième partie périphérique éloignée radialement dudit axe de pivotement et coopérant avec ledit deuxième mobile récepteur ou respectivement le premier mobile émetteur, et lesdits moyens de rappel élastique étant agencés pour, selon le cas, absorber, emmagasiner ou libérer de l'énergie lors d'un débattement angulaire en pivotement, autour d'un axe secondaire parallèle ou confondu avec ledit axe de pivotement, entre ladite première partie axiale et ladite deuxième partie périphérique.
Selon une caractéristique de l'invention, ladite première partie axiale et ladite deuxième partie périphérique sont coaxiales à l'état libre, et lesdits moyens de rappel élastique sont encore agencés pour maintenir coaxiales ladite première partie axiale et ladite deuxième partie périphérique pendant la déformation desdits moyens de rappel élastique.
L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant un tel mécanisme oscillant.
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie comportant un tel mécanisme oscillant.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie pour découpler l'inertie d'une partie d'un rouage dans un mouvement horloger comportant d'une part un échappement et d'autre part un second mobile d'inertie supérieure à celle dudit échappement, par l'interposition dudit mobile de transmission d'énergie soit directement, soit dans un rouage, entre ledit échappement et ledit second mobile, de façon à autoriser un pivotement rapide dudit échappement avant que ledit second mobile soit mis en mouvement à chaque impulsion.
Description sommaire des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux comprises à la lecture de la description qui va suivre, en référence aux dessins annexés où:
- la figure 1 représente, de façon schématisée et en coupe selon un plan perpendiculaire à un axe théorique de pivotement, un mécanisme oscillant selon l'invention, dans un premier mode de réalisation approprié à la réalisation d'un organe réglant d'une pièce d'horlogerie;
- la figure 2, représente, de façon similaire à la figure 1 , une variante de ce premier mode dans une version de plus grande amplitude de pivotement que celle de la figure 1
- la figure 3 représente, de façon schématisée analogue aux figures précédentes, un mécanisme oscillant selon l'invention, dans un second mode de réalisation approprié à la réalisation d'un organe d'échappement, en particulier d'une ancre, d'une pièce d'horlogerie;
- la figure 4 représente, de façon schématisée analogue aux figures précédentes, un mécanisme oscillant selon l'invention, dans une version combinée de ces premier et second modes de réalisation, appropriée à la réalisation d'un bloc échappement-oscillateur agencé pour réguler la marche d'une pièce d'horlogerie ;
- la figure 5 représente, de façon schématisée et en perspective, un mobile de transmission d'énergie selon l'invention, incorporant un tel mécanisme oscillant, dans une première variante de forme dite « papillon » ;
- la figure 6 représente, de façon schématisée et en perspective, un mobile de transmission d'énergie selon l'invention, incorporant un tel mécanisme oscillant, dans une deuxième variante de forme dite « RCC à quatre cols» ;
- la figure 7 représente, de façon schématisée et en perspective, un mobile de transmission d'énergie selon l'invention, incorporant un tel mécanisme oscillant, dans une représentation simplifiée ;
- la figure 8 représente, de façon schématisée et en perspective, un mobile de transmission d'énergie selon l'invention, incorporant un tel mécanisme oscillant, dans une représentation simplifiée d'une autre variante ;
- la figure 9 représente, sous la forme d'un schéma-blocs, une pièce d'horlogerie incorporant un mouvement comportant lui-même un tel mobile de transmission d'énergie et un tel mobile oscillant.
Description détaillée des modes de réalisation préférés
L'invention concerne le domaine de la micro-mécanique, et plus particulièrement le domaine de l'horlogerie.
L'invention concerne un mécanisme oscillant 1 pour un mouvement 1000 d'horlogerie. Ce mécanisme oscillant 1 comporte un premier élément rigide 200 et un deuxième élément rigide 600, chacun agencé pour être fixé à un élément différent du mouvement 1000 et dont au moins l'un est mobile par rapport à l'autre et pivote autour d'un axe théorique de pivotement D.
Selon l'invention, ce mécanisme oscillant 1 est flexible à géométrie variable, tout en étant réalisé de façon monobloc. Il comporte des premiers moyens de rappel élastique 300 réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre le premier élément rigide 200 et un élément rigide intermédiaire 400. Il comporte au moins des deuxièmes moyens de rappel élastique 500 réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre cet élément rigide intermédiaire 400 et le deuxième élément rigide 600.
De plus, le premier élément rigide 200, les premiers moyens de rappel élastique 300, l'élément rigide intermédiaire 400, les deuxièmes moyens de rappel élastique 500, et le deuxième élément rigide 600 sont coplanaires selon un plan P, et sont agencés pour se déformer de préférence selon le plan P.
Dans une réalisation préférée, tel que visible sur les figures, les premiers moyens de rappel élastique 300 comportent au moins une lame élastique 301 , et les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 comportent au moins une lame élastique 501 .
Dans une variante de réalisation, les premiers moyens de rappel élastique 300 comportent une pluralité de lames élastiques 301 sensiblement radiales par rapport à l'axe de pivotement D, et les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 comportent une pluralité de lames élastiques 501 sensiblement radiales par rapport à l'axe de pivotement D.
Dans une exécution avantageuse de l'invention, les premiers moyens de rappel élastique 300 ou/et les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 comportent une pluralité de lames élastiques formant des dièdres en Vé sensiblement radiaux par rapport à l'axe de pivotement D, et dont la pointe du Vé est dirigée vers l'axe de pivotement D.
Dans une variante visible sur la figure 8, les premiers moyens de rappel élastique 300 ou/et les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 comportent au moins un élément rigide 700 intercalé entre deux éléments élastiques 800.
De façon préférée, le mécanisme oscillant 1 est symétrique par rapport à un plan de symétrie PS, passant par l'axe de pivotement D et perpendiculaire au plan P :
Tel que visible sur les figures 1 à 5, un mode de réalisation avantageux de l'invention est celui où le mécanisme oscillant 1 adopte une configuration de type papillon, comportant au moins un élément rigide intermédiaire 400, constitué par au moins un bras rigide 12 s'étendant entre le premier élément rigide 200 disposé au voisinage de l'axe de pivotement D et le deuxième élément rigide 600 constituant une partie périphérique 6, auxquels il est relié respectivement par les premiers moyens de rappel élastique 300 constitués par au moins une première lame élastique 8, et par les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 constitués par au moins une deuxième lame élastique 9, la partie rigide 12 constituant une masse intermédiaire mobile sensiblement en pivotement autour de l'axe de pivotement D.
