WO2023066614A1 - Procede de determination d'une valeur de repere et procede de reglage d'une valeur de repere - Google Patents

Procede de determination d'une valeur de repere et procede de reglage d'une valeur de repere Download PDF

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WO2023066614A1
WO2023066614A1 PCT/EP2022/076727 EP2022076727W WO2023066614A1 WO 2023066614 A1 WO2023066614 A1 WO 2023066614A1 EP 2022076727 W EP2022076727 W EP 2022076727W WO 2023066614 A1 WO2023066614 A1 WO 2023066614A1
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WO
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value
oscillator
watch movement
mark
positions
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/076727
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English (en)
Inventor
Félix GRASSER
Cédric HENTSCH
Olivier HUNZIKER
Original Assignee
Rolex Sa
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Publication date
Application filed by Rolex Sa filed Critical Rolex Sa
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04D—APPARATUS OR TOOLS SPECIALLY DESIGNED FOR MAKING OR MAINTAINING CLOCKS OR WATCHES
    • G04D7/00—Measuring, counting, calibrating, testing or regulating apparatus
    • G04D7/12—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard
    • G04D7/1207—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring
    • G04D7/1235—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring for the control mechanism only (found from outside the clockwork)
    • G04D7/1242—Timing devices for clocks or watches for comparing the rate of the oscillating member with a standard only for measuring for the control mechanism only (found from outside the clockwork) for measuring amplitude

Definitions

  • the mark is one of the three values commonly measured during chronometric measurements, along with the rate and the amplitude.
  • the mark is a quantity which characterizes the asymmetry of the oscillation of the balance wheel.
  • the balance wheel When stationary (without torque in the transmission chain or in the spiral), the balance wheel is at its resting point.
  • the half-oscillations on either side of the center line have different amplitudes and durations.
  • the mark is thus traditionally expressed in milliseconds and calculated by identifying the instants of the shocks during release (as represented in FIG. 1).
  • the objective of the watchmaker is to set the mark to zero based on the chronometry measurements taken with the chrono-comparator.
  • Application EP2570868A1 relates to an oscillator whose ferrule, hairspring, and plate are in one piece. It is mentioned there that: "...the balance spring collar must be mounted on the balance wheel axle in such a way that, at the neutral or equilibrium point of this balance spring, the center of the plate peg is located on a straight line passing through the axis of balance and the axis of the anchor. Since the hairspring and the large plate are mounted independently of one another on the balance staff, this condition is practically never fulfilled. This is why there is provided on the cock of the watch movement a movable eyebolt holder, on which the outer end of the hairspring is fixed, which can move in rotation coaxially with the balance axis to allow the escapement to be aligned. or allow the condition set out above to be satisfied. »
  • a watch movement is defined by claim 15.
  • Method according to one of proposals 1 to 5 characterized in that the function defining the oriented value of the marker according to the position of the watch movement is defined as a sinusoidal function or a polynomial function or a Bézier function or a spline function corresponding to the best to data relating to the oscillator's benchmark.
  • Method according to one of proposals 1 to 6 characterized in that it comprises, in particular for at least one defined position or for each defined position or for all of the distinct and defined positions, a determination step by measurement and calculation an oscillation amplitude of the oscillator (3).
  • Method for adjusting an oscillator (2) characterized in that it comprises a phase for positioning the watch movement in a predefined position and a phase for adjusting the value of the marker to a zero value or to a non-zero value in this predefined position.
  • Adjustment method according to proposal 10 or 1 characterized in that the adjustment phase of the value of the mark comprises a movement of a mounting bracket of a spiral spring relative to a frame (99).
  • Method for determining a geometry of an arrangement of an oscillator (3) in a watch movement (2) the method comprising:
  • Figure 4 is a schematic view illustrating the link between the play of the pivot and the variation of the mark of a watch movement.
  • the escapement comprises an anchor 31 cooperating with the oscillator 2.
  • Figure 2 shows that the benchmark is defined by the angular offset between the neutral points of the escapement and the oscillator. For historical reasons, this quantity is expressed in milliseconds [ms] and thus characterizes half of the time difference between two successive alternations. In practice, this time depends on the speed of passage of the oscillator and therefore on its amplitude and its frequency.
  • the reference On the physical plane, the reference is a magnitude centered on zero, the sign of which depends on the direction of the angular offset. As measured today, the marker is unsigned. Apart from the fact that this quantity consequently does not follow a normal distribution, it presents a risk of leading to false conclusions on a difference or drift in the reference value between two states, in particular between two measurements of the same watch movement with two different times, such as before and after an adjustment operation or a shock test or exposure to a magnetic field. For example, we can conclude that there is no drift when in reality it is the (unknown) sign that has changed, or we can conclude that there is a systematic drift between two states when it is only an effect. dispersive at the level of the watch movement.
  • the mark can be made invariant of the amplitude by applying a conversion which takes into account the amplitude noted during the measurement. Then, the sign of this quantity can be determined in several non-invasive ways, without having to modify the position of the eyebolt holder (and therefore disturb the reference mark) as practiced until now. From a geometric point of view, the mark corresponds to the angular offset (measured in angle of rotation of the balance) between:
  • the benchmark has historically been defined and measured in milliseconds.
  • the direction or sign or orientation of the mark could be determined only by moving the stud holder in a given direction and by measuring the evolution of the mark, which led to the loss of the initial setting of the mark. Indeed, the processes known until then did not make it possible to know the sign of the mark without carrying out several adjustments and successive measurements.
  • the sign of the marker is essential information for the analysis of this quantity and for making adjustments to the watch movement.
  • several techniques are possible to determine the sign, in particular several measurements acoustics, an opto-acoustic measurement, an analysis of a raw signal, a measurement in a non-Galilean frame of reference, etc.
  • the method comprises at least the following steps:
  • the method can be implemented by positioning the watch movement in several distinct positions relative to the direction of Earth's gravitation.
  • the horizontal horological positions in particular the positions FH and CH, are not desirable for implementing the determination method.
  • a datum relating to the reference of the oscillator 2 is determined.
  • acoustic data are used making it possible to determine, in particular by calculation, the reference data according to the formula
  • a measurement of a reference datum is carried out in each of the positions.
  • an apparatus for measuring variations in the intensity of an acoustic phenomenon is used and an acoustic signal is obtained. By processing this signal, the values t1 and t2 can be determined. These values are then used in a process or calculation to determine an absolute value of the mark.
  • the marker data obtained in the simplest way is marker time data (unsigned or unoriented).
  • the method also advantageously comprises a step of using the amplitude of oscillation of the oscillator 2 to determine by calculation an angular datum of the marker, corresponding to the temporal datum of the marker.
  • the oscillation amplitude of the oscillator varies during all the measurements in the different positions, it is preferable to determine the amplitude of the oscillator in each position and to associate these different amplitude measurements with the different positions and to the different benchmark data obtained in the different positions.
  • the determination or determinations, in particular the measurement or measurements, of the amplitude can be carried out in one and/or the other of the distinct and defined positions. Alternatively, the determination(s), in particular the measurement or measurements of the amplitude can be carried out in any other position.
  • all the reference data obtained and their opposite values are used to define 2 n combinations of data (assuming that the watch movement has been positioned in n positions and that a reference datum has been obtained for each location). Each of these positions is associated with an angle ⁇ (according to the NIHS 95-10 standard).
  • ⁇ according to the NIHS 95-10 standard.
  • the orientation angle of the watch movement ⁇ is the oriented angle formed between:
  • a signed geometric reference value is an oriented angle value. This value is independent of the amplitude of the oscillations of the balance wheel and the frequency of the oscillator.
  • an estimate of the benchmark variation induced by the difference in position of the pivot between a centered pivot and a pivot resting on the pivot stone gives 0.76°, which corresponds to a benchmark time delay of 0.25 ms with an oscillation amplitude of 240° and an oscillator frequency of 4 Hz.
  • a landmark measurement made at close intervals throughout a complete rotation in vertical positions around an axis perpendicular to the frame and/or on the dial of the watch movement makes it possible to observe a total variation of the mark of the order of 0.5 ms. This backlash phenomenon therefore seems to explain the benchmark variations observed in practice.
  • the extreme values of the benchmark must be noted when the line of centers L is in a horizontal position. Knowing that the line of centers L is inclined by 150° with respect to the 12 o'clock position, the extreme values and the value of the midpoint are given for the following orientations (with respect to 12 o'clock):
  • the marker is at its minimum value.
  • R( ⁇ ) marker (signed or oriented) depending on the orientation of the watch movement, the marker can be expressed temporally in [ms] or geometrically by an angle in [°]
  • M offset, positive, zero or negative (corresponds to the mark at the midpoint, i.e. when the orthogonal projection of the direction of Earth's gravitation on the dial or on the plane perpendicular to the pivot axis of the oscillator or on the main plane P of the watch movement or on the frame of the watch movement is parallel to the center line).
  • the parameter M corresponds to the theoretical benchmark, which the oscillator would present if the play in the pivots were zero.
  • the term "midpoint” or “midpoint benchmark” for this parameter M can be used because it allows to describe the global or average behavior of the benchmark and is equal to the average of the benchmark values obtained in four spaced vertical positions 90°, for example in the four vertical horological positions.
  • the benchmark data obtained by measurement are all positive.
  • the signed mark data may be all positive or all negative or, if the watch movement is well set to the mark, some positive and some negative.
  • the final solution is expressed in the following form, the reference values being those measured, to which we have added the sign of the values calculated according to the theoretical model established using the data obtained during the test carried out on the watch movement :
  • the value of the benchmark at the midpoint i.e. in the position of the movement watchmaker where the orthogonal projection of the direction of earth's gravitation on the dial - or on the plane perpendicular to the pivot axis of the oscillator or on the main plane of the watch movement or on the frame of the watch movement - is parallel to the center line.
  • This benchmark value at the midpoint is +0.19 ms (or 0.57° for the benchmark expressed geometrically).
  • the optical measurement (with double channels) makes it possible to know the direction of passage of the balance wheel at each alternation.
  • this technology By combining this technology with an acoustic measurement, it becomes possible to know the direction of an alternation for each time measurement and thus to deduce the sign of the marker.
  • the method preferably includes a phase of searching for a better adjustment of a sinusoidal function to the measurement points by trying different combinations of signs of the measurement data obtained.
  • a phase can be applied in a workflow.
  • the mark value is far from zero and positive.
  • the standard averages in absolute value offer a good approximation of the benchmark at the midpoint, or even the correct value if we consider the average of the four vertical positions (watch movements 3, 5). This is not surprising given the elements developed above.
  • the reference value is far from zero and negative (watch movements 2, 4). We find the same characteristics as above, but with an inversion of sign the absolute value will be systematically false. This has direct consequences on the adjustment of the mark: the watchmaker will for example be obliged to carry out at least two cycles of adjustment and verification measurement.
  • the reference value is close to zero (clock movement 1).
  • the mean of the values differs from the mean of the absolute values, inducing a significant error (a factor of 2 in the example) on the value of the benchmark, which once again underlines the interest of the approach developed in this document.
