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EP3044637A1 - Resonateur de mouvement d'horlogerie et ensemble comprenant un tel resonateur et un mecanisme d'echappement - Google Patents

Resonateur de mouvement d'horlogerie et ensemble comprenant un tel resonateur et un mecanisme d'echappement

Info

Publication number
EP3044637A1
EP3044637A1 EP14708070.9A EP14708070A EP3044637A1 EP 3044637 A1 EP3044637 A1 EP 3044637A1 EP 14708070 A EP14708070 A EP 14708070A EP 3044637 A1 EP3044637 A1 EP 3044637A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spring member
resonator according
pinion
resonator
balance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14708070.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Dominique Renaud
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dominique Renaud SA
Original Assignee
Dominique Renaud SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dominique Renaud SA filed Critical Dominique Renaud SA
Publication of EP3044637A1 publication Critical patent/EP3044637A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/045—Oscillators acting by spring tension with oscillating blade springs

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking. It relates to "more particularly, to a resonator of the watch movement and an assembly comprising such a resonator and an exhaust mechanism. Also, this assembly comprises a balance associated with a spring to form the resonator, and an escape wheel for receiving a torque provided by a spring-type energy spring barrel.
  • the rocker and the escape wheel are connected by an alternating stop and transmission system arranged to intermittently block the escape wheel and release under the action of the pendulum and to transmit to the pendulum a parcel of energy to maintain its oscillations.
  • the escapement is an essential part of mechanical clockwork movements. It is generally placed between a transmission member (gear train) which transmits a torque supplied by the power source and a resonator which defines the regulating member, in order to maintain and count the oscillations of the regulating member.
  • a transmission member train
  • resonator which defines the regulating member
  • the regulating member is a balance-spiral.
  • Current spirals have the disadvantage of developing eccentrically during their expansion and during their contraction.
  • Some oscillators work without spirals, but their system is partly magnetic.
  • the spiral is replaced by magnets that oppose and repel each other.
  • it is the balance and the hairspring that no longer exist and are replaced by a resonator using a magnetic rotor and a sound frequency oscillator.
  • the present invention aims to provide an oscillator exhaust assembly without 100% mechanical spiral.
  • the invention relates to a clock movement resonator comprising:
  • a spring member exerting a restoring force on the moving part.
  • the invention also relates to a similar resonator, but wherein said moving part comprises an inertial mass which acts as a pendulum.
  • the spring is not a spiral spring.
  • the invention also relates to an assembly comprising an exhaust mechanism and a mechanical resonator as presented in the preceding paragraphs, comprising an escape wheel for receiving a torque provided by a power source, the balance and the escape wheel being intended to be connected by an alternating stop and transmission system arranged to intermittently block the escape wheel and release under the action of the balance and to transmit to the balance a parcel of energy to maintain his oscillations
  • an exhaust mechanism and a mechanical resonator as presented in the preceding paragraphs, comprising an escape wheel for receiving a torque provided by a power source, the balance and the escape wheel being intended to be connected by an alternating stop and transmission system arranged to intermittently block the escape wheel and release under the action of the balance and to transmit to the balance a parcel of energy to maintain his oscillations
  • FIG. 1 represents a first embodiment of an assembly comprising an escape mechanism and a mechanical oscillator according to the invention
  • FIGS. 2a, 2b and 2c provide chronological views of the assembly of FIG. 1, at different stages of its operation
  • FIG. 3 illustrates a second embodiment of the assembly according to the invention
  • FIG. 4 to 12 provide illustrations of different variants of a clockwork resonator according to the invention.
  • the invention relates to an assembly formed of an escapement mechanism and a resonator comprising a mechanical oscillator, taking the usual form of a balance wheel 10.
  • the exhaust mechanism is intended to maintain the oscillations of the balance wheel 10 by transmitting a parcel of energy supplied by an energy source not shown.
  • This energy source can be, conventionally, a barrel.
  • This energy source is kinematically connected to an escape wheel 12.
  • An alternative stop and transmission system 14 is arranged between the rocker 10 and the escape wheel 12 to block the latter intermittently and release it under the action of the pendulum 10.
  • the alternative stop and transmission system 14 is a pivotally mounted anchor and provided with an input pallet 6a and an output pallet 16b for cooperating with the teeth of the escape wheel 12.
  • the pallets 16a and 16b are situated at a different level from the general plane of the anchor. They are realized in the form of cylindrical rollers mounted free to rotate on an axis 18a, 18b disposed orthogonally to the general plane of the anchor. These rollers, capable of rotating, substantially reduce the friction between the escape wheel 12 and the anchor, replacing a portion of the slides by rotations.
  • the vanes 16a, 16b are arranged to perform the conventional functions of a conventional exhaust: stop, release, pulse, as will be detailed hereinafter with reference to Figures 2a, 2b and 2c.
  • an intermediate mobile 20 is mounted freely in rotation. It is pivoted on a pivot whose position is fixed with reference to the axis of the balance 10.
  • This intermediate mobile 20 is here represented in the form of a truncated wheel so as to leave the other elements of the exhaust visible, but it can also be a complete wheel.
  • the term mobile intermediate must be interpreted broadly which also includes a moving part without pivot.
  • the intermediate mobile 20 is provided with a peripheral toothing 22, arranged to be connected kinematically with a pinion 24 coaxial and integral with the rocker 10. The intermediate mobile 20 can be engaged directly with the pinion 24 or via a or several referrals forming a reduction train.