Un autre mode de réalisation avantageux visible sur la figure 6 est celui où le mécanisme oscillant 1 adopte une configuration de type pivot RCC à quatre cols, comportant deux tels éléments rigides intermédiaires 400 formant deux bras 7 non alignés s'étendant chacun entre le premier élément rigide 200 disposé au voisinage de l'axe de pivotement D et le deuxième élément rigide 600 constituant une partie périphérique 6, auxquels il est relié respectivement par les premiers moyens de rappel élastique 300 constitués par au moins une première lame élastique 8, et par les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 constitués par au moins une deuxième lame élastique 9.
De préférence, les premiers moyens de rappel élastique 300 ou/et les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 ont un débattement angulaire limité par des moyens de limitation en débattement angulaire. Dans une autre exécution, tel que visible sur les figures 1 à 4, le deuxième élément rigide 600 constitue un ancrage immobile par rapport à une platine ou à un pont que comporte le mouvement 1000. Naturellement le premier élément rigide 200 peut aussi constituer cet ancrage.
Dans cette exécution, l'élément rigide qui ne constitue pas l'ancrage, ici le premier élément rigide 200 dans le cas des figures, comporte des moyens de réception d'une impulsion exercée à encontre des premiers moyens de rappel élastique 300 et des deuxièmes moyens de rappel élastique 500. Ces derniers constituent ensemble des moyens de rappel élastique 10 agencés pour faire osciller le premier élément rigide 200 autour de l'axe de pivotement D. Les moyens de rappel élastique 10 constituent un pivot virtuel élastique, qui dispense le mécanisme oscillant 1 de toute fixation sur arbre ou pivot. De préférence, les moyens de rappel élastique 10 comportent des moyens d'équilibrage des efforts exercés sur le premier élément rigide 200, ou/et sur l'élément rigide intermédiaire 400, ou/et sur le deuxième élément rigide 600, pour maintenir son axe instantané de pivotement au plus près de l'axe de pivotement D.
Avantageusement le mécanisme oscillant 1 comporte des moyens d'arrêt ou au moins un cliquet, de façon à retenir en position écartée de sa position d'équilibre, ou bien tout ou partie des éléments qui composent les moyens de rappel élastique 10, ou bien/et le premier élément rigide 200, ou bien/et le deuxième élément rigide 600.
De façon préférée et permettant une réalisation industrielle très précise et en même temps économique, le mécanisme oscillant 1 est monobloc et réalisé dans un matériau micro-usinable, ou silicium, ou oxyde de silicium, ou quartz, ou un de leurs composés, ou un alliage issu de la technologie des MEMS, ou un alliage tel qu'obtenu par le procédé « LIGA », ou en une combinaison de ces matériaux. De préférence le matériau choisi est un matériau rigide de module d'Young supérieur à 80000 MPa, De tels matériaux micro-usinables se prêtent particulièrement bien à une réalisation par couches telle que présentée ci- dessus, avec au moins deux couches, par exemple deux ou trois couches sur lesquelles sont répartis et enchaînés les uns aux autres, les différents composants des moyens de rappel élastique 10.
Dans une application particulière, tel que visible sur les figures 1 , 2 et 4, l'élément rigide intermédiaire 400, constitué par un premier composant 3, est une serge de balancier d'un oscillateur mécanique rotatif avec son centre élastique, d'un ensemble réglant de pièce d'horlogerie. Dans cette réalisation, avantageusement le premier élément rigide 200, ou le deuxième composant 5, est un plateau du balancier, et comporte une cheville de plateau 22 agencée pour coopérer avec une ancre tel que visible sur la figure 4.
Dans une autre application particulière, tel que visible sur la figure 3, le deuxième élément rigide 600 est solidaire d'une tige d'ancre 23 d'une ancre, ou d'une ancre suisse, ou d'une ancre à détente, à pivot élastique, de mécanisme d'échappement de pièce d'horlogerie. On remplace ainsi la tige d'ancre.
Dans une version combinée, particulièrement avantageuse, de ces deux applications particulières, et visible sur la figure 4, le mécanisme oscillant 1 constitue un bloc échappement-oscillateur agencé pour réguler la marche d'une pièce d'horlogerie. Il comporte alors avantageusement un alésage pour le centrage d'une roue d'échappement agencée pour fournir l'énergie nécessaire à l'entretien de l'oscillation, ce qui permet, dans une réalisation en matériau micro-usinable préférée, de garantir une très grande précision de positionnement relatif des organes mobiles entre eux.
Dans ce cas, avantageusement le mécanisme oscillant 1 est réalisé dans les deux parties d'un wafer « SOI », à savoir « device » pour l'ancre et son pivot élastique, et pour l'oscillateur mécanique rotatif et son centre élastique, et « handle » pour l'ancrage de l'ancre et de l'oscillateur mécanique et pour l'alésage de centrage d'une roue d'échappement.
Dans une autre application, non représentée sur les figures, le mécanisme oscillant 1 constitue un échappement de mécanisme de sonnerie pour pièce d'horlogerie.
Dans une autre application, non représentée sur les figures, le mécanisme oscillant 1 constitue un mobile d'échappement situé entre un barillet et une ancre au niveau de l'interface entre un pignon et une roue d'échappement d'un mécanisme d'échappement pour pièce d'horlogerie.
Dans une autre application, non représentée sur les figures, le mécanisme oscillant 1 constitue un embrayage de mécanisme de chronographe pour pièce d'horlogerie.