  • the determination method is applied to the watch movement in vertical positions, i.e. with the balance shaft in a position perpendicular to the direction of Earth's gravitation.
  • the applicant's work shows that it is necessary to avoid implementing the determination process with the watch movement in a horizontal position.
  • an angle of about 2°, preferably 3°, or even more can be measured between the axis of the oscillator and the direction of Earth's gravitation, the watch movement is in a position suitable for setting. effective implementation of the determination method. This condition can be met in one or some or all of the positions in which the timepiece movement is positioned in order to determine a reference datum.
  • At least one of the defined positions is such that the angle between:
  • the orthogonal projection of the direction of terrestrial gravitation on the dial of the timepiece or on the plane perpendicular to the pivot axis of the oscillator or on the main plane of the watch movement or on the frame of the watch movement is zero or has an absolute value less than 5° or has an absolute value less than 10°
  • at least one second position of the watch movement is such that the difference in orientation angle ⁇ of the watch movement between these first and second positions is ⁇ 90° or approximately ⁇ 90°
  • a possible third position of the watch movement is such that the difference in orientation angle ⁇ of the watch movement between these first and third positions is ⁇ 90 ° or approximately ⁇ 90°
  • the second and third positions being distinct positions, that is to say positions such that the difference in orientation angle ⁇ of the watch movement between these second and third positions is 180° or about 180°.
  • the second and third positions are therefore defined and distinct positions such as the angle between:
  • an orthogonal projection of the direction of terrestrial gravitation on the dial of the timepiece or on the plane perpendicular to the pivot axis of the oscillator or on the main plane of the watch movement or on the frame of the watch movement is 90° or has an absolute value between 85° and 95° or has an absolute value between 80° and 100°. In such second and third positions, it is possible to measure extreme values of the marker or values close to the extreme values of the marker.
  • the determination of the reference value will be all the more reliable and precise as the number of measurement points is high.
  • the architecture of the watch movement is known, therefore when the positions of the minima, zeros and maxima of the theoretical sinusoidal function R(A) is known, it is possible to position the watch movement in two vertical positions (or inclined at minus 2° with respect to the horizontal) only and to determine the value by elimination, in particular by excluding certain sign combinations which do not respect the sign convention and/or a physical reality (resulting amplitude R0 too high).
  • the measurement positions can be spaced apart by 90°, or by more than 90°, or correspond to positions for which the function R( ⁇ ) exhibits a maximum or a minimum.
  • the benchmarking or benchmark adjustment is carried out systematically on each watch movement or watch, either manually (for example by a watchmaker during an after-sales service or in a manual manufacturing flow), or automatically. (for example on a production PLC).
  • manually for example by a watchmaker during an after-sales service or in a manual manufacturing flow
  • automatically for example on a production PLC.
  • the question of the direction of movement of the hairspring can be decided even before the first retouching iteration, thus limiting manipulations at the eyebolt door.
  • Parts that immediately show a mark within tolerances also do not have to be disturbed to identify the sign of the mark.
  • a series of measurements in vertical positions makes it possible to identify the sign of the mark as explained previously. Expressed as a signed geometric reference, this measurement also makes it possible to quantify the reference through the midpoint which reflects the overall behavior of the watch movement.
  • a mode of execution of a method for adjusting the regulating system 100 or the oscillator 2 is described below.
  • the adjustment process includes:
  • phase of implementation of the process for determining the reference object of the invention in particular a phase of implementation of an embodiment of the determination process described previously, and
  • the phase for adjusting the value of the mark advantageously comprises moving a support for fixing the spiral spring relative to the escapement and/or to the frame 99.
  • a function for example a sinusoidal function, or even any suitable function such as a polynomial or Bézier or spline function, at the measurement points.
  • This adjustment method makes it possible to adjust the benchmark in a single operation, without implementing iterative tests, and by directly targeting the good value.
  • the correction is all the more effective by using a determination of the signed geometric reference, which directly gives the correct angular value and the correct direction for the correction.
  • This procedure of measuring the benchmark and setting the benchmark using the signed benchmark makes it possible to center the distributions at a good value, as well as to control and reduce the dispersions.
  • the adjustment process described above is robust insofar as it allows reliable and precise adjustment of any watch movement.
  • this adjustment method can be improved (in particular in terms of time and means of implementation) with knowledge of the architecture and/or the type of escapement of the watch movement to be adjusted.
  • the work of the applicant makes it possible to predict changes in the value of the mark of a known watch movement according to the positioning on which this watch movement is based. Knowing the orientation of the regulating system in the watch movement, it is possible to determine a favorable positioning to carry out the adjustment of the marker. In particular, the positioning adopted positions the watch movement according to a known orientation ⁇ . As a result, it is possible to determine the optimal benchmark value to be adjusted in such a position, this value can be a zero value, a maximum value, a minimum value or any other intermediate value.
  • the watch movement is preferably positioned so that the normal to the dial has, with the direction of terrestrial gravitation, an angle ⁇ of at least 2°, preferably at least 3°. Any angle 0 greater than 10°, in particular greater than 30° or greater than 45°, seems particularly interesting also from an ergonomic point of view for a watchmaker.
  • This adjustment can be implemented for any type of escapement, including the Swiss lever escapement. It is however particularly relevant for escapements with asymmetrical operation for which the marker has an influence on the rate, such as the Robin escapement.
  • the phase for adjusting the value of the mark advantageously comprises moving a support for fixing the spiral spring relative to the frame 99.
  • the different modes of execution of the adjustment method can be combined.
  • the watch movement can be positioned in another predefined position, in particular positioning the watch movement so that the angle between:
  • an embodiment of a method for determining a drift value of a watch movement after a shock or magnetization comprises a phase for determining the reference value of oscillator 2 implementing the method of determining the benchmark described above.
  • two phases for determining the value of the reference mark of oscillator 2 are carried out implementing the method for determining the reference mark described above, a first phase before the shock or the magnetization and a second phase after the shock or the magnetization.
  • I the distance between the axis of the balance pivot and the plate pin.
  • the method comprises:
  • frame used in this document can be replaced by the notion of “module”, for example if the oscillator-escapement system is mounted and/or adjusted on a watch module intended to be assembled later on a frame.
  • benchmark can be used to mean “benchmark value”.
  • plane of the watch movement or “main plane of the watch movement”, we mean a plane perpendicular to the axes of the mobiles of the going train. This plane is for example perpendicular to the pivot axis of the oscillator. This plane is preferably the plane along which the watch movement extends. For example, this plan is:
  • determining a value we mean a set of at least one step making it possible to establish a value or to quantify a thing or a phenomenon. These steps include:
  • determining a function is meant a set of at least one step making it possible to establish or define the function, in particular the mathematical function, in particular and more precisely the coefficients and/or constants of the said function. These steps include:

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Abstract

Procédé de détermination, notamment de calcul, d'une valeur de repère d'un oscillateur dans un mouvement horloger, le procédé comprenant au moins les étapes suivantes: − Mettre l'oscillateur en mouvement horloger d'oscillation relativement à un bâti du mouvement horloger, − Positionner le mouvement horloger dans plusieurs positions déterminées par rapport à la direction de gravitation terrestre, − Pour chaque position, déterminer une donnée relative au repère de l'oscillateur, − Utiliser les données de l'étape précédente pour déterminer une valeur du repère de l'oscillateur, notamment une valeur orientée du repère et/ou une fonction définissant la valeur orientée du repère selon la position du mouvement horloger par rapport à la direction de gravitation terrestre.

Description

Procédé de détermination d’une valeur de repère et procédé de réglage d’une valeur de repère.
L’invention concerne un procédé de détermination d’une valeur de repère horloger. L’invention concerne aussi un procédé de réglage d’une valeur de repère horloger. L’invention concerne encore un procédé de détermination d’une valeur de dérive d’une valeur de repère d’un mouvement horloger. L’invention concerne encore un procédé de détermination d’une géométrie d’un agencement d’un oscillateur dans un mouvement horloger. L’invention concerne encore un mouvement horloger obtenu par la mise en oeuvre d’un tel procédé de réglage ou un mouvement horloger réglé par la mise en oeuvre d’un tel procédé de réglage. L’invention concerne enfin une pièce d’horlogerie comprenant un tel mouvement horloger.
Le repère est l’une des trois valeurs mesurées de façon courante lors de mesures chronométriques, avec la marche et l’amplitude.
Selon la théorie usuelle, le repère correspond à un défaut d’alignement de la position d’équilibre du balancier-spiral par rapport à la ligne des centres, qui relie les points de pivotement du balancier-spiral et de l’ancre de l’échappement. Idéalement, la position d’équilibre du balancier au repos doit se situer sur cette ligne, afin d’avoir des demi-oscillations de même durée. Si la position d’équilibre ne se situe pas sur la ligne des centres, l’angle d’oscillation entre la ligne des centres et le point de retour du balancier-spiral ne sera pas identique de part et d’autre de la ligne des centres.
Le repère est une grandeur qui caractérise l’asymétrie de l’oscillation du balancier. À l’arrêt (sans couple dans la chaîne de transmission ni dans le spiral), le balancier se trouve à son point de repos. Lors d’une oscillation, avec un repère différent de zéro, les demi-oscillations de part et d’autre de la ligne des centres ont des amplitudes et des durées différentes. Le repère est ainsi traditionnellement exprimé en millisecondes et calculé en identifiant les instants des chocs lors du dégagement (comme représenté sur la figure 1 ). Le repère est donné par la formule : Repère=|t1 -t2|/2
Par exemple, sur la figure 1 , le début de la période t1 correspond à une arrivée en contact d’une cheville de plateau du balancier avec une première corne de fourchette d’une ancre et la fin de la période t1 correspond à une arrivée en contact de la cheville de plateau avec une deuxième corne de fourchette. De manière similaire, le début de la période t2 correspond à l’arrivée en contact de la cheville de plateau avec la deuxième corne de fourchette et la fin de la période t2 correspond à l’arrivée en contact de la cheville de plateau avec la première corne de fourchette.
Usuellement, l’objectif de l’horloger est de régler le repère à zéro en se basant sur les mesures de chronométrie réalisées au chrono-comparateur.
Le document « Technique de mesure et analyses des défauts de la montre », proposé en ligne par le fournisseur d’appareils de mesure chronométrique Witschi
(httDs://www.witschi.com/assets/files/sheets/Witschi%20Formation.odf, dont est tirée la figure 1 ), indique que cette asymétrie peut être rendue visible sur un chrono comparateur, avec un repère mesuré en millisecondes [ms] et correspondant à la différence de durée entre l’alternance en « tic » et l’alternance en « tac » divisée par deux, soit (t1 - t2)/2, avec t1 >t2. Il est aussi mentionné que les montres de haute qualité possèdent un dispositif particulier pour l’ajustage du repère (porte-piton), que la valeur du repère devrait être égale à zéro et que l’intervalle de valeur admis est de 0.0 à 0.5 ms.