  • the intermediate mobile 20 is subjected to the action of a spring member 26 to form a resonator with the balance 10.
  • the spring member 26 connects the intermediate mobile 20 and the stop system. alternating and transmission 14. More particularly, a first end of the spring member 26 is fixed on the anchor 14, for example by a clamping pin 28, and on the intermediate mobile 20, by a type of fastening system piton 30.
  • the spring member 26 may be made of any material, it may be a rolled wire spring, a coil spring or a profile cut corn is not a spiral spring.
  • the introduction of a gear ratio between the rocker 10 and the intermediate mobile 20 has the consequence of reducing the amplitude of this intermediate mobile, which allows to do without a hairspring.
  • the spring member 26 may optionally be assimilated to a turn portion, but which defines an angle less than 180 °, It is arranged so that, in the rest position, the center line which connects the axes of the wheel 12, the anchor and the balance 10, is substantially located in the center of the useful portion of the peripheral toothing 22 of the intermediate mobile 20.
  • the spring member 26 is likely to be deformed in tension and in compression by relative to its rest position.
  • the spring member 26 thus allows to connect in rotation, but with a temporal and spatial shift due to its deformation, the anchor and the intermediate mobile.
  • An adjustment system 32 may be further provided to adjust the extreme positions of the anchor.
  • the adjustment system 32 comprises a first 32a and a second spring blades 32b, respectively intended for adjusting the first and second extreme positions of the anchor 14, cooperating with a tail 34 that includes the 'anchor.
  • the position of the spring blades 32a, 32b can be adjusted by an eccentric 35.
  • the advantage of the spring blades 32a, 32b is that their effect is adjusted as a function of the amplitude variations related to the decrease in the torque transmitted by the source of the spring. 'energy.
  • the spring blades 32a, 32b can limit and absorb a greater amplitude of the movements of the anchor.
  • the spring blades 32a, 32b are less stressed. Any type of limiting and absorbing abutments could be used in place of spring blades 32a and 32b.
  • FIG. 3 proposes a second embodiment of the invention.
  • the intermediate mobile 20 kinematically connected to the pinion 24 integral with the rocker 10, the intermediate mobile 20 being subjected to the action of the spring member 26 to form a resonator with the pendulum 10.
  • the intermediate mobile 20 and the alternative stop and transmission system 14 are mounted along two different axes.
  • the intermediate mobile may be only partially toothed, depending on the amplitude provided for its rotation and the part of its periphery that will be used.
  • the spring member 26 connects, at one end, the intermediate mobile 20 and, at the other end, an attachment point 36.
  • This attachment point 36 is preferably a mobile pin associated with a racket of conventional type, except that the cock is not mounted on the axis of the balance 10, but on a cock bridge independent of the balance 10. It can thus adjust the active length of the spring member .
  • Such an arrangement of the intermediate mobile 20 makes it possible to accommodate an alternative stop system and transmission 14 of conventional type. In the example, there is shown a Swiss lever escapement, but one could also consider a relaxation exhaust or other exhaust. Similarly, all the frequencies are conceivable. It is also possible to replace the conventional rocker 10 with a flywheel, circular or cylindrical having the same function.
  • This regulator can be inclined at any angle relative to the movement, the teeth connecting the regulator and the intermediate mobile being adjusted to ensure good cooperation between these elements, whatever the relative angle between them,
  • the intermediate mobile 20 is balanced.
  • Figure 12 proposes a third embodiment of the invention in which two moving parts 20 are pivotally mounted on either side of the pinion 24.
  • Each of the moving parts 20 have a toothing 22 in engagement with the pinion 24 so that the moving parts 20 pivot in opposition of phase.
  • a spring member 26 connects the two moving parts 20 so as to exert a restoring force tending to bring the moving parts 20 and the pinion 24 into a rest position corresponding to the neutral position of the balance 10.
  • the assembly formed by the two moving parts 20, the balance 10 and the spring member 26 thus forms a resonator.
  • the spring member 26 is constituted by a coil spring working in tension but any other form of spring member working in traction or compression could be considered.
  • FIG 4 there is shown a variant of a resonator according to another aspect of the invention.
  • a rocker 10 with a pinion 24 which is integral and coaxal.
  • the mobile having the peripheral toothing 22 is here a moving part 20 devoid of pivot. This configuration is therefore particularly interesting from the point of view of friction. More particularly, the movable part 20 is suspended at one end of the spring member 26, which it can form an extension
  • the movable part is connected to a frame 40 by the spring member 26 which is formed by a plurality of flexible arms.
  • the spring member 26 which is formed by a plurality of flexible arms.
  • the flexible arms When the flexible arms are at rest, they are arranged parallel to each other and the pinion 24 meshes with the peripheral toothing 22 substantially in the middle of the latter.
  • the flexible arms are arranged so that the peripheral toothing 22 is movable in translation, according to oscillations of the balance.
  • the movable part 20 is connected to a central portion 41 by a plurality of flexible arms.
  • the moving part 20 can thus be connected by a first pair of flexible arms 26a arranged perpendicularly with reference to the peripheral teeth 22.
  • the flexible arms 26a of this first pair join a connecting amount 42 parallel to the teeth 22, and from which a second pair of flexible arms 26b joined the frame 40 or the central portion 41, parallel to the flexible arms 26a of the first pair.
  • the flexible arms deform according to different behaviors for each pair, allowing the peripheral toothing 22 to translate.