Dans les réalisations particulières illustrées aux figures 1 à 4, le mécanisme oscillant 1 comporte au moins un ancrage 2 à un dispositif externe, en particulier une platine ou un pont d'un mouvement 1000. Cet ancrage 2 constitue le deuxième élément rigide 600. Dans ces mêmes réalisations, l'élément rigide intermédiaire 400 du mécanisme oscillant 1 comporte un premier composant 3 mobile au moins en pivotement autour d'un premier axe instantané de pivotement au voisinage d'un axe théorique de pivotement D de position déterminée et fixe par rapport à cet ancrage 2, ou selon le cas à ces ancrages 2 s'il y en a plusieurs, comme dans le cas des figures 1 à 3 où deux ancrages 2 sont représentés. Le premier élément rigide 200 du mécanisme oscillant 1 comporte un deuxième composant 5 au voisinage de cet axe D. Le premier composant 3 et le deuxième composant 5 sont liés directement ou indirectement l'un à l'autre et l'un d'eux, premier composant 3 ou deuxième composant 5, comporte des moyens de réception d'une impulsion engendrée par des moyens moteurs externes ou internes au mécanisme oscillant 1 . Cette impulsion est exercée à encontre de moyens de rappel élastique 10, que comporte le mécanisme oscillant 1 , et qui sont agencés pour faire osciller le premier composant 3 autour du premier axe instantané de pivotement. Le mécanisme oscillant 1 est monobloc, et les seuls moyens de fixation du mécanisme oscillant 1 à un dispositif externe sont constitués par l'ancrage 2, ou selon le cas les ancrages 2. De ce fait, les moyens de rappel élastique 10 constituent un pivot virtuel élastique, qui dispense le mécanisme oscillant 1 de toute fixation sur arbre ou pivot. Avantageusement ces moyens de rappel élastique 10 comportent des moyens d'équilibrage des efforts exercés sur le premier composant 3 pour maintenir le premier axe instantané de pivotement au plus près de l'axe théorique de pivotement D.
Dans ces réalisations particulières des figures 1 à 4, les moyens de rappel élastique 10 comportent au moins un premier élément élastique 1 1 , dont le débattement angulaire est limité à la valeur d'une course en pivotement du premier composant 3. Cette course en pivotement du premier composant 3 est elle-même déterminée par des premiers moyens de limitation en débattement angulaire 17 par rapport à chaque radiale issue de l'axe D et joignant chaque ancrage 2. De façon préférée, chaque premier élément élastique 1 1 est de raideur très inférieure à celle du premier composant 3, dans un rapport inférieur à 0,30 par rapport à celle du premier composant 3. Dans une exécution préférée de ce mode particulier de réalisation, tel que visible sur les figures 1 et 2, au moins un, et de préférence chaque premier élément élastique 1 1 s'étend radialement par rapport à l'axe D et depuis l'ancrage 2, jusqu'au premier composant 3 tel que visible sur la figure 1 , ou bien jusqu'à un troisième composant 6 raccordé directement ou indirectement au premier composant 3 tel que visible sur la figure 2.
Dans une réalisation avantageuse de ce mode particulier de réalisation des figures 1 à 4, et de la réalisation de la figure 5, et particulièrement résistante aux contraintes issues des déformations alternées, le premier élément élastique 1 1 est appelé un dièdre et est en forme de vé ou de vé tronqué. La pointe de ce vé est dirigée vers l'axe D. Le premier élément élastique 1 1 comporte un premier bras élastique 12 qui s'étend radialement par rapport à l'axe D, depuis l'ancrage 2 vers l'axe D, jusqu'à une surface de liaison 7 située à proximité du deuxième composant 5. Cette surface de liaison 7 peut être réduite à sa plus simple expression, c'est-à-dire ponctuelle. Le premier élément élastique 1 1 comporte encore un deuxième bras élastique 13 s'étendant radialement par rapport à l'axe D, depuis la surface de liaison 7, jusqu'au premier composant 3, ou bien jusqu'à un troisième composant 6 qui est raccordé directement ou indirectement au premier composant 3 tel que visible sur la figure 2. Dans une réalisation particulière et préférée, le premier bras élastique 12 et le deuxième bras élastique 13 sont identiques. De façon préférée, ils sont symétriques par rapport à une radiale issue de l'axe théorique D.
Dans la variante de la figure 2, dans une version de plus grande amplitude de pivotement, les moyens de rappel élastique 10 comportent au moins un deuxième élément élastique 14 interposé directement ou indirectement entre le premier élément élastique 1 1 et le premier composant 3. Le débattement angulaire du deuxième élément élastique 14 est limité à la différence entre, la course en pivotement du premier composant 3 déterminée par les moyens de limitation en débattement angulaire 17 d'une part, et le débattement angulaire autorisé par le premier élément élastique 1 1 d'autre part. On comprend que, en ce qui concerne le débattement angulaire de pivotement du premier composant 3, il est sensiblement égal au cumul des débattements angulaires du premier élément élastique 1 1 et du deuxième élément élastique 14 associés ensemble. Sur l'exemple des figures, ce premier élément 1 1 et ce deuxième élément 14 sont de géométrie et de caractéristiques de raideur similaires, ont un débattement d'environ +/-15° chacun, le premier composant 3 a alors un débattement d'environ +/- 30°. Comme pour le premier élément élastique, chaque deuxième élément élastique 14 est avantageusement de raideur très inférieure à celle du premier composant 3, dans un rapport inférieur à 0,30 par rapport à celle du premier composant 3. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le mécanisme oscillant 1 comporte au moins un troisième composant 6 raccordé à l'ancrage 2 par au moins un premier élément élastique 1 1 , et au premier composant 3 par au moins un deuxième élément élastique 14. De préférence tous les premiers éléments élastiques 1 1 d'un même mécanisme oscillant 1 sont identiques. De préférence tous les deuxièmes éléments élastiques 14 d'un même mécanisme oscillant 1 sont identiques. De préférence tous les troisièmes composants 6 d'un même mécanisme oscillant 1 , quand il en comporte, sont identiques.
Pour revenir au deuxième élément élastique 14, comme le premier élément élastique 1 , il s'étend de préférence radialement par rapport à l'axe D et depuis, ou bien le premier élément élastique 1 1 ou bien un troisième composant 6 interposé entre le deuxième composant 5 et le premier composant 3, jusqu'au premier composant 3.
Dans la variante de la figure 2, le deuxième élément élastique 14, appelé un dièdre, est en forme de vé ou de vé tronqué. La pointe de ce vé est dirigée vers l'axe D. Le deuxième élément élastique 14 comporte un premier bras élastique 15 s'étendant radialement par rapport à l'axe D depuis, ou bien le premier élément élastique 1 1 ou bien le troisième composant 6, vers l'axe D, jusqu'à une surface de liaison 7A située à proximité du deuxième composant 5. Et il comporte encore un deuxième bras élastique 1 6 s'étendant radialement par rapport à l'axe D depuis la surface de liaison 7A jusqu'au premier composant 3 ou bien jusqu'à un autre composant raccordé directement ou indirectement au premier composant 3. La surface de liaison 7A peut aussi être réduite à sa plus simple expression, c'est-à-dire ponctuelle. Dans une réalisation particulière et préférée, le premier bras élastique 15 et le deuxième bras élastique 1 6 sont identiques. De façon préférée, ils sont symétriques par rapport à une radiale issue de l'axe D.