Dans la « théorie d’horlogerie » éditée par L’Ecole Technique de la Vallée de Joux, C.-A. Reymondin et al., le repère fait l’objet d’un bref paragraphe au point 7.7, et il est spécifié au 7.1 1 .7 « contrôles avant le réglage » qu’il « est indispensable d’effectuer sur la montre, dans l’ordre et dans toutes les positions, les contrôles suivants : [...] le balancier doit être au repère ». Cela signifie que le repère doit non seulement être de valeur nulle, mais que cette condition doit être remplie dans toutes les positions de mesure.
La « Théorie de la construction horlogère pour ingénieurs » par M. Vermot et S. Dordor, éditée par la Haute-Ecole Arc Ingénierie, évoque le repère et son réglage en deux phrases, sans plus de détails additionnels.
La « Théorie des échappements » de C. Hugenin, S. Guye et M. Gauchet (Technicum Neuchatelois) mentionne également que le défaut de repère est sans conséquence directe sur la marche de la montre.
Néanmoins, l’horloger est sensibilisé à l’importance du repère lors de sa formation : un repère à zéro dans toutes les positions est traditionnellement un signe de bonne facture de la montre mécanique. Un repère bien réglé est ainsi considéré comme un gage de qualité horlogère (le terme anglais est « beat error ») et fait l’objet d’une attention toute particulière lors du réglage. De plus, un repère déréglé peut indiquer que la montre a subi une chute ou un choc.
La demande EP2570868A1 concerne un oscillateur dont virole, spiral, et plateau sont monoblocs. Il y est mentionné que : « ...il faut monter la virole du spiral sur l'axe de balancier de telle façon qu'au point mort ou d'équilibre de ce spiral, le centre de la cheville de plateau soit situé sur une droite passant par l'axe de balancier et l'axe de l'ancre. Le spiral et le grand plateau étant montés de façon indépendante l'un de l'autre sur l'axe de balancier, cette condition n'est pratiquement jamais réalisée. C'est pourquoi on prévoit sur le coq du mouvement horloger un porte piton mobile, sur lequel l'extrémité extérieure du spiral est fixée, pouvant se déplacer en rotation coaxialement à l'axe de balancier pour permettre la mise au repère de l'échappement soit permettre de satisfaire à la condition énoncée plus haut. »
Le but de l’invention est de fournir des procédés permettant d’améliorer les dispositifs horlogers connus de l’art antérieur. En particulier, l’invention propose un procédé permettant de déterminer de manière fiable et précise des valeurs de repère et des procédés permettant de simplifier et de fiabiliser le réglage du repère. En outre, l’invention propose des procédés permettant de déterminer une dérive du repère d’un mouvement horloger et de déterminer une géométrie d’agencement d’un oscillateur.
Selon l’invention, un procédé de détermination d’une valeur de repère est défini par la revendication 1 .
Des modes d’exécution du procédé de détermination sont définis par les revendications 2 à 9.
Selon l’invention, un premier procédé de réglage est défini par la revendication 10.
Selon l’invention, un deuxième procédé de réglage est défini par la revendication 1 1 . Des modes d’exécution des procédés de réglage sont définis par la revendication 12.
Selon l’invention, un procédé de détermination d’une dérive d’une valeur de repère est défini par la revendication 13.
Selon l’invention, un procédé de détermination d’une géométrie est défini par la revendication 14.
Selon l’invention, un mouvement horloger est défini par la revendication 15.
Selon l’invention, une pièce d’horlogerie est définie par la revendication 16.
Selon un autre aspect de l’invention, des objets sont définis par les propositions qui suivent :
1. Procédé de détermination, notamment de calcul, d’une valeur de repère d’un oscillateur (2), notamment d’un oscillateur balancier (21 )- spiral (22), dans un mouvement horloger (200), le procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
Mettre l’oscillateur en mouvement d’oscillation relativement à un bâti (99) du mouvement horloger,
Positionner le mouvement horloger dans au moins deux positions distinctes et définies par rapport à la direction de gravitation terrestre,
Pour chaque position, déterminer par mesure et traitement une valeur absolue du repère de l’oscillateur (2), Utiliser les données de l’étape précédente pour calculer :
- une valeur orientée du repère de l’oscillateur (2), et/ou
- une fonction définissant la valeur orientée du repère de l’oscillateur (2) selon la position du mouvement horloger par rapport à la direction de gravitation terrestre.
2. Procédé selon la proposition 1 , caractérisé en ce que la valeur de repère est une valeur temporelle.
3. Procédé selon l’une des propositions 1 et 2, caractérisé en ce que l’oscillateur comprend un axe d’oscillation formant un angle d’au moins 2° ou d’au moins 3° avec la direction de gravitation terrestre :
- dans une des positions de l’étape de positionnement du mouvement horloger, ou
- dans certaines des positions de l’étape de positionnement du mouvement horloger, ou
- dans toutes les positions de l’étape de positionnement du mouvement horloger.
4. Procédé selon l’une des propositions 1 à 3, caractérisé en ce qu’au moins une des positions distinctes et définies est telle que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres (L) sur un plan (P) du mouvement horloger, et
- une projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le plan (P) du mouvement horloger, est nul ou a une valeur absolue inférieure à 5° ou a une valeur absolue inférieure à 10°, et/ou en ce qu’au moins une des positions distinctes et définies est telle que l’angle entre : - la projection orthogonale de la ligne des centres (L) sur le plan (P) du mouvement horloger, et
- une projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre ou sur le plan (P) du mouvement horloger, vaut 90° ou a une valeur absolue comprise entre 85° et 95° ou a une valeur absolue comprise entre 80° et 100°. Procédé selon l’une des propositions 1 à 4, caractérisé en ce qu’au moins deux positions distinctes et définies sont des positions verticales du mouvement horloger et/ou sont des positions présentant un angle d’environ 90° entre elles autour d’un axe perpendiculaire au bâti. Procédé selon l’une des propositions 1 à 5, caractérisé en ce que la fonction définissant la valeur orientée du repère selon la position du mouvement horloger est définie comme une fonction sinusoïdale ou une fonction polynomiale ou une fonction de Bézier ou une fonction spline correspondant au mieux aux données relatives au repère de l’oscillateur. Procédé selon l’une des propositions 1 à 6, caractérisé en ce qu’il comprend, notamment pour au moins une position définie ou pour chaque position définie ou pour l’ensemble des positions distinctes et définies, une étape de détermination par mesure et calcul d’une amplitude d’oscillation de l’oscillateur (3). Procédé selon la proposition 7, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’utilisation de l’amplitude d’oscillation de l’oscillateur (2) pour déterminer par calcul une valeur angulaire du repère. . Procédé selon l’une des propositions 1 à 8, caractérisé en ce que les déterminations des données relatives au repère de l’oscillateur (2) et/ou d’amplitudes d’oscillation de l’oscillateur (2) sont réalisées par traitement de signaux acoustiques préalablement mesurés ou acquis ou par traitement de signaux acoustiques et optiques préalablement mesurés ou acquis. 0. Procédé de réglage d’un oscillateur (2), caractérisé en ce qu’il comprend une phase de mise en oeuvre du procédé selon l’une des propositions 1 à 9 et une phase de réglage de la valeur du repère de l’oscillateur (2). 1 . Procédé de réglage d’un oscillateur (2), caractérisé en ce qu’il comprend une phase de positionnement du mouvement horloger dans une position prédéfinie et une phase de réglage de la valeur du repère à une valeur nulle ou à une valeur non nulle dans cette position prédéfinie. 2. Procédé de réglage selon la proposition 10 ou 1 1 , caractérisé en ce que la phase de réglage de la valeur du repère comprend un déplacement d’un support de fixation d’un ressort spiral relativement à un bâti (99). 3. Procédé de détermination d’une valeur de dérive d’un mouvement horloger entre deux états, notamment après un réglage ou un choc ou une magnétisation, comprenant une phase de détermination de la valeur du repère d’un oscillateur (2) mettant en oeuvre le procédé selon l’une des propositions 1 à 9. 14. Procédé de détermination d’une géométrie d’un agencement d’un oscillateur (3) dans un mouvement horloger (2), le procédé comprenant :
- une phase de détermination d’une fonction définissant la valeur du repère selon la position du mouvement horloger mettant en oeuvre le procédé selon l’une des propositions 1 à 9, et
- une phase d’utilisation de la fonction pour déterminer, notamment par calcul, une valeur représentative du jeu radial de pivotement de l’oscillateur (2) et/ou une valeur représentative de l’ébat axial de l’axe de balancier et/ou une valeur représentative du diamètre des pivots de balancier.
15. Mouvement horloger (200) obtenu ou réglé par la mise en oeuvre du procédé de réglage selon l’une des propositions 10 à 12.
16. Pièce d’horlogerie (300), notamment montre-bracelet, comprenant un mouvement horloger (200) selon la proposition 15.
Les dessins annexés représentent, à titre d’exemple, des mécanismes sur lesquels sont mis en oeuvre les procédés selon l’invention et illustrent des phénomènes sur lesquels reposent les procédés selon l’invention.
La figure 1 est un graphique temporel illustrant les vibrations détectées au niveau de l’échappement d’une pièce d’horlogerie au cours d’une période d’oscillation d’un balancier d’une pièce d’horlogerie.
La figure 2 est une vue schématique d’une pièce d’horlogerie vue à titre d’exemple depuis le côté fond sur laquelle les procédés objets de l’invention peuvent être appliqués. La figure 3 est une vue d’une architecture d’un mouvement horloger vue à titre d’exemple depuis le côté cadran détaillant l’orientation d’un système réglant.
La figure 4 est une vue schématique illustrative du lien existant entre le jeu de pivot et la variation du repère d’un mouvement horloger.
Un mode de réalisation d’une pièce d’horlogerie 300 est décrit ci-après en détail en référence à la figure 2. La pièce d’horlogerie 300 est par exemple une montre, en particulier une montre-bracelet. La pièce d’horlogerie 300 comprend un mouvement horloger 200, sur lequel est avantageusement fixé un cadran 50. Le mouvement horloger est destiné à être monté dans un boîtier ou une boîte de pièce d’horlogerie afin de le protéger de l’environnement extérieur. Le mouvement horloger 200 peut être un mouvement horloger mécanique, notamment un mouvement horloger automatique, ou encore un mouvement horloger hybride.
Le mouvement horloger 200 comprend un bâti 99 et un système réglant 100.
Le système réglant 100 comprend un oscillateur 2 et un système d’échappement, comme un échappement à ancre suisse 3.
L’oscillateur 2 comprend un élément inertiel 21 , comme un balancier 21 et un ressort de rappel 22, comme un ressort-spiral 22.
L’échappement comprend une ancre 31 coopérant avec l’oscillateur 2.
La ligne qui relie les points de pivotement du balancier-spiral et de l’ancre de l’échappement est habituellement dénommée ligne des centres L. Principes et travaux sur la notion de repère
Bien que le repère soit mesuré par l’horloger comme un intervalle de temps, la figure 2 montre que le repère est défini par le décalage angulaire entre les points neutres de l’échappement et de l’oscillateur. Pour des raisons historiques, cette grandeur est exprimée en millisecondes [ms] et caractérise ainsi la moitié de la différence de temps entre deux alternances successives. En pratique, ce temps dépend de la vitesse de passage de l’oscillateur et donc de son amplitude et de sa fréquence.