  • the peripheral toothing therefore follows a rectilinear trajectory.
  • the moving part and the flexible blades can be made monolithically, by microfabrication techniques, for example based on thermocompensated silicon, diamond, ruby.
  • the moving part 20 and the assembly that it forms with the spring member 26 could be made in a composite manner using different materials adapted to each of the functions of the different parts.
  • a material with a low coefficient of friction could be used to make the toothing 22, and a material with a high yield of flexibility to realize the flexible arms, each element being reported by appropriate fastening means.
  • the moving parts 20 are positioned on either side of a plane passing through the pinion and perpendicular to the plane of the beam. The moving parts thus act in opposition of phase. They are symmetrical and connected to the same frame 40,
  • the resonator is provided with flexible arms, as for the variant of Figure 4, but in this example, it comprises only one piece mobile.
  • the pairs of flexible arms 26a and 26b extend in two superimposed planes.
  • the movable part 20 may be simply located at the end of a spring blade 26 recessed on the frame.
  • the peripheral toothing 22 is then capable of moving in a rotation centered on the embedding point 23.
  • the moving part 20 and the spring member 26 can be made monolithically.
  • a single moving part 20 is engaged with the pinion 24, while in the examples of FIGS. 8 and 9, two moving parts 20, balanced in mass, meshing with the pinion 24, and act in opposition to the phase .
  • an adjustment device comprising two racket type pins or micrometric stops or other adjustable stops, coming from either side of the elastic arm 26 to change the active length of the elastic arm and thus vary the oscillation period of the resonator.
  • the arrangements with two moving parts 20 working in opposite phase can compensate for the effects of gravity on the moving parts 20 when they are in the vertical position.
  • the compensation of the effects of gravity could also be obtained by a different number of moving parts. For example, one could consider three moving parts moving in translation or rotation and regularly arranged in three directions spaced 120 °.
  • the number and arrangement of springs and moving parts are not limited to the examples presented.
  • a movable part has an opening 25 in which is disposed the pinion 24, one of the inner faces of the opening being provided with a rack 22.
  • This opening 25 also limits the displacements of the moving part 20 relative to the pinion 24 in the directions perpendicular to the axis of the pinion 24, in particular in the directions perpendicular and parallel to the rack 22. This makes it possible to avoid an accidental jump. a tooth of the toothing 22 on the pinion 24 which would cause a desynchronization at the exhaust, and also limit the maximum bending applicable to the elastic arms 26.
  • the position of the spring member 26 can be adjusted by means of eccentric adjustment to adjust the penetration of the toothing 22 radially relative to the pinion 24 and position the toothing 22 tangentially relative to the pinion 24 for perform the benchmark setting of the pendulum.
  • the contact surfaces of the components of the invention for example the pinion 24, the toothing 22, the moving part 20, the flexion limitation means formed by the limiting planes and by the apertures 25, articulated elements and pi voted on the anchor 14 may be made using hard coating technologies resistant anti-friction type of NFC (Near Frictionless Coating) DLC, Black top, or galvanic deposits and other suitable technologies to reduce friction.
  • NFC Near Frictionless Coating
  • the escape wheel can be positioned with great flexibility relative to the balance 10, thus providing many opportunities for the skilled person to build his exhaust.
  • the moving parts 20 also have their own inertia which is added to that of the balance 10. By increasing the mass or the number of moving parts 20, depending on the desired frequency and the idea of achieving high frequencies, it is possible, for all the embodiments presented, to reduce the size of the balance 10 or to remove it completely. In the case where the pendulum is removed, it is the moving parts 20 which play the role of the balance 10 and form a resonator with the spring member 26. To do this, can be added to the moving part 20 an inertial mass 21. This allows, in embodiments where the moving part is suspended, to increase the mass of the moving part while retaining the advantages of microfabrication, with a moving part and monolithic springs.
  • the assembly according to the invention allows to introduce a gear ratio between the rocker 10 and the intermediate mobile. Consequently, the amplitude of the intermediate mobile 20 can be reduced, which therefore makes it possible to dispense with a spiral. It avoids all the disadvantages of spirals, including its adjustment, its asymmetry ...

Landscapes

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Abstract

La demande concerne un résonateur de mouvement d'horlogerie comprenant : • - un balancier (10), • - un pignon (24) monté coaxial et solidaire au balancier, • - au moins une pièce mobile (20) comportant une denture en prise avec le pignon, et • - un organe ressort (26) exerçant une force de rappel sur la pièce mobile, l'organe ressort n'étant pas un ressort spiral. La demande concerne également un résonateur de mouvement d'horlogerie comprenant • - un pignon (24), • - au moins une pièce mobile (20) comportant une denture en prise avec le pignon, et • - un organe ressort (26) exerçant une force de rappel sur la pièce mobile (20) dans lequel l'organe ressort n'est pas une ressort spiral, la pièce mobile comportant une masse inertielle et jouant le rôle de balancier.

Description

Description
RESONATEUR DE MOUVEMENT D'HORLOGERIE ET
ENSEMBLE COMPRENANT UN TEL RESONATEUR ET UN MECANISME
D'ECHAPPEMENT
Domaine technique
[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne» plus particulièrement, un résonateur de mouvement d'horlogerie et un ensemble comprenant un tel résonateur et un mécanisme d'échappement. Aussi, cet ensemble comporte un balancier associé à un ressort pour former le résonateur, et une roue d'échappement destinée à recevoir un couple fourni par une source d'énergie de type ressort de barillet.