Dans une réalisation avantageuse, visible sur la figure 2, le premier bras élastique 12 et le deuxième bras élastique 13 du premier élément élastique 1 1 , et le premier bras élastique 15 et le deuxième bras élastique 1 6 du deuxième élément élastique 14 sont tous identiques entre eux. De façon préférée, ils sont symétriques deux à deux par rapport à une radiale issue de l'axe D. De façon préférée, le premier composant 3 est relié rigidement au deuxième composant 5 par au moins un bras 8, et de préférence par une pluralité de bras 8. De préférence, chaque bras 8 est de rigidité supérieure à celle de chacun des moyens de rappel élastique 10.
En somme, dans cette variante de la figure 2, le mécanisme oscillant
1 comporte au moins un troisième composant 6 raccordé à l'ancrage 2 par au moins un premier élément élastique 1 1 , et au premier composant 3 par au moins un deuxième élément élastique 14. Le troisième composant 6 est relié rigidement au deuxième composant 5 par au moins un bras rigide 8. Ainsi le deuxième composant 5 constitue, avec le troisième composant 6, ou selon le cas les troisièmes composants 6, et avec le bras 8, ou selon le cas les bras 8, un deuxième mobile 9 rigide, qui est mobile en pivotement autour d'un deuxième axe instantané de pivotement très proche de l'axe D. Les moyens de rappel élastique 10 comportent des moyens d'équilibrage des efforts exercés sur le deuxième mobile 9 pour maintenir le deuxième axe instantané de pivotement au plus près de l'axe théorique de pivotement D.
De façon préférée, tel que visible sur les figures 1 à 3, le mécanisme oscillant 1 comporte deux ancrages 2; 2A à un dispositif externe, par exemple à un point fixe d'une platine, ou autre. Ces deux ancrages 2; 2A sont de préférence symétriques par rapport à l'axe D.
Avantageusement, pour compenser tous les efforts, de façon à ramener le premier axe instantané de pivotement du premier composant au plus près de l'axe D, le mécanisme oscillant 1 , à l'état libre et à l'arrêt, est symétrique par rapport à un plan de symétrie PS, ici P1 , perpendiculaire à l'axe D et passant par au moins un ancrage 2.
Dans le même but, le mécanisme oscillant 1 , à l'état libre et à l'arrêt, est de préférence symétrique par rapport à un autre plan de symétrie PS, ici un plan P2 perpendiculaire à l'axe D et perpendiculaire à une droite joignant les deux ancrages 2; 2A quand il en comporte deux ainsi disposés. Dans une réalisation préférée combinant ces deux symétries, le mécanisme oscillant 1 , à l'état libre et à l'arrêt, est symétrique par rapport à l'axe D.
De façon plus générale, le mécanisme oscillant 1 peut comporter une pluralité d'ancrages 2 à un dispositif externe, équidistants entre eux et par rapport à l'axe D.
De façon préférée, tel que visible sur les figures 1 à 4, le mécanisme oscillant 1 comporte une pluralité de premiers éléments élastiques 1 1 , groupés deux par deux de part et d'autre de chaque ancrage 2.
De façon préférée, tel que visible sur la figure 2, le mécanisme oscillant 1 comporte une pluralité de deuxièmes éléments élastiques 14, qui sont groupés deux par deux de part et d'autre d'au moins une zone d'appui 19, par laquelle ces deuxièmes éléments élastiques 14 sont rattachés au premier composant 3.
Quand le mécanisme oscillant 1 comporte au moins un troisième composant 6 raccordé à l'ancrage 2 par au moins un premier élément élastique 1 1 , et au premier composant 3 par au moins un deuxième élément élastique 14, il comporte avantageusement, au niveau du premier composant 3, des deuxièmes moyens de limitation en débattement angulaire 18 du troisième composant 6. Et l'ancrage 2 constitue encore d'autres moyens de limitation en débattement angulaire du troisième composant 6 au niveau de faces latérales 6A, 6B.
De préférence, le rayon d'inertie du premier composant 3 par rapport à l'axe D est supérieur à celui du deuxième composant 5 par rapport au même axe.
Dans une réalisation avantageuse et rigide, le premier composant 3 et le deuxième composant 5 sont réalisés sous forme d'un treillage de lames minces ou de lames flexibles minces.
Dans une réalisation avantageuse et rigide, troisième composant 6 est réalisé sous forme d'un treillage de lames minces ou de lames flexibles minces.
Le premier composant 3 et le troisième composant 6 peuvent aussi être denses, selon le niveau d'inertie souhaitée pour ces composants.
Dans le mode de réalisation préféré représenté sur les figures, la déformation élastique des composants du mécanisme oscillant 1 est essentiellement plane, tous les composants se déformant élastiquement selon le même plan ou selon des plans parallèles entre eux. Dans le cas de besoins particuliers liés à la cinématique, tout en conservant un premier composant 3 sensiblement plan, il est possible, dans une variante de réalisation non illustrée par les figures, d'agencer le mécanisme oscillant 1 , de façon à ce que la déformation élastique de certains de ses composants comporte une composante selon une normale au plan P du premier composant 3.
Dans un mode de réalisation particulier, dans une variante de réalisation non illustrée par les figures, les moyens de rappel élastique 10 sont répartis sur plusieurs couches parallèles, et les éléments qui les composent sont agencés et joints les uns aux autres de façon à autoriser un débattement angulaire du premier composant mobile 3 de plus grande amplitude que celle qui est autorisée par les débattements des composants, et par les positions de butée qu'ils peuvent représenter les uns pour les autres. On peut ainsi réaliser toute amplitude, notamment supérieure à une révolution de 360° du premier composant 3.
Pour certaines applications particulières, le mécanisme oscillant 1 comporte des moyens d'arrêt ou au moins un cliquet, de façon à retenir en position écartée de sa position d'équilibre tout ou partie des éléments qui composent les moyens de rappel élastique 10, ou encore de façon à retenir en position écartée de sa position d'équilibre le premier composant mobile 3, ou encore de façon à retenir en position écartée de sa position d'équilibre le deuxième mobile 9.