Les travaux de la déposante ont mis en évidence que la valeur mesurée du repère dépend de l’amplitude du mouvement horloger ainsi que de sa position lors de la mesure. Ces constats ont mené à une redéfinition du repère (notions de repère signé et de repère géométrique), au développement de procédures de mesure du signe et de la valeur du repère, ainsi qu’au développement de procédés appliqués exploitant ces notions.
Historiquement, le repère a toujours été une grandeur nulle ou positive exprimée en [ms], qui correspond au décalage temporel absolu entre la position d’équilibre de l’oscillateur (définie par la direction passant par le centre de la cheville du plateau du balancier au repos et l’axe de pivotement du balancier) et la ligne des centres des pivotements du balancier et de l’ancre, avec une cible de réglage à zéro.
Suite aux travaux de la déposante, il apparaît finalement intéressant :
- de considérer le repère comme une valeur pouvant être négative, nulle ou positive (repère signé ou orienté) ;
- de mesurer le repère comme un angle, en [°] ou [rad] par exemple (repère géométrique) ; - de mesurer le repère, de façon expérimentale, dans plusieurs positions verticales pour en déterminer le signe et pour en déduire le repère au point milieu (c’est-à-dire la moyenne des repères dans quatre positions verticales espacées de 90°) ;
- d’orienter le mouvement horloger de façon précise lors de la mise au repère (ou réglage du repère) pour que le repère réglé dans cette orientation coïncide avec le repère au point milieu.
Sur le plan physique, le repère est une grandeur centrée sur zéro, dont le signe dépend du sens du décalage angulaire. Tel qu’il est mesuré aujourd’hui, le repère n’est pas signé. Hormis le fait que cette grandeur ne suit en conséquence pas une distribution normale, elle présente un risque d’aboutir à de fausses conclusions sur une différence ou dérive de la valeur du repère entre deux états, notamment entre deux mesures du même mouvement horloger à deux instants différents, comme avant et après une opération de réglage ou un test de choc ou une exposition à un champ magnétique. Par exemple, on peut conclure à une dérive nulle alors qu’en réalité c’est le signe (inconnu) qui a changé, ou alors conclure à une dérive systématique entre deux états alors qu’il ne s’agit que d’un effet dispersif au niveau du mouvement horloger.
Il apparaît donc souhaitable d’établir une définition physique du repère sous la forme d’une grandeur géométrique signée. Dans un premier temps, le repère peut être rendu invariant de l’amplitude en appliquant une conversion qui tient compte de l’amplitude relevée lors de la mesure. Ensuite, le signe de cette grandeur peut être déterminé de plusieurs manières non invasives, sans devoir modifier la position du porte piton (et donc dérégler le repère) comme pratiqué jusqu’à maintenant. D’un point de vue géométrique, le repère correspond au décalage angulaire (mesuré en angle de rotation du balancier) entre :
- la ligne des centres de l’échappement, et
- une ligne passant par le centre de la cheville de plateau et l’axe du balancier, dans la position du balancier pour laquelle le spiral applique un couple nul. Comme mentionné ci-dessus, le repère a été historiquement défini et mesuré en millisecondes.
Ce temps correspond au décalage angulaire évoqué ci-dessus, et va dépendre de la vitesse du balancier au point neutre, et donc de son amplitude et de sa fréquence. Au final, plus l’amplitude est faible, plus la différence de temps sur deux alternances est importante. L’objectif du passage à un repère géométrique est de rapporter un écart temporel sur une fonction périodique à un écart angulaire, qui est constant et représentatif de la cause physique directe du décalage. Tenir compte de l’amplitude à l’instant de la mesure a donc pour effet de rendre le repère constant sur l’ensemble de la décharge du barillet ou malgré une dérive de l’amplitude dans le temps.
Un développement mathématique avec une approximation aux petits angles permet d’exprimer le repère géométrique comme un angle par la formule suivante : Rg=iTxfxRtxA Avec :
Rg : repère géométrique [°] f : fréquence de l’oscillateur [Hz], A : Amplitude [°] du mouvement horloger du balancier, et Rt: Repère temporel [s]. Le repère peut donc être exprimé comme une grandeur angulaire ou comme une grandeur temporelle.
Inversement, la variation du repère en fonction de l’amplitude peut être exprimée par :
Rt(A)=(sin-1(Rg/A))/(TTxf) « Rg/(AxiTxf) pour Rg/A petit
Il apparaît ainsi clairement que le repère temporel est proportionnel à l’inverse de l’amplitude du mouvement horloger du balancier.
Un autre aspect important concerne le signe du repère. Sur la base de l’équation (t1 -t2)/2, il apparaît que le repère peut être positif ou négatif selon les valeurs de t1 et t2. En pratique, les équipements de mesure acoustique ne dissocient pas les alternances entre la fonction d’entrée et celle de sortie. Il en résulte que cette grandeur est toujours communiquée en valeur absolue.
Cette convention pose non seulement des problèmes au niveau de l’analyse statistique des données (les données obtenues présentant une distribution non gaussienne), mais aussi pour le réglage du repère et pour la compréhension des phénomènes impactant le repère, comme la dérive aux chocs, les phénomènes induits par l’exposition aux champs magnétiques ou tout autre effet dispersif. Connaître le signe ou l’orientation du repère présente ainsi un réel bénéfice.
Par exemple, au niveau du mouvement horloger, nous choisissons la convention suivante : le repère est défini positif lorsque la ligne du point neutre de l’oscillateur présente un décalage angulaire positif (sens antihoraire ou trigonométrique vu depuis le côté fond, soit la direction FH) par rapport à la ligne des centres passant par le point de pivotement de l’axe de l’ancre et le point de pivotement de l’axe de l’oscillateur. Dans le cas contraire, il sera négatif.
Ainsi, dans l’exemple de la figure 2, le fait de déplacer un porte piton dans le sens antihoraire vu depuis le côté fond (direction FH) correspond à rendre le repère plus positif. Cette définition reste valable si le mouvement horloger comporte un autre moyen de réglage du repère au lieu du porte- piton traditionnel.
De façon générale et sur la base des formules ci-dessus, les repères temporel et géométrique seront de même signe, le temps t1 correspondant à l’alternance sur la fonction de sortie et t2 à l’alternance sur la fonction d’entrée. Le signe est positif pour t1 >t2. Bien entendu, ces conventions de signe dépendent de l’orientation de la ligne des centres, de la géométrie de l’échappement, ou encore de l’architecture du mouvement horloger. Il est cependant aisé d’établir par analogie une convention pour chaque calibre.
Jusqu’à maintenant, le sens ou signe ou orientation du repère pouvait être déterminé seulement en déplaçant le porte-piton dans une direction donnée et en mesurant l’évolution du repère, ce qui induisait la perte du réglage initial du repère. En effet, les procédés connus jusqu’alors ne permettaient pas de connaître le signe du repère sans effectuer plusieurs réglages et mesures successives.
Bien que jamais utilisé jusqu’ici, le signe du repère est une information primordiale pour l’analyse de cette grandeur et pour effectuer des réglages du mouvement horloger. Comme détaillé plus bas, plusieurs techniques sont possibles pour déterminer le signe, notamment plusieurs mesures acoustiques, une mesure opto-acoustique, une analyse d’un signal brut, une mesure dans un référentiel non galiléen, etc.
Le mode de réalisation du procédé de détermination du repère exposé plus bas exploite le jeu radial du pivot de balancier. Les données de la déposante révèlent que ce jeu a une influence sur le repère : celui-ci varie fortement selon l’orientation verticale du mouvement horloger (par exemple, selon les positions horlogères 3H, 6H, 9H, 12H). Un ajustement numérique permet de déterminer le signe et la valeur du repère, selon un modèle particulièrement simple à mettre en oeuvre avec des équipements connus, notamment avec des équipements de mesure acoustique.
Procédé de détermination d’une valeur de repère
Un mode d’exécution d’un procédé de détermination d’un repère signé dans un mouvement horloger est détaillé ci-après. Le procédé peut utiliser des mesures acoustiques réalisées dans plusieurs positions, notamment dans les quatre positions horlogères verticales. Sur la base d’un modèle théorique qui exploite le jeu du pivot de balancier et de conventions, il est possible de signer des résultats de repère initialement mesurés en absolu. Le principe consiste à comparer et ajuster une fonction sinusoïdale de régression correspondant au mieux aux mesures de repères obtenues en différentes positions, par exemple correspondant au mieux à quatre mesures de repères obtenues en différentes positions verticales.
De manière générale, pour déterminer, notamment pour calculer, une valeur de repère de l’oscillateur 2, dans le mouvement horloger 200, le procédé comprend au moins les étapes suivantes :
Mettre l’oscillateur en mouvement d’oscillation relativement au bâti 99 du mouvement horloger, Positionner le mouvement horloger dans au moins deux positions distinctes et définies (ou déterminées) par rapport à la direction de gravitation terrestre,
Pour chaque position, déterminer, notamment par mesure et traitement, une donnée relative au repère de l’oscillateur 2, en particulier une valeur absolue du repère de l’oscillateur 2, Utiliser les données de l’étape précédente pour déterminer la valeur du repère de l’oscillateur 2, notamment pour calculer :
- une valeur orientée du repère de l’oscillateur 2, et/ou
- une fonction définissant la valeur orientée du repère de l’oscillateur 2 selon la position du mouvement horloger par rapport à la direction de gravitation terrestre.
Les positions sont définies, c’est-à-dire que les orientations du mouvement horloger dans l’espace sont connues.
La valeur de repère est une valeur orientée ou une valeur signée, c’est-à- dire une valeur pouvant être positive ou négative.
La valeur de repère peut être une valeur temporelle, notamment une valeur temporelle exprimée en millisecondes. Une telle valeur est dépendante de la fréquence de l’oscillateur et de l’amplitude des oscillations du balancier.
De préférence, la valeur de repère peut être une valeur géométrique, notamment une valeur d’angle exprimée par exemple en degrés. Une telle valeur présente l’avantage d’être indépendante de la fréquence de l’oscillateur et de l’amplitude des oscillations du balancier.
Le procédé est mis en oeuvre alors que l’oscillateur est en mouvement. En effet, dans le procédé, différentes actions sont mises en oeuvre, notamment des mesures, alors que l’oscillateur est en mouvement. Ainsi, le procédé comprend une étape de mise en mouvement de l’oscillateur. Ceci peut être assuré en effectuant un remontage du barillet de sorte que celui-ci stocke une énergie suffisante pour assurer un fonctionnement nominal du mouvement horloger.
Le mouvement horloger est positionné successivement dans au moins deux positions déterminées, soit distinctes et définies, par rapport à la direction de gravitation terrestre. Par exemple, ces positions peuvent inclure des positions horlogères de référence où le mouvement horloger est vertical, en particulier une position 3H, une position 6H, une position 9H, une position 12H ou toute position verticale intermédiaire entre deux des positions verticales mentionnées précédemment.
Le procédé peut être mis en oeuvre en positionnant le mouvement horloger dans plusieurs positions distinctes relativement à la direction de gravitation terrestre.