[0002] Le balancier et la roue d'échappement sont reliés par un système d'arrêt alternatif et de transmission agencé pour bloquer de manière intermittente la roue d'échappement et la libérer sous l'action du balancier et pour transmettre au balancier une parcelle d'énergie pour entretenir ses oscillations.
Etat de (a technique
[0003] L'échappement est une partie essentielle des mouvements d'horlogerie mécanique. Il est généralement placé entre un organe de transmission (rouage) qui transmet un couple fourni par la source d'énergie et un résonateur qui définit l'organe régulateur, afin d'entretenir et de compter les oscillations de l'organe réglant.
[0004] Dans les mouvements actuels, hormis les mouvements d'horloge et de pendule équipés d'un balancier pendulaire, l'organe réglant est un balancier- spiral. Les spiraux actuels présentent l'inconvénient de se développer excentriquement pendant leur expansion et pendant leur contraction.
[0005] Ce défaut provoque un déséquilibre et des pressions sur les pivots, qui se traduisent par des écarts de marche.
[0006] De plus, il est toujours difficile de maîtriser la fabrication des spiraux au niveau industriel. Les efforts à mettre en œuvre pour disposer du savoir-faire et des technologies nécessaires à une production industrielle fiable, sont très importants.
[0007] Certains oscillateurs fonctionnent sans spiraux, mais leur système est en partie magnétique. Dans un premier cas, le spiral est remplacé par des aimants qui s'opposent et se repoussent. Dans un autre cas, c'est le balancier et le spiral qui n'existent plus et sont remplacés par un régulateur résonique utilisant un rotor magnétique et un oscillateur à fréquence sonore.
[0008] Ces systèmes en partie magnétiques sortent du cercle des mouvements purement mécaniques, La présente invention a pour but de proposer un ensemble échappement oscillateur sans spiral 100% mécanique.
Divulguation de l'invention
[0009] De façon plus précise, l'invention concerne un résonateur de mouvement d'horlogerie comprenant :
- un balancier,
- un pignon monté coaxial et solidaire au balancier,
- au moins une pièce mobile comportant une denture en prise avec le pignon, et
- un organe ressort exerçant une force de rappel sur la pièce mobile.
[0010] L'invention concerne également un résonateur similaire, mais dans lequel ladite pièce mobile comporte une masse inertielle qui joue le rôle d'un balancier.
[0011] Dans ces deux cas, le ressort n'est pas un ressort spiral.
[0012] L'invention concerne également un ensemble comprenant un mécanisme d'échappement et un résonateur mécanique tel que présenté dans tes paragraphes précédents, comprenant une roue d'échappement destinée à recevoir un couple fourni par une source d'énergie, le balancier et la roue d'échappement étant destinés à être reliés par un système d'arrêt alternatif et de transmission agencé pour bloquer de manière intermittente la roue d'échappement et la libérer sous l'action du balancier et pour transmettre au balancier une parcelle d'énergie pour entretenir ses oscillations [0013] Les revendications dépendantes proposent d'autres caractéristiques de l'invention.
Brève description des dessins
[0014] D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel :
- la figure 1 représente un premier mode de réalisation d'un ensemble comprenant un mécanisme d'échappement et un oscillateur mécanique selon l'invention,
- les figures 2a, 2b et 2c proposent des vues chronologiques de l'ensemble de la figure 1 , à différentes étapes de son fonctionnement,
- la figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation de l'ensemble selon l'invention, et
- les figures 4 à 12 proposent des illustrations de différentes variantes d'un résonateur de mouvement d'horlogerie selon l'invention.
Mode de réalisation de l'invention
[0015] L'invention concerne un ensemble formé d'un mécanisme d'échappement et d'un résonateur comportant un oscillateur mécanique, prenant la forme usuelle d'un balancier 10. Le mécanisme d'échappement est destiné à entretenir les oscillations du balancier 10 en lui transmettant une parcelle d'énergie fournie par une source d'énergie non représentée. Cette source d'énergie peut être, de manière classique, un barillet.
[0016] Cette source d'énergie est reliée cinématiquement à une roue d'échappement 12. Un système d'arrêt alternatif et de transmission 14 est agencé entre le balancier 10 et la roue d'échappement 12 pour bloquer cette dernière de manière intermittente et la libérer sous l'action du balancier 10.
[0017] Dans le mode de réalisation de la figure 1 , le système d'arrêt alternatif et de transmission 14 est une ancre montée pivotante et dotée d'une palette d'entrée 6a et d'une palette de sortie 16b destinées à coopérer avec les dents de la roue d'échappement 12. Dans cette variante, les palettes 16a et 16b sont situées à un niveau différent du plan général de l'ancre. Elles sont réalisées sous la forme de galets cylindriques montés libres en rotation sur un axe 18a, 18b disposé orthogonalement au plan général de l'ancre. Ces galets, susceptibles de tourner, diminuent sensiblement les frottements entre la roue d'échappement 12 et l'ancre, en remplaçant une partie des glissements par des rotations. Les palettes 16a, 16b sont agencées de manière à réaliser les fonctions classiques d'un échappement conventionnel : arrêt, dégagement, impulsion, comme on le détaillera ci- après en référence aux figures 2a, 2b et 2c.