L'invention concerne l'utilisation d'un tel mécanisme oscillant 1 pour la réalisation d'un mobile de transmission d'énergie 100 pour découpler l'inertie d'une partie d'un rouage dans un mouvement horloger 1000 ou une pièce d'horlogerie 10000.
L'invention concerne en particulier l'application d'un tel mobile de transmission d'énergie à un mécanisme à force constante, où le mobile de transmission d'énergie 100constitue un réservoir d'énergie, dit « tampon », entre le barillet et l'échappement d'une pièce d'horlogerie, permettant ainsi de transmettre un couple constant à l'échappement. L'homme du métier saura facilement utiliser le mobile selon l'invention pour l'intégrer à un dispositif à force constante Type Jeanneret, tel que décrit par le document « Théorie générale de l'horlogerie, de Léopold Defossez, Chambre Suisse de l'Horlogerie, La Chaux-de-Fonds », tome II, page 129.
L'invention permet, encore, le découplage de l'inertie d'une partie d'un rouage: dans le cas d'un tourbillon, par exemple, l'inertie du rouage à mettre en mouvement à chaque impulsion est grande, et pénalise le rendement de l'échappement. Une roue flexible selon l'invention, interposée entre les éléments de grande inertie et l'échappement, permet à l'échappement de se déplacer rapidement avant que la grande inertie se soit mise en mouvement, améliorant par là même le rendement de l'échappement. Cette application est particulièrement innovante, et utilise avec profit la compacité du mobile selon l'invention.
Si l'invention est utile pour emmagasiner de l'énergie, avant de la délivrer au moment opportun vers un mobile récepteur, elle est aussi tout à fait appropriée pour protéger un organe fragile d'un mouvement contre les chocs, ou, de façon plus générale, contre les fortes accélérations. En particulier, son application à la protection d'un échappement fragile contre les chocs est efficace. En effet, lors de la prise de repos ou lors de chocs sur les aiguilles, le couple transmis dans le rouage peut être momentanément beaucoup plus élevé que le couple du barillet. Si on a typiquement un échappement en matériau fragile, comme du silicium ou un autre matériau obtenu par les technologies MEMS ou obtenu par un procédé « LIGA » ou similaire, éventuellement squelettisé à l'extrême pour son allégement, on risque de le casser. Une flexibilité d'un mobile 100 selon l'invention, judicieusement placé dans le rouage, permet d'absorber une partie de l'énergie du choc. On retrouve une protection analogue à celle offerte par une roue selon le brevet OMEGA EP1870784, avec toutefois la différence est que l'invention permet de disposer d'une partie périphérique rigide et indéformable, ce qui est avantageux s'il s'agit d'une denture, tel que visible sur les figures 5 et 6.
Les fonctionnalités les plus avantageuses d'exploitation sont :
- protection d'un accouplement par friction lors de chocs ou dans son fonctionnement normal ;
- pour les mêmes raisons qu'au point ci-dessus, un accouplement par friction pourrait glisser momentanément pendant un choc : choc extérieur ou prise de repos de l'échappement. Une flexibilité dans le rouage permet de diminuer le pic de couple instantané transmis à travers l'accouplement, par exemple dans le cas d'un chronographe ;
- engrenage sans jeu : superposition de deux planches, liées entre elles par un ressort de rappel angulaire, de manière à prendre en sandwich les dents d'un pignon.
Les moyens utilisés peuvent consister en une planche pivotée librement sur l'axe du pignon, ou un pignon pivoté sur l'axe de la planche, avec ressort de rappel (ressort spiral ou ressort boudin) entre le pignon et la planche.
Il est possible de mettre en œuvre plusieurs types de guidages flexibles, on combine alors guidage et flexibilité:
- bras flexibles
- système élastique, dit papillon, tel que visible sur la figure 5 ;
- pivot RCC (Remote Center Compliance) à quatre cols, tel que visible sur la figure 6. Dans une application préférée, tel que visible sur les figures, et en particulier les figures 5 à 9, l'invention concerne un mobile de transmission d'énergie 100 pour un mouvement 1000 d'horlogerie, et ce mobile de transmission d'énergie 100 comporte un tel mécanisme oscillant 1 entre au moins un premier mobile émetteur 2 dudit mouvement 1000 d'une part, et au moins un deuxième mobile récepteur 3 du mouvement 1000 d'autre part. Le mobile 1 comporte au moins un degré de liberté en pivotement autour de l'axe théorique de pivotement D.
Selon l'invention, les premiers moyens de rappel élastique 300 et les deuxièmes moyens de rappel élastique 500 constituent ensemble des moyens de rappel élastique 10 réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre une première partie axiale 200 et une deuxième partie périphérique 600. La première partie axiale 200 est située au voisinage de l'axe de pivotement D et coopère avec le premier mobile émetteur 2 ou respectivement le deuxième mobile récepteur 3, et la deuxième partie périphérique 600 est éloignée radialement de l'axe de pivotement D et coopère avec le deuxième mobile récepteur 3 ou respectivement le premier mobile émetteur 2. Ces moyens de rappel élastique 10 sont agencés pour, selon le cas, absorber, emmagasiner ou libérer de l'énergie lors d'un débattement angulaire en pivotement, autour d'un axe secondaire D1 parallèle ou confondu avec l'axe de pivotement D, entre la première partie axiale 200 et la deuxième partie périphérique 600. De préférence, la première partie axiale 200 et la deuxième partie périphérique 600 sont coaxiales à l'état libre, et les moyens de rappel élastique 10 sont encore agencés pour maintenir coaxiales la première partie axiale 200 et la deuxième partie périphérique 600 pendant la déformation des moyens de rappel élastique 10.
Selon une caractéristique de l'invention, la deuxième partie périphérique 600 est rigide et indéformable
Selon une caractéristique de l'invention, la liaison élastique réalisée par les moyens de rappel élastique 10 est sensiblement plane dans un plan perpendiculaire à l'axe théorique de pivotement D.
Selon une caractéristique de l'invention, le débattement angulaire en pivotement de la deuxième partie périphérique 600 est de plusieurs degrés ou de plusieurs dizaines de degrés.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de rappel élastique 10 comportent au moins un bras 70 s'étendant entre ladite première partie axiale 200 et ladite deuxième partie périphérique 600, et ce bras 70 comporte au moins une partie élastique.