Les positions horlogères horizontales, notamment les positions FH et CH, ne sont pas souhaitables pour mettre en oeuvre le procédé de détermination.
Pour chaque position, on détermine une donnée relative au repère de l’oscillateur 2. Par exemple, on utilise des données acoustiques permettant de déterminer, notamment par calcul, les données de repère selon la formule |(t1 -t2)/2| comme vu précédemment. On effectue par exemple pour ce faire une mesure d’une donnée de repère dans chacune des positions. Par exemple, on utilise un appareil de mesure des variations de l’intensité d’un phénomène acoustique et on obtient un signal acoustique. Par traitement de ce signal, on peut déterminer les valeurs t1 et t2. Ces valeurs sont ensuite utilisées dans un traitement ou calcul pour déterminer une valeur absolue du repère.
Les données de repère obtenues de la manière la plus simple sont des données temporelles de repère (non signées ou non orientées).
Toutefois, le procédé comprend avantageusement une étape :
- de détermination d’une amplitude d’oscillation de l’oscillateur 3, ou
- de mesure de l’amplitude d’oscillation de l’oscillateur, au moment où la mesure ou la détermination de la donnée de repère est effectuée. Le procédé comprend encore avantageusement une étape d’utilisation de l’amplitude d’oscillation de l’oscillateur 2 pour déterminer par calcul une donnée angulaire du repère, correspondant à la donnée temporelle de repère.
Si l’amplitude d’oscillation de l’oscillateur ne varie pas ou varie peu pendant toutes les mesures dans les différentes positions, il est possible de déterminer, notamment par mesure et calcul, une seule fois l’amplitude de l’oscillateur et de supposer cette amplitude constante pendant toutes les mesures effectuées dans les différentes positions.
Si l’amplitude d’oscillation de l’oscillateur varie pendant toutes les mesures dans les différentes positions, il est préférable de déterminer l’amplitude de l’oscillateur dans chaque position et d’associer ces différentes mesures d’amplitude aux différentes positions et aux différentes données de repère obtenues dans les différentes positions.
La ou les déterminations, notamment la mesure ou les mesures, de l’amplitude peuvent être réalisées dans l’une et/ou l’autre des positions distinctes et définies. Alternativement, la ou les déterminations, notamment la mesure ou les mesures, de l’amplitude peuvent être réalisées dans toutes autres positions.
Enfin, on utilise les données relatives au repère (données temporelles de repères et éventuellement données d’amplitude de l’oscillateur) pour déterminer par calcul la valeur du repère de l’oscillateur 2, notamment pour calculer :
- une valeur orientée du repère de l’oscillateur 2, et/ou
- une fonction définissant la valeur orientée du repère de l’oscillateur 2 selon la position du mouvement horloger par rapport à la direction de gravitation terrestre.
Dans cette étape, de préférence, on utilise toutes les données de repère obtenues et leurs valeurs opposées, pour définir 2n combinaisons de données (en supposant que le mouvement horloger a été positionné dans n positions et qu’on a obtenu une donnée de repère pour chaque position). Chacune de ces positions est associée à un angle À (selon la norme NIHS 95-10). On recherche ensuite la combinaison la mieux corrélée à une fonction sinusoïdale exprimant la valeur de repère en fonction de l’angle À et on retient ensuite cette fonction comme l’expression de la valeur de repère du mouvement horloger testé en fonction de l’angle À, c’est-à-dire en fonction de la position du mouvement horloger relativement à la direction de gravitation terrestre.
Lorsqu’on connaît l’architecture du mouvement horloger, on peut déterminer des combinaisons aberrantes comme il est expliqué plus bas. Par exemple, on ne retiendra pas une combinaison indiquant une donnée minimale de repère déterminée dans une position où la donnée de repère devrait être maximale. Dans les cas où la position du mouvement horloger n’est ni une position verticale, ni une position horizontale, l’angle d’orientation du mouvement horloger À est l’angle orienté formé entre :
- une orientation partant du centre du cadran et pointant vers l’index de 12H, et
- la projection orthogonale, sur le cadran ou sur un plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur un plan P principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, d’un vecteur parallèle à la direction de gravitation terrestre et orienté vers le haut.
Cet angle est orienté positivement lorsqu’on passe de l’orientation pointant vers l’index de 12H à l’orientation pointant vers l’index de 3H soit en tournant dans le sens des aiguilles d’une montre sur le cadran.
Avantageusement, la notion de repère signé est combinée à celle du repère géométrique pour obtenir une nouvelle définition du repère, qui relie directement la valeur déterminée à la cause physique, et qui offre de nombreuses possibilités d’utilisation pour améliorer les performances chronométriques du mouvement horloger, ainsi que pour gagner en efficacité lors des opérations d’assemblage et de réglage. En particulier, comme vu précédemment, une valeur de repère géométrique signée est une valeur d’angle orienté. Cette valeur est indépendante de l’amplitude des oscillations du balancier et de la fréquence de l’oscillateur.
Il apparaît que des jeux dans le mouvement horloger, en particulier un jeu radial du pivot de balancier, modifient le repère selon l’orientation du mouvement horloger relativement à la direction de gravitation terrestre. En effet, l’axe de balancier présente un ébat (axial) et un jeu (radial). En position verticale, les pivots de balancier vont prendre appui sur les pierres de pivot, ce qui aura pour effet de déplacer le centre de rotation de l’oscillateur par rapport au bâti. L’orientation de la ligne des centres s’en trouve également modifiée, changeant ainsi la valeur du repère. Pour un calibre donné, à titre d’exemple, une estimation de la variation de repère induite par la différence de position du pivot entre un pivot centré et un pivot prenant appui sur la pierre de pivot donne 0.76°, ce qui correspond à un repère temporel de 0.25 ms avec une amplitude d’oscillation de 240° et une fréquence d’oscillateur de 4 Hz. Une mesure de repère faite à intervalles rapprochés tout au long d’une rotation complète en positions verticales autour d’un axe perpendiculaire au bâti et/ou au cadran du mouvement horloger permet d’observer une variation totale du repère de l’ordre de 0.5 ms. Ce phénomène de jeux semble donc expliquer les variations de repère observées en pratique.
Comme le repère dépend de la position du mouvement horloger, il est possible d’établir un modèle qui met ces deux variables en relation. Ce modèle permet ainsi de déterminer le signe du repère mesuré dans les différentes positions. Il apparaît toutefois nécessaire d’établir des conventions afin que le raisonnement soit toujours fait dans le même référentiel.
On parle d’orientation (À dans la norme NIHS 95-10) pour désigner la position angulaire du mouvement horloger en position verticale par rapport à son centre. Le 0° correspond à la position horlogère 12H. L’orientation est positive lorsque le mouvement horloger vu depuis le côté cadran (selon la direction CH) tourne dans le sens antihoraire : il passe de la position 12H (0°) vers 3H (90°) et ainsi de suite. L’inclinaison ( dans la norme NIHS 95-10) correspond à l’angle défini entre un axe vertical, orienté dans le sens inverse à celui de la gravitation terrestre (axe Z dans la norme NIHS 95-10) et le plan P du mouvement horloger. La position vue côté cadran est définie à 90° et la position vue côté fond à -90°. Il convient aussi de définir une convention de signe. On dira que le repère est de plus en plus positif lorsque la ligne du point neutre (passant par le point de pivotement de l’axe de pivotement de l’oscillateur et par le centre de la cheville en position de repos du balancier) est déplacée dans le sens anti-horaire vu depuis la direction FH, par rapport à la ligne d’échappement (ou ligne des centres, qui est la ligne située dans le plan P du mouvement horloger qui passe par l’axe de pivotement de l’oscillateur et par l’axe de pivotement de l’ancre).
Sachant que le repère dépend du jeu de pivot, il est également possible de définir les orientations qui correspondent aux données minimale et maximale du repère.
La figure 3 présente un système réglant 100 côté CH en position 12H (À = 0°, & = 90°). Les valeurs extrêmes du repère doivent être constatées lorsque la ligne des centres L est en position horizontale. Sachant que la ligne des centres L est inclinée de 150° par rapport à la position 12H, les valeurs extrêmes et la valeur du repère milieu sont données pour les orientations suivantes (par rapport à 12H) :
-300° ou 60°. Le repère est à sa valeur minimum.
-120° ou 240°. Le repère est à sa valeur maximum.
-30° ou 150°. Le repère est à sa valeur milieu, ce qui peut être appelé « repère au point milieu ».
Dans le cas où une mesure (en valeur absolue) indique une valeur importante de repère (supérieure aux autres valeurs mesurées) associée à une position où le repère devrait être minimal, on peut en déduire que le repère est négatif dans cette position et qu’il faut donc considérer une valeur négative. Il est possible d’établir un modèle théorique permettant de définir la valeur du repère en fonction de la position du mouvement horloger relativement à la direction de gravitation. En première approximation, le repère suit une fonction du type :
R(À)=R0xsin(À-cp)+M avec :
R(À) : repère (signé ou orienté) en fonction de l'orientation du mouvement horloger, le repère peut être exprimé temporellement en [ms] ou géométriquement par un angle en [°]
RO : amplitude de la fonction sinusoïdale, toujours positive,
À : orientation du mouvement horloger relativement à la direction de la gravitation terrestre (0-360°), cp : déphasage déterminé ou défini par l'architecture du mouvement horloger, en particulier déterminé ou défini par la direction de la ligne des centres,
M : offset, positif, nul ou négatif (correspond au repère au point milieu, c’est-à-dire lorsque la projection orthogonale de la direction de la gravitation terrestre sur le cadran ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal P du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger est parallèle à la ligne des centres).
Le paramètre cp étant prédéfini sur la base de l’architecture du mouvement horloger, sur la base de données de repère mesurées pour différentes positions du mouvement horloger, il ne reste qu’à calculer les paramètres RO et M pour définir la valeur du repère d’un mouvement horloger pour toutes ses positions relativement à la direction de la gravitation terrestre. Une solution peut être obtenue par la méthode des moindres carrés pour déterminer par calcul une fonction sinusoïdale correspondant au mieux aux données relatives au repère de l’oscillateur mesurées dans différentes positions du mouvement horloger.
Le paramètre M correspond au repère théorique, que présenterait l’oscillateur si le jeu dans les pivots était nul. Le terme de « point milieu » ou de « repère au point milieu » pour ce paramètre M peut être utilisé car il permet de décrire le comportement global ou moyen du repère et est égal à la moyenne des valeurs de repères obtenues dans quatre positions verticales espacées de 90°, par exemple dans les quatre positions verticales horlogères.
Comme vu précédemment, les données de repère obtenues par mesure sont toutes positives. Toutefois, selon le réglage du mouvement horloger, les données de repère signées peuvent être toutes positives ou toutes négatives ou, si le mouvement horloger est bien réglé au repère, certaines positives et certaines négatives.
Par exemple, dans une première phase, des données de repère sont mesurées (en valeur absolue) dans les quatre positions verticales de contrôle. Le tableau 1 ci-dessous présente les résultats obtenus.