[0018] Coaxialement à l'ancre 14, un mobile intermédiaire 20 est monté libre en rotation. Il est pivoté sur un pivot dont la position est fixe en référence à l'axe du balancier 10. Ce mobile intermédiaire 20 est ici représenté sous la forme d'une roue tronquée afin de bien laisser visible les autres éléments de l'échappement, mais il peut également s'agir d'une roue complète. Comme on le verra ci-après, le terme de mobile intermédiaire doit s'interpréter de manière large qui englobe également une pièce mobile sans pivot. Le mobile intermédiaire 20 est doté d'une denture périphérique 22, agencée pour être reliée cinématiquement avec un pignon 24 coaxial et solidaire du balancier 10. Le mobile intermédiaire 20 peut être en prise directement avec le pignon 24 ou par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs renvois formant un train de réduction.
[0019] Le mobile intermédiaire 20 est soumis à l'action d'un organe ressort 26 pour former un résonateur avec le balancier 10. Dans ce mode de réalisation, l'organe ressort 26 relie le mobile intermédiaire 20 et le système d'arrêt alternatif et de transmission 14. Plus particulièrement, une première extrémité de l'organe ressort 26 est fixée sur l'ancre 14, par exemple par un plot de serrage 28, et sur le mobile intermédiaire 20, par un système d'attache de type piton 30.
[0020] L'organe ressort 26 peut être fait en tout matériau, il peut être un ressort fil laminé, un ressort boudin ou un profil découpé maïs il n'est pas un ressort spiral. L'introduction d'un rapport de démultiplication entre le balancier 10 et le mobile intermédiaire 20 a comme conséquence, de réduire l'amplitude de ce mobile intermédiaire, ce qui permet donc de se passer d'un spiral. L'organe ressort 26 peut éventuellement être assimilé à une portion de spire, mais qui définit un angle inférieur à 180°, II est agencé de manière à ce que, en position de repos, la ligne des centres qui relie les axes de la roue d'échappement 12, de l'ancre et du balancier 10, soit sensiblement située au centre de la partie utile de la denture périphérique 22 du mobile intermédiaire 20. L'organe ressort 26 est susceptible d'être déformé en traction et en compression par rapport à sa position de repos.
[0021] L'organe ressort 26 permet donc de relier en rotation, mais avec un décalage temporel et spatial dû à sa déformation, l'ancre et le mobile intermédiaire.
[0022] Un système de réglage 32 peut encore être prévu pour ajuster les positions extrêmes de l'ancre. De manière avantageuse, dans la variante proposée, le système de réglage 32 comprend une première 32a et une deuxième 32b lames ressort, respectivement destinées au réglage des première et deuxième positions extrêmes de l'ancre 14, en coopérant avec une queue 34 que comporte l'ancre. La position des lames ressort 32a, 32b peut être ajustée par un excentrique 35. L'intérêt des lames ressort 32a, 32b est que leur effet s'ajuste en fonction des variations d'amplitude liées à la diminution du couple transmis par la source d'énergie. Ainsi, lorsque la source d'énergie est armée au maximum, les lames ressort 32a, 32b peuvent limiter et absorber une amplitude supérieure des déplacements de l'ancre. Lorsque la source d'énergie est moins armée, les lames ressort 32a, 32b sont moins sollicitées. Tout type de butées de limitation et d'absorption pourrait être utilisé à la place des lames ressort 32a et 32b.
[0023] En fonctionnement, on peut voir sur la figure 2a la roue d'échappement 12 en position d'arrêt sur la palette de sortie 16b. L'ancre est en appui sur la première lames ressort 32a. Le balancier 10 effectue son alternance dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, entraînant le mobile intermédiaire 20 également dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Sous l'action conjuguée du déplacement du mobile intermédiaire 20 et de l'organe ressort 26, l'ancre pivote également dans le sens inverse des aiguilles d'une montre et libère la roue d'échappement 12. Dans la phase de dégagement (fig. 2b), la roue d'échappement 12 effectue l'impulsion sur la palette de sortie 16b. On ne peut toutefois clairement identifier les deux phases sur les dessins, étant donné qu'il n'y a pas de plans distincts, au sens usuel du terme. Puis, la roue d'échappement 12 chute sur la palette d'entrée 16a pour être à nouveau au repos. L'ancre est maintenant en appui sur la deuxième lame- ressort 32b.
[0024] Suivant la qualité et la précision désirées, on pourra ajouter un système spécialement adapté pour favoriser le dégagement des palettes, de type fourchette sur l'ancre 14, et cheville sur un plateau monté solidaire sur l'axe du balancier 10 ou monté sur un autre mobile relié au balancier par un engrenage.
[0025] La figure 3 propose un deuxième mode de réalisation de l'invention. On retrouve, comme dans le mode de réalisation ci-dessus, le mobile intermédiaire 20 relié cinématiquement au pignon 24 solidaire du balancier 10, le mobile intermédiaire 20 étant soumis à l'action de l'organe ressort 26 pour former un résonateur avec le balancier 10. Cependant, dans ce mode de réalisation, le mobile intermédiaire 20 et le système d'arrêt alternatif et de transmission 14 sont montés selon deux axes différents. Le mobile intermédiaire peut n'être que partiellement denté, en fonction de l'amplitude prévue pour sa rotation et de la partie de sa périphérie qui sera utilisée.