Selon une caractéristique de l'invention, le bras 70 est élastique. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de rappel élastique 10 comportent au moins un bras 70 comportant au moins une partie rigide 120 s'étendant entre la première partie axiale 200 et la deuxième partie périphérique 600 auxquelles il est relié respectivement par au moins une première lame élastique 80 et par au moins une deuxième lame élastique 90.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de rappel élastique 10 comportent une pluralité de tels bras 70 situés dans des plans parallèles entre eux ou confondus et tous perpendiculaires à l'axe théorique de pivotement D.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de rappel élastique 10 comportent au moins un bras 70 comportant une pluralité de parties rigides 120 s'étendant entre la première partie axiale 200 et la deuxième partie périphérique 600 auxquelles elles sont reliées respectivement par au moins une première lame élastique 80A d'une première des parties rigides 120A et par au moins une deuxième lame élastique 90B d'une deuxième dite partie rigide 120B, ces parties rigides 120 étant reliées l'une à l'autre exclusivement par une partie élastique 130.
Selon une caractéristique de l'invention, cette partie élastique 130 comporte au moins une lame élastique 140. Selon une caractéristique de l'invention, tel que visible sur la figure 5, le mobile de transmission d'énergie 100 adopte une configuration de type papillon comportant au moins un bras 70 comportant au moins une partie rigide 120 s'étendant entre ladite première partie axiale 200 et ladite deuxième partie périphérique 600 auxquelles il est relié respectivement par au moins une première lame élastique 80 et par au moins une deuxième lame élastique 90, la partie rigide 120 constituant une masse intermédiaire mobile sensiblement en pivotement autour de l'axe théorique de pivotement D.
Selon une caractéristique de l'invention, tel que visible sur la figure 6, le mobile de transmission d'énergie 100 adopte une configuration de type pivot RCC à quatre cols, comportant deux bras 70 non alignés comportant chacun au moins une partie rigide 120 s'étendant entre la première partie axiale 200 et la deuxième partie périphérique 600, auxquelles il est relié respectivement par au moins une première lame élastique 80 et par au moins une deuxième lame élastique 90.
Selon une caractéristique de l'invention, les deux bras 70 forment entre eux un angle centré sensiblement sur le'axe théorique de pivotement D et voisin de 90°.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de rappel élastique 10 ont un débattement angulaire limité à une course en pivotement de la première partie 200 par rapport à la deuxième partie 600 déterminée par des moyens de limitation en débattement angulaire.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de rappel élastique 10 ont une raideur très inférieure à celle de la première partie 200 et de la deuxième partie 600, dans un rapport inférieur à 0.30 par rapport à la plus faible des raideurs de la première partie 200 ou de la deuxième partie 600.
Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de rappel élastique 10 sont constitués de lames sensiblement radiales par rapport à l'axe théorique de pivotement D.
Dans une variante de l'invention, non représentée sur les figures, au moins un des moyens de rappel élastique est réalisé sous la forme d'un ressort spiral. Dans une réalisation particulière, le mécanisme oscillant 1 est un balancier-spiral monobloc en silicium ou similaire.
Selon une caractéristique de l'invention, le mobile de transmission d'énergie 100 est réalisé dans un matériau micro-usinable, ou silicium, ou quartz ou un de leurs composés, ou un alliage issu de la technologie des MEMS, ou un alliage tel qu'obtenu par le procédé « LIGA », ou un matériau au moins partiellement amorphe. Dans une réalisation particulière, il est réalisé en une combinaison de certains de ces matériaux, le matériau étant un matériau rigide de module d'Young supérieur à 80000 MPa.
L'invention concerne encore un mouvement horloger 1000 comportant au moins un tel mobile de transmission d'énergie 100.
L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 10000 comportant au moins un tel mouvement, ou/et au moins un tel mobile de transmission d'énergie 100, ou/et au moins un tel mécanisme oscillant 1 .
On comprend que le champ d'application de l'invention est extrêmement large.
L'invention permet de s'affranchir des difficultés de fabrication et de réglage, ou encore d'assemblage et de pitonnage, qui sont liées à certains composants comme les ressorts-spirals. Elle fournit une solution très compacte au problème de réalisation d'oscillateurs mécaniques de type masse-ressort. L'invention permet la réalisation d'un mécanisme de très faible épaisseur, et autorise de nouvelles possibilités d'équipement de pièces d'horlogerie, notamment avec des complications toujours consommatrices de volume. La possibilité de s'affranchir des pivots représente un grand progrès technologique en horlogerie.
La précision de réalisation est très élevée grâce à l'emploi de matériaux micro-usinables, notamment de silicium ou d'oxyde de silicium, ou similaire. La maîtrise des masses, et surtout des inerties, est totale. Ceci signifie qu'une conséquence directe de la mise en œuvre de l'invention est une très grande simplification des réglages sur une pièce d'horlogerie, voire une suppression des réglages.
Naturellement, cette technologie est directement utilisable dans le domaine des nano-technologies, pour la réalisation d'actionneurs rotatifs, oscillateurs, ou autres.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 pour découpler l'inertie d'une partie d'un rouage dans un mouvement horloger comportant d'une part un échappement et d'autre part un second mobile d'inertie supérieure à celle dudit échappement, par l'interposition dudit mobile de transmission d'énergie 100 soit directement, soit dans un rouage, entre ledit échappement et ledit second mobile, de façon à autoriser un pivotement rapide dudit échappement avant que ledit second mobile soit mis en mouvement à chaque impulsion.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un mobile de transmission d'énergie 100, où ledit second mobile est un tourbillon ou un carrousel.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un mobile de transmission d'énergie 100, où ledit échappement comporte une roue d'échappement constituée par un tel mobile de transmission d'énergie 100.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 pour absorber une énergie excédentaire dans un rouage d'un mouvement horloger, quand un couple transmis audit rouage par un choc ou une forte accélération ou lors de la prise de repos de l'échappement est momentanément beaucoup plus élevé que le couple d'un barillet alimentant ledit mouvement en énergie, en réalisant au moins un des éléments dudit rouage sous la forme d'un dit mobile de transmission d'énergie 100.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 pour un dit mouvement horloger comportant un échappement, caractérisée en ce que ledit échappement comporte une roue d'échappement constituée par un dit mobile de transmission d'énergie 100.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 pour absorber une énergie excédentaire dans un mouvement horloger comportant un rouage et au moins un accouplement par friction, quand un couple transmis audit rouage par un choc ou une forte accélération ou lors de la prise de repos de l'échappement est momentanément beaucoup plus élevé que le couple d'un barillet alimentant ledit mouvement en énergie, en réalisant au moins un des éléments dudit rouage sous la forme d'un dit mobile de transmission d'énergie 100, pour diminuer le pic de couple instantané transmis à travers ledit accouplement par friction.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 pour un dit mouvement horloger de chronographe comportant au moins un accouplement par friction.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 pour un mouvement horloger comportant, entre un barillet de stockage d'énergie et un échappement, un rouage comportant au moins un dit mobile de transmission d'énergie 100 pour constituer un réservoir d'énergie tampon entre ledit barillet et ledit échappement, pour transmettre un couple constant audit échappement.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 pour un mouvement horloger comportant deux planches liées entre elles par un ressort de rappel angulaire constitué par un dit mobile de transmission d'énergie 100, pour prendre en sandwich les dents d'un pignon, et constituer un mécanisme d'engrenage sans jeu.