Figure imgf000026_0001
Tableau 1
Dans une deuxième phase, le signe de chaque mesure est déterminé. En effet, sur la base de ces quatre mesures, 24= 16 combinaisons de valeurs signées seraient possibles. Il est nécessaire de déterminer la combinaison de valeurs signées qui correspond effectivement au résultat de l’essai pratiqué sur le mouvement horloger. Du fait de la connaissance de l’architecture du mouvement horloger testé, il a pu être établi que la donnée de repère en position 3H est la valeur la plus proche du minimum et la donnée de repère en position 9H est la plus proche du maximum. De ce fait, les combinaisons à retenir doivent respecter la condition suivante : Repère(3H) < Repère(9H). Dans la plupart des cas, cette condition permet de réduire le nombre de solutions. Par ailleurs, le signe de chaque donnée peut être déterminé en ajustant la fonction R(À) aux données en essayant différentes combinaisons de signe. La solution la plus probable est celle qui minimise par exemple la somme des carrés des écarts entre la fonction théorique R(À) et les points définis par les différentes combinaisons de données évoquées plus haut. D’autres méthodes d’optimisation ou de régression peuvent être utilisées.
Dans une troisième phase, la solution finale est exprimée sous la forme suivante, les valeurs de repère étant celles mesurées, auxquelles on a ajouté le signe des valeurs calculées selon le modèle théorique établi en utilisant les données obtenues lors du test réalisé sur le mouvement horloger:
Figure imgf000027_0001
Tableau 2
Sur la base du modèle établi, il est aussi possible de déterminer par calcul la valeur du repère au point milieu (soit dans la position du mouvement horloger où la projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le cadran - ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger - est parallèle à la ligne des centres). Cette valeur de repère au point milieu vaut +0.19 ms (ou 0.57° pour le repère exprimé de façon géométrique). Ainsi, de préférence, la fonction définissant la valeur angulaire orientée du repère selon la position du mouvement horloger (orientation À) peut être déterminée comme une fonction sinusoïdale (de l’orientation À du mouvement horloger) correspondant au mieux aux données relatives au repère de l’oscillateur. Grâce à une telle fonction sinusoïdale, il est possible d’interpoler la valeur du repère du mouvement horloger dans n’importe laquelle de ses positions (pourvu que la direction normale au cadran forme un angle d’au moins 2°, de préférence d’au moins 3°, avec la direction de gravitation terrestre). Il est ainsi possible de connaître une valeur de repère pour une position du mouvement horloger dans laquelle aucune mesure de repère n’a été réalisée.
L’exemple précédent illustre bien les limites de la définition traditionnelle du repère et de la mesure correspondante (repère temporel en valeur absolue) : les mesures en positions verticales donnent deux valeurs proches de zéro (0.02 et 0.07 ms), et deux valeurs proches du maximum de la tolérance (0.36 et 0.43 ms). Il était difficile pour l’horloger de régler le repère : fallait-il laisser le mouvement horloger en l’état sur la base d’une des mesures proches de zéro obtenue, ou le corriger sur la base de l’une des deux autres mesures obtenues ? De plus, dans le cas où l’horloger prenait le parti d’effectuer une correction, quelle valeur de repère fallait-il tenter d’atteindre ? En effet, si la moyenne des mesures de repère signé en quatre positions verticales est égale au repère au point milieu, il n’en est pas de même pour la moyenne des quatre mesures « standard » du repère en valeur absolue. On voit que l’injonction habituelle de « régler le repère à zéro dans toutes les positions » n’est tout simplement pas réalisable en pratique.
Comme indiqué ci-dessus, d’autres approches sont envisageables pour déterminer le signe du repère, au lieu ou en complément de l’ajustement des mesures par une fonction sinusoïdale. Quelques idées de principe sont présentées ci-dessous.
Distinction du signe par la signature acoustique
En règle générale, et en particulier sur les échappements à ancre suisse, les signatures acoustiques entre deux alternances successives sont difficilement distinguables. De ce fait, les équipements acoustiques ne tiennent pas compte de ce critère. Cependant, sur certains calibres et certains types d’échappement, cette différence est très nette et peut être exploitée pour déduire le signe du mouvement horloger. En poussant le concept, la distinction de chaque signature propre à chaque calibre pourrait se faire au moyen d’algorithmes de classification supervisés (K Nearest Neighbors, Support Vector Machine ou Neural Network).
Distinction du signe par mesure opto-acoustique
À défaut de mesurer le repère, la mesure optique (à doubles canaux) permet de connaître le sens de passage du balancier à chaque alternance. En combinant cette technologie à une mesure acoustique, il devient possible de connaître le sens d’une alternance pour chaque mesure de temps et ainsi d’en déduire le signe du repère.
Distinction du signe par excitation du mouvement horloger
Il n’est généralement pas possible de distinguer le « tic » du « tac » lors d’une mesure acoustique. On peut contourner ce problème en réalisant une première mesure en état stationnaire (mouvement horloger fixe), puis une seconde avec une accélération angulaire dont le sens est connu. Si l’accélération est réalisée avec un centre de rotation coïncidant avec celui du balancier spiral (référentiel non galiléen), le balancier est soumis à un couple qui génère un décalage angulaire au niveau du spiral. La valeur du repère sera alors faussée selon le déplacement angulaire appliqué au niveau du spiral. Le signe du repère peut être déduit en observant si le repère augmente ou diminue lors de la mesure sous accélération : par exemple, si le repère augmente lorsque le plateau est en rotation, on saura qu’on s’éloigne du zéro par rapport à la mesure en stationnaire. Il devient ainsi possible de connaître le signe du repère. Le signe d’un repère très proche de zéro pourrait cependant être difficilement identifiable. Une amélioration serait d’appliquer une accélération progressive, initialement très faible pour pouvoir détecter l’évolution de la mesure et éventuellement un changement de signe lors de l’augmentation du couple. Une méthode alternative consiste à exciter le mouvement horloger par une impulsion courte à un instant très précis, de sorte que cette perturbation soit synchrone avec une alternance du mouvement horloger, lorsque l’oscillateur se trouve proche de la fonction d’échappement (au milieu de l’alternance). Sachant que l’orientation de l’impulsion est connue mais que les alternances « Tic » et « Tac » sont à identifier, une perturbation arbitraire sur l’une d’entre elles générera soit une hausse, soit une baisse d’amplitude. L’algorithme sera ainsi en mesure d’associer les alternances au sens de rotation du balancier. Le signe du repère peut de ce fait être identifié.
Comme vu précédemment, l’utilisation du repère signé, en particulier du repère géométrique signé, permet de déterminer le point milieu, soit l’écart effectif entre le point neutre de l’oscillateur et la ligne des centres. Pour rappel, la mesure traditionnelle donne une valeur absolue. Les résultats de la déposante montrent que cette valeur de repère exprimée temporellement dépend de l’amplitude, qu’elle est donc variable entre les positions horizontales et verticales, et qu’elle varie de typiquement 0.5 ms entre les valeurs extrêmes mesurées en positions verticales à cause du jeu de pivot.
Comme vu précédemment, le procédé comprend de préférence une phase de recherche d’un meilleur ajustement d’une fonction sinusoïdale aux points de mesure en essayant différentes combinaisons de signes des données de mesures obtenues. Une telle phase peut être appliquée dans un flux de production.
On peut ainsi exprimer le repère « global » de chaque mouvement horloger au travers du repère au point milieu (tableau 3). Ceci démontre tout l’intérêt d’utiliser une valeur signée pour le repère. Le tableau 3 montre trois cas de figure :
La valeur du repère est éloignée de zéro et positive. Les moyennes standards en valeur absolue offrent une bonne approximation du repère au point milieu, voire même la bonne valeur si l’on considère la moyenne des quatre positions verticales (mouvements horlogers 3, 5). Ceci n’est pas surprenant au vu des éléments développés ci-dessus.
La valeur du repère est éloignée de zéro et négative (mouvements horlogers 2, 4). On retrouve les mêmes caractéristiques que ci-dessus, mais avec une inversion de signe la valeur absolue sera systématiquement fausse. Ceci a des conséquences directes sur le réglage du repère : l’horloger sera par exemple obligé de faire au moins deux cycles de réglage et mesure de vérification.
La valeur du repère est proche de zéro (mouvement horloger 1 ). Dans ce cas, la moyenne des valeurs diffère de la moyenne des valeurs absolues, induisant une erreur significative (un facteur 2 dans l’exemple) sur la valeur du repère, ce qui souligne une nouvelle fois l’intérêt de l’approche développée dans ce document.
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Tableau 3
Dans le mode de réalisation décrit en détail plus haut, le procédé de détermination est appliqué au mouvement horloger en positions verticales, c’est-à-dire avec l’axe de balancier en position perpendiculaire à la direction de la gravitation terrestre. Les travaux de la déposante montrent qu’il faut éviter de mettre en oeuvre le procédé de détermination avec le mouvement horloger en position horizontale. Toutefois, dès qu’un angle d’environ 2°, de préférence 3°, ou plus encore peut être mesuré entre l’axe de l’oscillateur et la direction de gravitation terrestre, le mouvement horloger est dans une position convenant à la mise en oeuvre efficace du procédé de détermination. Cette condition peut être respectée dans une ou certaines ou toutes les positions dans lesquelles le mouvement horloger est positionné afin de déterminer une donnée de repère.
Dans le cas où le mouvement horloger n’est ni dans une position verticale, ni dans une position horizontale, l’angle d’orientation À du mouvement horloger est défini comme déjà indiqué précédemment, c’est-à-dire comme l’angle orienté formé entre : - une direction orientée partant du centre du cadran ou du mouvement horloger et pointant vers un index de 12H, et
- la projection orthogonale, sur le cadran ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement ou sur le bâti du mouvement horloger, d’un vecteur parallèle à la direction de gravitation terrestre et orienté vers le haut.
De préférence, au moins une des positions définies est telle que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres L (ligne reliant l’axe d’oscillation de l’oscillateur et l’axe de pivotement de l’ancre 31 , perpendiculaire à ces deux axes) sur le cadran de la pièce d’horlogerie ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, et
- la projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le cadran de la pièce d’horlogerie ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, est nul ou a une valeur absolue inférieure à 5° ou a une valeur absolue inférieure à 10°.
De préférence, au moins deux positions définies et distinctes sont des positions verticales du mouvement horloger et/ou présentent un angle d’environ 90° entre elles autour d’un axe perpendiculaire au bâti et/ou au cadran (axe X selon la norme NIHS 95-10) et/ou présentent un angle d’au moins 90° entre elles. Plus généralement, au moins deux positions définies et distinctes sont des positions du mouvement horloger telles que la différence d’angle d’orientation À du mouvement horloger entre ces deux positions est de 90° ou d’environ 90° ou d’au moins 90°. De manière très avantageuse, au moins une première position définie du mouvement horloger est telle que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres L sur le cadran de la pièce d’horlogerie ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, et
- la projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le cadran de la pièce d’horlogerie ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, est nul ou a une valeur absolue inférieure à 5° ou a une valeur absolue inférieure à 10°, et au moins une deuxième position du mouvement horloger est telle que la différence d’angle d’orientation À du mouvement horloger entre ces première et deuxième positions est de ±90° ou d’environ ±90°, et, optionnellement, une éventuelle troisième position du mouvement horloger est telle que la différence d’angle d’orientation À du mouvement horloger entre ces première et troisième positions est de ±90° ou d’environ ±90°, les deuxième et troisième positions étant des positions distinctes, c’est-à- dire des positions telles que la différence d’angle d’orientation À du mouvement horloger entre ces deuxième et troisième positions est de 180° ou d’environ 180°.