[0026] L'organe ressort 26 relie, par une première extrémité, le mobile intermédiaire 20 et, par l'autre extrémité, un point d'attache 36. Ce point d'attache 36 est, de préférence, un piton mobile associé à une raquette de type conventionnel, si ce n'est que le coq n'est pas monté sur l'axe du balancier 10, mais sur un pont de coq indépendant du balancier 10. On peut ainsi régler la longueur active de l'organe ressort. Une telle disposition du mobile intermédiaire 20 permet de s'accommoder d'un système d'arrêt alternatif et de transmission 14 de type conventionnel. Dans l'exemple, on a représenté un échappement à ancre suisse, mais on pourrait aussi envisager un échappement à détente ou tout autre échappement. De même, toutes les fréquences sont envisageables. Il est également possible de remplacer le balancier 10 conventionnel par un volant d'inertie, de forme circulaire ou cylindrique ayant la même fonction. Ce régulateur peut être incliné selon un angle quelconque par rapport au mouvement, les dentures reliant le régulateur et le mobile intermédiaire étant ajustées pour assurer une bonne coopération entre ces éléments, quel que soit l'angle relatif entre eux,
[0027] On notera que, dans l'exemple représenté, le mobile intermédiaire 20 est équilibré. En outre, on pourrait disposer deux organes ressorts sur le mobile intermédiaire 20, ces deux organes ressorts étant disposés de manière symétrique par rapport à l'axe du mobile intermédiaire 20, afin que l'influence de la gravité sur les organes ressorts se compensent.
[0028] La figure 12 propose un troisième mode de réalisation de l'invention dans lequel deux pièces mobiles 20 sont montés pivotantes de part et d'autre du pignon 24. Chacune des pièces mobiles 20 comportent une denture 22 en prise avec le pignon 24 de manière que les pièces mobiles 20 pivotent en opposition de phase. Un organe ressort 26 relie les deux pièces mobiles 20 de façon à exercer une force de rappel tendant à ramener les pièces mobiles 20 et le pignon 24 dans une position de repos correspondant à la position neutre du balancier 10. L'ensemble formé par les deux pièces mobiles 20, le balancie 10 et l'organe ressort 26 forme ainsi un résonateur. Dans le mode de réalisation présenté, l'organe ressort 26 est constitué par un ressort boudin travaillant en traction mais toute autre forme d'organe ressort travaillant en traction ou en compression pourrait être envisagé. En particulier, il est possible d'utiliser un ressort fil ou un profil découpé, formant une boucle ouverte ou fermée permettant ainsi de dégager la partie centrale occupée par le pignon 24 et l'axe du balancier 10. Il est également possible de disposer un nombre plus important de mobiles 20 en prise avec le pignon 24, les pièces mobiles 20 étant reliées entre elles par un ou plusieurs organes ressort 26.
[0029] Sur la figure 4, on a représenté une variante d'un résonateur selon un autre aspect de l'invention. À l'instar des résonateurs proposés ci-dessus, on retrouve un balancier 10 doté d'un pignon 24 qui lui est solidaire et coaxîal. De manière avantageuse, le mobile comportant la denture périphérique 22 est ici une pièce mobile 20 dépourvue de pivot. Cette configuration est donc particulièrement intéressante du point de vue des frottements. Plus particulièrement, la pièce mobile 20 est suspendue à une extrémité de l'organe ressort 26, dont elle peut former un prolongement
[0030] Dans l'exemple proposé sur la figure 4, la pièce mobile est reliée à un cadre 40 par l'organe ressort 26 qui est formé par une pluralité de bras flexibles. Lorsque les bras flexibles sont au repos, ils sont disposés parallèlement les uns aux autres et le pignon 24 engrène avec la denture périphérique 22 sensiblement au milieu de cette dernière. Les bras flexibles sont agencés de manière à ce que la denture périphérique 22 soit mobile en translation, au gré des oscillations du balancier.
[0031] Selon une autre disposition présentée à la figure 6, la pièce mobile 20 est reliée à une partie centrale 41 par une pluralité de bras flexibles.
[0032] Au repos, la pièce mobile 20 peut ainsi être reliée par une première paire de bras flexibles 26a disposés perpendiculairement en référence à la denture périphérique 22. Les bras flexibles 26a de cette première paire rejoignent un montant de liaison 42 parallèle à la denture périphérique 22, et à partir duquel une deuxième paire de bras flexibles 26b rejoint le cadre 40 ou la partie centrale 41 , parallèlement aux bras flexibles 26a de la première paire. Comme on peut le voir sur les figures 4, 5 et 6, au cours du déplacement de la pièce mobile 20, les bras flexibles se déforment selon des comportements différents pour chaque paire, permettant à la denture périphérique 22 de translater. La denture périphérique suit donc une trajectoire rectiligne. Une telle configuration avec des lames flexibles a déjà été appliquée à d'autres domaines, elle n'a donc pas besoin d'être décrite plus en détails. On pourra réaliser la pièce mobile et les lames flexibles de manière monolithique, par des techniques de microfabrication, par exemple à base de silicium thermocompensé, de diamant, de rubis.
[0033] Indépendamment, la pièce mobile 20 et l'ensemble qu'elle forme avec l'organe ressort 26 pourraient être réalisée de façon composite en utilisant différents matériaux adaptés à chacune des fonctions des différentes parties. Par exemple, on pourrait utiliser un matériau à faible coefficient de frottement, pour réaliser la denture 22, et un matériaux à haut rendement de flexibilité pour réaliser les bras flexibles, chaque élément étant rapporté par des moyens de fixation appropriés.