L'invention concerne encore l'utilisation d'un tel mobile de transmission d'énergie 100 dans un mouvement horloger dans lequel ledit premier mobile émetteur 2 ou bien ledit deuxième mobile récepteur 3 dudit mouvement 1000 est maintenu fixe en ancrage par rapport à une platine ou à un pont que comporte ledit mouvement horloger.
Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à l'exemple illustré mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art.

Claims

R EV EN D I CATI ONS
1 . Mécanisme oscillant (1 ) pour un mouvement (1000) d'horlogerie, comportant un premier élément rigide (200) et un deuxième élément rigide (600), chacun agencé pour être fixé à un élément différent dudit mouvement (1000) et dont au moins l'un est mobile par rapport à l'autre et pivote autour d'un axe théorique de pivotement (D), caractérisé en ce que ledit mécanisme oscillant (1 ) est flexible à géométrie variable tout en étant réalisé de façon monobloc, et comporte des premiers moyens de rappel élastique (300) réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre ledit premier élément rigide (200) et un élément rigide intermédiaire (400), et comporte au moins des deuxièmes moyens de rappel élastique
(500) réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre ledit élément rigide intermédiaire (400) et ledit deuxième élément rigide (600), et encore caractérisé en ce que ledit premier élément rigide (200), lesdits premiers moyens de rappel élastique (300), ledit élément rigide intermédiaire (400), lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500), et ledit deuxième élément rigide (600) sont coplanaires selon un plan (P), et sont agencés pour se déformer selon ledit plan (P).
2. Mécanisme oscillant (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) comportent au moins une lame élastique (301 ) et que lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) comportent au moins une lame élastique
(501 ) .
3. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) comportent une pluralité de lames élastiques (301 ) sensiblement radiales par rapport audit axe de pivotement (D), et que lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) comportent une pluralité de lames élastiques (501 ) sensiblement radiales par rapport audit axe de pivotement (D).
4. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) ou/et lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) comportent une pluralité de lames élastiques formant des dièdres en Vé sensiblement radiaux par rapport audit axe de pivotement (D), et dont la pointe dudit Vé est dirigée vers ledit axe de pivotement (D).
5 Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) ou/et lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) comportent au moins un élément rigide (700) intercalé entre deux éléments élastiques (800).
6. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est symétrique par rapport à un plan de symétrie (PS) passant par ledit axe de pivotement (D) et perpendiculaire audit plan (P):
7. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il adopte une configuration de type papillon comportant au moins un élément rigide intermédiaire (400), constitué par au moins un bras rigide (12) s'étendant entre ledit premier élément rigide (200) disposé au voisinage dudit axe de pivotement (D) et ledit deuxième élément rigide (600) constituant une partie périphérique (6), auxquels il est relié respectivement par lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) constitués par au moins une première lame élastique (8), et par lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) constitués par au moins une deuxième lame élastique (9), ladite partie rigide (12) constituant une masse intermédiaire mobile sensiblement en pivotement autour dudit axe de pivotement (D).
8. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il adopte une configuration de type pivot RCC à quatre cols, comportant deux dits éléments rigides intermédiaires (400) formant deux bras (7) non alignés s'étendant chacun entre ledit premier élément rigide (200) disposé au voisinage dudit axe de pivotement (D) et ledit deuxième élément rigide (600) constituant une partie périphérique (6), auxquels il est relié respectivement par lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) constitués par au moins une première lame élastique (8), et par lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) constitués par au moins une deuxième lame élastique (9).
9. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) ou/et lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) ont un débattement angulaire limité par des moyens de limitation en débattement angulaire.
10. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit deuxième élément rigide (600) constitue un ancrage immobile par rapport à une platine ou à un pont que comporte ledit mouvement (1000).
1 1 . Mécanisme oscillant (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit premier élément rigide (200) ou ledit deuxième élément rigide (600) comporte des moyens de réception d'une impulsion exercée à encontre desdits premiers moyens de rappel élastique (300) et desdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500), lesquels constituent ensemble des moyens de rappel élastique (10) agencés pour faire osciller ledit premier élément rigide (200) autour dudit axe de pivotement (D), lesdits moyens de rappel élastique (10) constituant un pivot virtuel élastique dispensant ledit mécanisme oscillant (1 ) de toute fixation sur arbre ou pivot, et encore caractérisé en ce que lesdits moyens de rappel élastique (10) comportent des moyens d'équilibrage des efforts exercés sur ledit premier élément rigide (200) pour maintenir son axe instantané de pivotement au plus près dudit axe de pivotement (D).
12. Mécanisme oscillant (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'arrêt ou au moins un cliquet, de façon à retenir en position écartée de sa position d'équilibre, ou bien tout ou partie des éléments qui composent lesdits moyens de rappel élastique (10), ou bien/et ledit premier élément rigide (200), ou bien/et ledit deuxième élément rigide (600).
13. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans un matériau micro- usinable, ou silicium, ou oxyde de silicium, ou quartz, ou un de leurs composés, ledit matériau étant un matériau rigide de module d'Young supérieur à 80000 MPa.
14. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit élément rigide intermédiaire (400)est une serge de balancier d'un oscillateur mécanique rotatif avec son centre élastique, d'un ensemble réglant de pièce d'horlogerie.