Avantageusement, les deuxième et troisième positions sont donc des positions définies et distinctes telles que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres L sur le cadran de la pièce d’horlogerie ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, et
- une projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le cadran de la pièce d’horlogerie ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, vaut 90° ou a une valeur absolue comprise entre 85° et 95° ou a une valeur absolue comprise entre 80° et 100°. Dans de telles deuxième et troisième positions, il est possible de mesurer des valeurs extrémales du repère ou des valeurs proches des valeurs extrémales du repère.
De manière générale, la détermination de la valeur de repère sera d’autant plus fiable et précise que le nombre de points de mesure est élevé. Pour un mouvement horloger d’architecture non connue, il est préconisé de positionner le mouvement horloger dans au minimum trois, de préférence quatre positions, notamment dans quatre positions verticales ou inclinées d’au moins 2° par rapport à l’horizontale. Quand l’architecture du mouvement horloger est connue, donc quand les positions des minima, zéros et maxima de la fonction sinusoïdale théorique R(À) est connue, il est possible de positionner le mouvement horloger dans deux positions verticales (ou inclinées d’au moins 2° par rapport à l’horizontale) seulement et de déterminer la valeur par élimination, notamment en excluant certaines combinaisons de signe qui ne respectent pas la convention de signe et/ou une réalité physique (amplitude résultante R0 trop élevée). De façon avantageuse, les positions de mesure peuvent être espacées de 90°, ou de plus de 90°, ou correspondre à des positions pour lesquelles la fonction R(À) présente un maximum ou un minimum.
Quel que soit le mode de réalisation ou la variante d’exécution du procédé, les déterminations des données relatives au repère de l’oscillateur 2 (valeurs absolues de repères temporels) et/ou d’amplitudes d’oscillation de l’oscillateur 2 sont par exemple réalisées par traitement de signaux acoustiques préalablement mesurés ou acquis ou par traitement de signaux acoustiques et optiques préalablement mesurés ou acquis.
Procédés de réglage du repère
La mise au repère ou le réglage de repère est réalisée de façon systématique sur chaque mouvement horloger ou montre, soit manuellement (par exemple par un horloger lors d’un service après-vente ou dans un flux de fabrication manuelle), soit de façon automatique (par exemple sur un automate de production). Jusqu’à maintenant, l’absence de signe sur le repère a été non seulement problématique pour le réglage du repère, mais a limité également la maîtrise industrielle de cette grandeur, notamment en rendant difficile les analyses statistiques.
L’approche habituelle pour régler le repère a consisté à réaliser une série itérative de mesures acoustiques. Entre chaque mesure, le porte piton est déplacé d’un certain angle dépendant de la valeur du repère mesurée à la précédente itération, en prenant un pari sur le sens de déplacement lors du premier cycle. En réalisant une mesure du repère avant et après correction et en connaissant le sens dans lequel le porte piton a été déplacé, il est possible de déduire, dans la plupart des cas, le sens dans lequel corriger le repère. Une autre possibilité est de déplacer fortement le porte piton dans un sens de sorte qu’il n’y ait aucun doute sur le signe du repère, et ajuster le repère en conséquence. Cette façon de faire est cependant laborieuse car elle repose sur plusieurs mesures et modifications de la position du porte-piton pour arriver à la valeur souhaitée de façon itérative.
Grâce aux solutions décrites plus haut, la question du sens de déplacement du ressort-spiral peut être tranchée avant même la première itération de retouche, limitant ainsi les manipulations au porte piton. Les pièces présentant d’emblée un repère dans les tolérances n’ont pas non plus à être déréglées pour identifier le signe du repère. Pour ce faire, par exemple une série de mesures en positions verticales permet d’identifier le signe du repère comme expliqué précédemment. Exprimé en repère géométrique signé, cette mesure permet également de quantifier le repère au travers du point milieu qui reflète le comportement global du mouvement horloger.
Un mode d’exécution d’un procédé de réglage du système réglant 100 ou de l’oscillateur 2 est décrit ci-après. Le procédé de réglage comprend :
- une phase de mise en oeuvre du procédé de détermination de repère objet de l’invention, en particulier une phase de mise en oeuvre d’un mode d’exécution du procédé de détermination décrit précédemment, et
- une phase de réglage de la valeur du repère de l’oscillateur 2.
La phase de réglage de la valeur du repère comprend avantageusement un déplacement d’un support de fixation du ressort spiral relativement à l’échappement et/ou au bâti 99.
Il apparaît donc efficace :
- de mesurer le repère dans plusieurs positions verticales, par exemple quatre positions orthogonales entre elles, et
- de déterminer par calcul le repère au point milieu par ajustement d’une fonction, par exemple d’une fonction sinusoïdale, ou encore de toute fonction adaptée comme une fonction polynomiale ou de Bézier ou spline, aux points de mesure.
Ce procédé de réglage permet de régler le repère en une seule opération, sans mettre en oeuvre des essais itératifs, et en ciblant directement la bonne valeur. La correction est d’autant plus efficace en utilisant une détermination du repère géométrique signé, qui donne directement la bonne valeur angulaire et le bon sens pour la correction. Cette procédure de mesure du repère et de mise au repère en utilisant le repère signé permet de centrer les distributions à une bonne valeur, ainsi que de maîtriser et réduire les dispersions.
Le procédé de réglage décrit plus haut est robuste dans la mesure où il permet un réglage fiable et précis de n’importe quel mouvement horloger. Toutefois, ce procédé de réglage peut être amélioré (notamment en termes de temps et de moyens de mise en oeuvre) avec la connaissance de l’architecture et/ou le type d’échappement du mouvement horloger à régler.
Les travaux de la déposante permettent de prédire les évolutions de la valeur du repère d’un mouvement horloger connu en fonction du posage sur lequel repose ce mouvement horloger. Connaissant l’orientation du système réglant dans le mouvement horloger, il est possible de déterminer un posage favorable pour réaliser le réglage du repère. En particulier, le posage retenu positionne le mouvement horloger selon une orientation À connue. Il en résulte qu’il est possible de déterminer la valeur de repère optimale à régler dans une telle position, cette valeur peut être une valeur nulle, une valeur maximale, une valeur minimale ou encore toute autre valeur intermédiaire.
Pour réaliser un tel réglage, on positionne de préférence le mouvement horloger de sorte que la normale au cadran présente, avec la direction de gravitation terrestre, un angle 0 d’au moins 2°, de préférence au moins 3°. Tout angle 0 supérieur à 10°, en particulier supérieur à 30° ou supérieur à 45°, paraît particulièrement intéressant aussi d’un point de vue ergonomique pour un horloger.
Ainsi, selon un autre mode d’exécution d’un procédé de réglage du système réglant 100 ou de l’oscillateur 2, on met en oeuvre :
- une phase de positionnement du mouvement horloger dans une position prédéfinie, et
- une phase de réglage de la valeur du repère à une valeur définie, notamment à une valeur nulle ou proche de zéro, dans cette position prédéfinie.
En particulier, selon le posage retenu, contrairement à ce qui est connu de l’art antérieur, il est aussi possible de procéder à un réglage de repère en essayant d’atteindre une valeur de réglage non nulle. En profitant de l’influence de l’orientation du mouvement horloger sur la mesure du repère, il est aussi possible de spécifier l’orientation de ce dernier lors du réglage, pour qu’une cible à zéro dans cette orientation permette d’atteindre une valeur donnée du repère au point milieu.
Cet ajustement peut être mis en oeuvre pour tout type d’échappement, y compris l’échappement à ancre suisse. Il est cependant particulièrement pertinent pour les échappements à fonctionnement asymétrique pour lesquels le repère a une influence sur la marche, comme l’échappement Robin.
Ainsi, selon un autre mode d’exécution d’un procédé de réglage du système réglant 100 ou de l’oscillateur 2, on met en oeuvre :
- une phase de positionnement du mouvement horloger dans une position prédéfinie, et - une phase de réglage de la valeur du repère à une valeur non nulle dans cette position prédéfinie.
La phase de réglage de la valeur du repère comprend avantageusement un déplacement d’un support de fixation du ressort spiral relativement au bâti 99.
Avantageusement, les différents modes d’exécution du procédé de réglage peuvent être combinés.
Grâce au procédé de réglage selon l’invention, on peut positionner le mouvement horloger de sorte que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres L sur le cadran ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, et
- la projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le cadran ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, est nul ou sensiblement nul, et en conséquence, on peut mettre en oeuvre une phase de réglage de la valeur du repère où l’on tente de s’approcher le plus possible d’une valeur de réglage de repère nulle.
On peut alternativement positionner le mouvement horloger dans une autre position prédéfinie, notamment positionner le mouvement horloger de sorte que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres L sur le cadran ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, et - la projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le cadran ou sur le plan perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur ou sur le plan principal du mouvement horloger ou sur le bâti du mouvement horloger, est un angle droit ou sensiblement un angle droit, et en conséquence, on peut mettre en oeuvre une phase de réglage de la valeur du repère où l’on tente de s’approcher le plus possible d’une valeur de réglage de repère non nulle.
Par mise en oeuvre du procédé de réglage décrit précédemment, il est possible d’obtenir un mouvement horloger 200 correctement réglé ou la pièce d’horlogerie 300, notamment une montre-bracelet, correctement réglée.
Procédé de détermination d’une valeur de dérive d’une valeur du repère entre deux états
Lors d’essais ou de qualifications d’un mouvement horloger, on cherche à analyser le repère ainsi que sa dérive dans différents états, par exemple avant et après des chocs, ou avant et après une magnétisation, ou de façon plus générale avant et après une sollicitation externe ou une intervention. Ceci nécessite idéalement de connaître le signe du repère afin de déterminer l’amplitude et le sens de la dérive ou déplacement. Dans ce cas, il n’est pas envisageable de déplacer le porte-piton pour déterminer le signe et la valeur du repère, et seule la valeur absolue du repère pouvait être mesurée jusqu’ici. Ce manque de connaissance au niveau du signe était une problématique majeure. Par exemple, une mesure dans deux états pouvait entraîner une conclusion de dérive nulle alors que le repère s’était en réalité déplacé du double de sa valeur initiale en changeant de signe. Plus embêtant encore, l’aspect aléatoire au niveau du signe de la valeur de dérive ne permettait pas de mettre ce résultat en lien avec les phénomènes physiques liés aux chocs (déformation du spiral, déplacement du porte piton, etc.). L’utilité de connaître le signe des valeurs de repère apparaît ici clairement.