[0034] Comme évoqué précédemment, on peut faire engrener sur le pignon 24 deux pièces mobiles 20, dont les dentures périphériques engrènent de part et d'autre du pignon, symétriquement. Dans l'exemple de la figure 4, les pièces mobiles 20 sont positionnées de part et d'autre d'un plan passant par le pignon et perpendiculaire au plan du balancier. Les pièces mobiles agissent ainsi en opposition de phase. Elles sont symétriques et reliées à un même cadre 40,
[0035] Selon un autre mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 5, le résonateur est doté de bras flexibles, comme pour la variante de la figure 4, mais, dans cet exemple, il ne comporte qu'une seule pièce mobile.
[0036] Selon un autre mode de réalisation de l'invention représenté à la figure 11, les paires de bras flexibles 26a et 26b s'étendent dans deux plans superposés.
[0037] Dans une autre alternative représentée aux figures 7 à 10, la pièce mobile 20 peut être simplement située à l'extrémité d'une lame ressort 26 encastrée sur le cadre. La denture périphérique 22 est alors susceptible de se déplacer selon une rotation centrée sur le point d'encastrement 23. Comme dans le mode de réalisation précédent, la pièce mobile 20 et l'organe ressort 26 peuvent être réalisés de façon monolithique. A la figure 7, une seule pièce mobile 20 est en prise avec le pignon 24, tandis que dans les exemples des figures 8 et 9, deux pièces mobiles 20, équilibrées en masse, engrènent avec le pignon 24, et agissent en opposition de phase.
[0038] Il est possible de prévoir un dispositif de réglage comportant deux goupilles type raquette ou butées micrométriques ou toutes autres butées réglables, venant de part et d'autre du bras élastique 26 pour modifier la longueur active du bras élastique et ainsi faire varier la période d'oscillation du résonateur.
[0039] Dans les alternatives présentées aux figures 7 à 10, il est utile de limiter la flexion, hors du plan de la figure, des bras élastiques 26, pour éviter le désengrènement de la denture 22 et du pignon 24. Pour cela il est possible de limiter les déplacements de la pièce mobile 20 selon une direction parallèle à l'axe du pignon grâce à des plans de limitation perpendiculaires à l'axe du pignon 24 qui peuvent être formées par des rondelles ou des épaulements de part et d'autre du pignon 24» par un ergot extérieur monté sur le pont de balancier ou par tout autre moyen équivalent. Pour éviter les frottements de la pièce mobile 20 sur ces plans de limitation, on peut augmenter l'épaisseur du bras élastique selon la direction normale au plan des figures 7 à 9. Une autre solution illustrée à la figure 10 consiste à solidariser deux bras élastiques 26 en les superposant et en les maintenant espacés l'un de l'autre. On dispose pour cela des entretoises 27 entre les bras élastiques au niveau de l'encastrement, la pièce mobile 20 permettant de séparer les bras élastiques à leur autre extrémité.
[0040] Les dispositions avec deux pièces mobiles 20 travaillant en opposition de phase permettent de compenser les effets de la gravité sur les pièces mobiles 20 quand elles se trouvent dans la position verticale. Selon d'autres modes de l'invention non représentés, la compensation des effets de la gravité pourrait également être obtenue par un nombre différent de pièces mobiles. Par exemple, on pourrait envisager trois pièces mobiles se déplaçant en translation ou en rotation et régulièrement disposées selon trois directions espacées de 120°. Ainsi, le nombre et la disposition des organes ressorts et des pièces mobiles ne se limitent pas aux exemples présentés.
[0041] Dans les résonateurs comportant une pluralité d'organes ressorts 26 et de pièces mobiles 20, il peut être intéressant, pour des raisons d'encombrement, de disposer ces éléments d'un même côté du pignon 24, dans des plans différents, comme dans le mode de réalisation de la figure 8 dans lequel deux pièces mobiles 20 sont fixées à l'extrémité de deux lames ressort 26 situées dans deux plans superposés. Dans ce cas, bien que les pièces mobiles 20 soient positionnées d'un même côté du pignon 24, leurs dentures périphériques respectives sont en prise de part et d'autre du pignon 24 pour pouvoir travailler en opposition de phase. Pour ce faire, une pièce mobile comporte une ouverture 25 dans laquelle est disposé le pignon 24, l'une des faces internes de l'ouverture étant munie d'une crémaillère 22. Cette ouverture 25 limite également les déplacements de la pièce mobile 20 par rapport au pignon 24 dans les directions perpendiculaires à l'axe du pignon 24, en particulier dans les directions perpendiculaires et parallèles à la crémaillère 22. Cela permet d'éviter un saut accidentel d'une dent de la denture 22 sur le pignon 24 qui provoquerait une désynchronisation au niveau de l'échappement, et également de limiter la flexion maximum applicable sur les bras élastiques 26.
[0042] Dans les variantes à plusieurs pièces mobiles 20, celles-ci auront de préférence sensiblement la même masse pour compenser les effets liés à l'inertie ou à la gravité.
[0043] La position de l'organe ressort 26 peut être ajustée à l'aide d'excentriques de réglage afin de régler la pénétration de la denture 22 radialement par rapport au pignon 24 et de positionner la denture 22 tangentiellement par rapport au pignon24 pour effectuer la mise au repère du balancier.