15. Mécanisme oscillant (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit premier élément rigide (200) est un plateau dudit balancier, et comporte une cheville de plateau (22) agencée pour coopérer avec une ancre.
16. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que ledit deuxième élément rigide (600) est solidaire d'une tige d'ancre (23) d'une ancre, ou d'une ancre suisse, ou d'une ancre à détente, à pivot élastique, de mécanisme d'échappement de pièce d'horlogerie.
17. Mécanisme oscillant (1 ) selon les revendications 15 et 1 6, caractérisé en ce qu'il constitue un bloc échappement-oscillateur agencé pour réguler la marche d'une pièce d'horlogerie.
18. Mécanisme oscillant (1 ) selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un alésage pour le centrage d'une roue d'échappement agencée pour fournir l'énergie nécessaire à l'entretien de l'oscillation.
19. Mécanisme oscillant (1 ) selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans les deux parties d'un wafer « SOI », à savoir « device » pour ladite ancre et son pivot élastique, et pour ledit oscillateur mécanique rotatif et son centre élastique, et « handle » pour l'ancrage de ladite ancre et dudit oscillateur mécanique et pour ledit alésage de centrage d'une roue d'échappement.
20. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il constitue un échappement de mécanisme de sonnerie pour pièce d'horlogerie.
21 . Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il constitue un mobile d'échappement situé entre un barillet et une ancre au niveau de l'interface entre un pignon et une roue d'échappement d'un mécanisme d'échappement pour pièce d'horlogerie.
22. Mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il constitue un embrayage de mécanisme de chronographe pour pièce d'horlogerie.
23. Mobile de transmission d'énergie (100) pour un mouvement (1000) d'horlogerie, comportant un mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications précédentes, entre au moins un premier mobile émetteur (2) dudit mouvement (1000) d'une part, et au moins un deuxième mobile récepteur (3) dudit mouvement (1000) d'autre part, ledit mécanisme oscillant (1 ) comportant au moins un degré de liberté en pivotement autour dudit axe théorique de pivotement (D), caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (300) et desdits deuxièmes moyens de rappel élastique (500) constituent ensemble des moyens de rappel élastique (10) réalisant une liaison élastique directe ou indirecte entre une première partie axiale (200) et une deuxième partie périphérique (6), ladite première partie axiale (200) située au voisinage dudit axe de pivotement (D) et coopérant avec ledit premier mobile émetteur (2) ou respectivement le deuxième mobile récepteur (3), et ladite deuxième partie périphérique (600) éloignée radialement dudit axe de pivotement (D) et coopérant avec ledit deuxième mobile récepteur (3) ou respectivement le premier mobile émetteur (2), et lesdits moyens de rappel élastique (10) étant agencés pour, selon le cas, absorber, emmagasiner ou libérer de l'énergie lors d'un débattement angulaire en pivotement, autour d'un axe secondaire (D1 ) parallèle ou confondu avec ledit axe de pivotement (D), entre ladite première partie axiale (5) et ladite deuxième partie périphérique (6).
24. Mobile de transmission d'énergie (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite première partie axiale (200) et ladite deuxième partie périphérique (600) sont coaxiales à l'état libre, et que lesdits moyens de rappel élastique (10) sont encore agencés pour maintenir coaxiales ladite première partie axiale (200) et ladite deuxième partie périphérique (600) pendant la déformation desdits moyens de rappel élastique (10).
25. Mouvement d'horlogerie (1000) comportant au moins un mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 22, ou un mobile de transmission d'énergie (100) selon l'une des revendications 23 à 24.
26. Pièce d'horlogerie (10000) comportant au moins un mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 22, ou un mobile de transmission d'énergie (100) selon l'une des revendications 23 ou 24 ou un mouvement (1000) selon la revendication précédente.
27. Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100) selon l'une des revendications 23 ou 24 pour découpler l'inertie d'une partie d'un rouage dans un mouvement horloger (1000) comportant d'une part un échappement et d'autre part un second mobile, ou un tourbillon, ou un carrousel, d'inertie supérieure à celle dudit échappement, par l'interposition dudit mobile de transmission d'énergie (100) soit directement, soit dans un rouage, entre ledit échappement et ledit second mobile, de façon à autoriser un pivotement rapide dudit échappement avant que ledit second mobile soit mis en mouvement à chaque impulsion.
28. Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100), selon la revendication précédente, caractérisée en ce que ledit échappement comporte une roue d'échappement constituée par un dit mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 22.
29. Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100) selon l'une des revendications 23 ou 24 pour absorber une énergie excédentaire dans un rouage d'un mouvement horloger, quand un couple transmis audit rouage par un choc ou une forte accélération ou lors de la prise de repos de l'échappement est momentanément beaucoup plus élevé que le couple d'un barillet alimentant ledit mouvement en énergie, en réalisant au moins un des éléments dudit rouage sous la forme d'un dit mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 22.
30. Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100), selon la revendication précédente, pour un dit mouvement horloger comportant un échappement, caractérisée en ce que ledit échappement comporte une roue d'échappement constituée par mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 22.
31 . Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100) selon l'une des revendications 23 ou 24 pour absorber une énergie excédentaire dans un mouvement horloger comportant un rouage et au moins un accouplement par friction, quand un couple transmis audit rouage par un choc ou une forte accélération ou lors de la prise de repos de l'échappement est momentanément beaucoup plus élevé que le couple d'un barillet alimentant ledit mouvement en énergie, en réalisant au moins un des éléments dudit rouage sous la forme d'un dit mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 22., pour diminuer le pic de couple instantané transmis à travers ledit accouplement par friction.
32. Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100), selon la revendication précédente, pour un dit mouvement horloger de chronographe comportant au moins un accouplement par friction.
33. Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100) selon l'une des revendications 23 ou 24 pour un mouvement horloger comportant, entre un barillet de stockage d'énergie et un échappement, un rouage comportant au moins un dit mécanisme oscillant (1 ) selon l'une des revendications 1 à 22. pour constituer un réservoir d'énergie tampon entre ledit barillet et ledit échappement, pour transmettre un couple constant audit échappement.
34. Utilisation d'un mobile de transmission d'énergie (100) selon l'une des revendications 23 ou 24 dans un mouvement horloger dans lequel ledit premier mobile émetteur (2) ou bien ledit deuxième mobile récepteur (3) dudit mouvement (1000) est maintenu fixe en ancrage par rapport à une platine ou à un pont que comporte ledit mouvement horloger.
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