Ainsi, un mode d’exécution d’un procédé de détermination d’une valeur de dérive d’un mouvement horloger après un choc ou une magnétisation, comprend une phase de détermination de la valeur du repère de l’oscillateur 2 mettant en oeuvre le procédé de détermination du repère décrit plus haut. De préférence, on exécute deux phases de détermination de la valeur du repère de l’oscillateur 2 mettant en oeuvre le procédé de détermination du repère décrit plus haut, une première phase avant le choc ou la magnétisation et une deuxième phase après le choc ou la magnétisation.
Procédé de détermination d’une géométrie (préalablement inconnue) d’un agencement d’un oscillateur dans un mouvement horloger
Les variations de la valeur du repère en fonction des positions du mouvement horloger relativement à la direction de la gravitation terrestre sont liées aux jeux dans le système réglant 100, en particulier au jeu radial de l’axe de balancier. Les pivots de balancier, sous l’effet de la gravité, prennent position dans leurs pierres selon l’orientation du mouvement horloger. Comme le montre la figure 4, ce déplacement du pivot du centre CO à la position C1 , caractérisé par le demi-jeu de pivot m, modifie alors la direction de la ligne d’échappement et donc le repère. Si les variations de repère s’expliquent théoriquement par le jeu de pivot, alors une méthodologie inverse permet de calculer ce jeu à partir de mesures du repère.
À partir de l’illustration en figure 4, une relation simple entre le jeu de pivot et le repère est donnée par : P=arctan(m/I) avec :
P : l'angle relatif entre la ligne des centres et le point neutre pour un déplacement d'un demi-jeu radial (ce qui correspond à l'amplitude de la fonction sinusoïdale définissant le repère géométrique signé), m : le demi jeu radial de pivot,
I : la distance entre l'axe du pivot de balancier et la cheville de plateau.
Pour des valeurs nominales de 8 pm pour m et de 0.6 mm pour I, l’application numérique donne (3=0.76°, ce qui correspond à une valeur tout à fait usuelle.
La relation simple ci-dessus suppose que les pivots sont cylindriques, et peut être développée pour tenir compte de la conicité des pivots et par conséquent permet aussi de déduire l’ébat axial de l’axe de balancier.
Alternativement, si le diamètre du trou des pierres de pivotement est précisément connu, il est aussi possible de déduire le diamètre des pivots de balancier à partir de mesures de repère.
Ainsi, dans un mode d’exécution d’un procédé de détermination d’une géométrie d’un agencement d’un oscillateur 3 dans un mouvement horloger 2, le procédé comprend :
- une phase de détermination d’une fonction définissant la valeur du repère selon la position du mouvement horloger mettant en oeuvre le procédé de détermination de valeur de repère décrit plus haut, et
- une phase d’utilisation de la fonction pour déterminer, notamment par calcul, une valeur représentative du jeu radial de pivotement de l’oscillateur 2 et/ou une valeur représentative de l’ébat axial de l’axe de balancier et/ou une valeur représentative du diamètre des pivots de balancier.
Par exemple, en mettant en oeuvre le procédé de détermination de valeur de repère décrit plus haut, il est possible de déterminer la valeur de l’amplitude de la fonction sinusoïdale évoquée précédemment. Puis, à partir de la valeur maximale de repère angulaire et de la connaissance de la distance entre l'axe du pivot de balancier et la cheville de plateau, il est possible de déterminer la valeur du jeu de pivotement de l’oscillateur à l’aide de la formule p=arctan(m/l).
On peut substituer la notion de « bâti » utilisée dans ce document par la notion de « module », par exemple si le système oscillateur-échappement est monté et/ou réglé sur un module horloger destiné à être assemblé ultérieurement sur un bâti.
Dans tout ce document, pour ne pas alourdir les formulations, le terme « repère » peut être utilisé pour signifier « valeur de repère ».
Dans tout ce document, par « plan du mouvement horloger » ou « plan principal du mouvement horloger », nous entendons un plan perpendiculaire aux axes des mobiles du rouage de finissage. Ce plan est par exemple perpendiculaire à l’axe de pivotement de l’oscillateur. Ce plan est de préférence le plan selon lequel s’étend le mouvement horloger. Par exemple, ce plan est :
- tangent à la plus grande surface du bâti orientée perpendiculairement aux axes des mobiles du rouage de finissage, ou
-passe par le lieu du bâti au niveau duquel on positionne le cadran. Par « déterminer une valeur », on entend un ensemble d’au moins une étape permettant d’établir une valeur ou de quantifier une chose ou un phénomène. Ces étapes incluent :
- au moins une mesure, et/ou - au moins un calcul, et/ou
- au moins un traitement mathématique ou logique ou informatique.
Par « déterminer une fonction >>, on entend un ensemble d’au moins une étape permettant d’établir ou de définir la fonction, notamment la fonction mathématique, notamment et plus précisément les coefficients et/ou constantes de ladite fonction. Ces étapes incluent :
- au moins une mesure, et/ou
- au moins un calcul, et/ou
- au moins un traitement mathématique ou logique ou informatique.

Claims

45
Revendications :
1. Procédé de détermination, notamment de calcul, d’une valeur de repère d’un oscillateur (2), notamment d’un oscillateur balancier (21 )- spiral (22), dans un mouvement horloger (200), le procédé comprenant au moins les étapes suivantes :
Mettre l’oscillateur en mouvement d’oscillation relativement à un bâti (99) du mouvement horloger,
Positionner le mouvement horloger dans au moins deux positions déterminées par rapport à la direction de gravitation terrestre,
Pour chaque position, déterminer une donnée relative au repère de l’oscillateur (2),
Utiliser les données de l’étape précédente pour déterminer une valeur du repère de l’oscillateur (2), notamment une valeur orientée du repère et/ou une fonction définissant la valeur orientée du repère selon la position du mouvement horloger par rapport à la direction de gravitation terrestre.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la valeur de repère est une valeur temporelle.
3. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’oscillateur comprend un axe d’oscillation formant un angle d’au moins 2° ou d’au moins 3° avec la direction de gravitation terrestre :
- dans une des positions de l’étape de positionnement du mouvement horloger, ou
- dans certaines des positions de l’étape de positionnement du mouvement horloger, ou 46
- dans toutes les positions de l’étape de positionnement du mouvement horloger. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une des positions déterminées est telle que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres (L) sur un plan (P) du mouvement horloger, et
- une projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre sur le plan (P) du mouvement horloger, est nul ou a une valeur absolue inférieure à 5° ou a une valeur absolue inférieure à 10°, et/ou en ce qu’au moins une des positions déterminées est telle que l’angle entre :
- la projection orthogonale de la ligne des centres (L) sur le plan (P) du mouvement horloger, et
- une projection orthogonale de la direction de gravitation terrestre ou sur le plan (P) du mouvement horloger, vaut 90° ou a une valeur absolue comprise entre 85° et 95° ou a une valeur absolue comprise entre 80° et 100°. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins deux positions déterminées sont des positions verticales du mouvement horloger et/ou sont des positions présentant un angle d’environ 90° entre elles autour d’un axe perpendiculaire au bâti. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fonction définissant la valeur orientée du repère selon la position du mouvement horloger est définie comme une fonction 47 sinusoïdale ou une fonction polynomiale ou une fonction de Bézier ou une fonction spline correspondant au mieux aux données relatives au repère de l’oscillateur.
7. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend une étape de détermination d’une amplitude d’oscillation de l’oscillateur (3).
8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend une étape d’utilisation de l’amplitude d’oscillation de l’oscillateur (2) pour déterminer une valeur angulaire du repère.
9. Procédé selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les déterminations des données relatives au repère de l’oscillateur (2) et/ou d’amplitudes d’oscillation de l’oscillateur (2) sont réalisées par traitement de signaux acoustiques ou par traitement de signaux acoustiques et optiques.
10. Procédé de réglage d’un oscillateur (2), caractérisé en ce qu’il comprend une phase de mise en oeuvre du procédé selon l’une des revendications précédentes et une phase de réglage de la valeur du repère de l’oscillateur (2).
1 1 . Procédé de réglage d’un oscillateur (2), caractérisé en ce qu’il comprend une phase de positionnement du mouvement horloger dans une position prédéterminée et une phase de réglage de la valeur du repère à une valeur nulle ou à une valeur non nulle dans cette position prédéterminée. Procédé de réglage selon la revendication 10 ou 1 1 , caractérisé en ce que la phase de réglage de la valeur du repère comprend un déplacement d’un support de fixation d’un ressort spiral relativement à un bâti (99). Procédé de détermination d’une dérive d’un mouvement horloger entre deux états, notamment après un réglage ou un choc ou une magnétisation, comprenant une phase de détermination de la valeur du repère d’un oscillateur (2) mettant en oeuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 9. Procédé de détermination d’une géométrie d’un agencement d’un oscillateur (3) dans un mouvement horloger (2), le procédé comprenant :
- une phase de détermination d’une fonction définissant la valeur du repère selon la position du mouvement horloger mettant en oeuvre le procédé selon l’une des revendications 1 à 9, et
- une phase d’utilisation de la fonction pour déterminer, notamment par calcul, une valeur représentative du jeu radial de pivotement de l’oscillateur (2) et/ou une valeur représentative de l’ébat axial de l’axe de balancier et/ou une valeur représentative du diamètre des pivots de balancier. Mouvement horloger (200) obtenu par la mise en oeuvre du procédé de réglage selon l’une des revendications 10 à 12. Pièce d’horlogerie (300), notamment montre-bracelet, comprenant un mouvement horloger (200) selon la revendication précédente.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1285877A (fr) * 1961-04-10 1962-02-23 Greiner Electronic A G Procédé d'équilibrage de systèmes oscillants pour mouvements d'horlogerie
EP2570868A1 (fr) 2011-09-13 2013-03-20 Patek Philippe SA Genève Pièce pour mouvement d'horlogerie, mouvement d'horlogerie et pièce d'horlogerie
WO2014001341A1 (fr) * 2012-06-26 2014-01-03 Rolex Sa Procédé de détermination d'une caractéristique de balourd d'un oscillateur
EP3136189A1 (fr) * 2015-08-24 2017-03-01 Rolex Sa Procédé de contrôle chronométrique d'une pièce d'horlogerie
EP3486734A1 (fr) * 2017-11-15 2019-05-22 Montres Breguet S.A. Controle chronometrique

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1285877A (fr) * 1961-04-10 1962-02-23 Greiner Electronic A G Procédé d'équilibrage de systèmes oscillants pour mouvements d'horlogerie
EP2570868A1 (fr) 2011-09-13 2013-03-20 Patek Philippe SA Genève Pièce pour mouvement d'horlogerie, mouvement d'horlogerie et pièce d'horlogerie
WO2014001341A1 (fr) * 2012-06-26 2014-01-03 Rolex Sa Procédé de détermination d'une caractéristique de balourd d'un oscillateur
EP3136189A1 (fr) * 2015-08-24 2017-03-01 Rolex Sa Procédé de contrôle chronométrique d'une pièce d'horlogerie
EP3486734A1 (fr) * 2017-11-15 2019-05-22 Montres Breguet S.A. Controle chronometrique

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