[0044] D'une façon générale, les surfaces de contact des composants de l'invention comme par exemple le pignon 24, la denture 22, la pièce mobile 20, les moyens de limitation de la flexion formés par les plans de limitation et par les ouvertures 25, les éléments articulés et pi votés sur l'ancre 14 peuvent être réalisées à l'aide des technologies de revêtement durs résistants antifrottements de type NFC (Near Frictionless coating) DLC, Black top, ou dépôts galvaniques et toutes autres technologies adaptées pour diminuer les frottements.
[0045] Avec ces configurations, la roue d'échappement peut être positionnée avec une grande souplesse par rapport au balancier 10, offrant ainsi de nombreuses possibilités à l'homme du métier pour construire son échappement.
[0046] Les pièces mobiles 20 possèdent par ailleurs leur propre inertie qui s'ajoute à celle du balancier 10. En augmentant la masse ou le nombre des pièces mobiles 20, en fonction de la fréquence désirée et dans l'idée d'atteindre des haute fréquences, il est possible, pour tous les modes de réalisation présentés, de réduire la dimension du balancier 10 voire de le supprimer complètement. Dans le cas où le balancier est supprimé, ce sont la ou les pièces mobiles 20 qui jouent le rôle du balancier 10 et forment un résonateur avec l'organe ressort 26. Pour ce faire, on peut ajouter à la pièce mobile 20 une masse inertielle 21. Cela permet, dans les modes de réalisation où la pièce mobile est suspendue, d'augmenter la masse de la pièce mobile tout en conservant les avantages de la microfabrication, avec une pièce mobile et des ressorts monolithiques. Il est possible de faire varier la fréquence du résonateur en modifiant la masse inertielle 21. Dans le cas ou la pièce mobile décrit un mouvement de rotation, il est également possible de faire varier la fréquence d'oscillation en modifiant la distance de la masse inertielle 21 au centre de rotation, avec un système de glissement contrôlé par exemple.
[0047] De manière avantageuse, l'ensemble selon l'invention, permet d'introduire un rapport de démultiplication entre le balancier 10 et le mobile intermédiaire. Par conséquent, l'amplitude du mobile intermédiaire 20 peut être réduite, ce qui permet donc de se passer d'un spiral. On évite donc tous les inconvénients propres aux spiraux, notamment son réglage, son asymétrie...
[0048] De plus, le fait que l'action du ressort ne s'applique pas au balancier 10, mais plus loin dans le rouage, permet de réduire l'influence du ressort sur la marche de la montre, liée aux frottements des axes. On peut même envisager d'avoir une amplitude de balancier supérieure à 360°.
[0049] Ainsi est proposé un nouveau type d'ensemble comprenant un mécanisme d'échappement et un oscillateur mécanique pour montre mécanique, qui permet de se passer d'un ressort spiral et diminue l'influence du ressort sur la marche de la montre. L'homme du métier saura réaliser différentes variantes en s'inspirant de la description ci-dessus, donnée à titre d'exemple non limitatif, sans toutefois sortir de la protection définie par les revendications.

Claims

Revendications
1 . Résonateur de mouvement d'horlogerie comprenant
- un balancier (10),
- un pignon (24) monté coaxial et solidaire au balancier,
- au moins une pièce mobile (20) comportant une denture en prise avec le pignon, et
- un organe ressort (26) exerçant une force de rappel sur la pièce mobile.
caractérisé en ce que ledit organe ressort (26) n'est pas un ressort spiral.
2. Résonateur de mouvement d'horlogerie comprenant
- un pignon (24),
- au moins une pièce mobile (20) comportant une denture (22) en prise avec le pignon (24), et
- un organe ressort (26) exerçant une force de rappel sur la pièce mobile (20),
caractérisé en ce que ledit organe ressort (26) n'est pas un ressort spiral, en ce que la pièce mobile (20) comporte, en outre, une masse inertielle (21 ), et en ce que ladite pièce mobile (20) joue le rôle d'un balancier (10).
3. Résonateur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de pièces mobiles (20), associées par paire, lesdites pièces mobiles (20) de chaque paire étant agencées de manière à se déplacer en opposition de phase l'une par rapport à l'autre lors des oscillations du balancier (10).
4. Résonateur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les dentures (26) des pièces mobiles (20) d'une paire, sont disposées symétriquement par rapport au pignon (24).
5. Résonateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce mobile (20) est pi votée sur un pivot, dont la position en référence à l'axe du balancier (10) est fixe.
6. Résonateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux pièces mobiles (20) reliées entre elles par un organe ressort (26).
7. Résonateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce mobile (20) est suspendue à une extrémité de l'organe ressort (26).
8. Résonateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe ressort (26) est formé par une pluralité de bras flexibles agencés de manière à ce que la pièce mobile (20) est mobile en translation.
9. Résonateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les bras flexibles s'étendent dans deux plans superposés.
10. Résonateur selon Sa revendication 7, caractérisé en ce que l'organe ressort (26) est agencé de manière à ce que la pièce mobile (20) est mobile en rotation.
1 1. Résonateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce que l'organe ressort (26) est composé de deux bras élastiques solidaires, superposés et maintenus espacés l'un de l'autre.
12. Résonateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la pièce mobile (20) comporte une ouverture (25) dans laquelle est logé le pignon (24) et dont une face interne comporte la denture (26).
13. Résonateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de limitation de la flexion du bras élastique.
14. Résonateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comporte un système de réglage de la longueur active de l'organe ressort (26).
15. Résonateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des excentriques permettant d'ajuster la position de l'organe ressort (26).
16. Résonateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'organe ressort (26) et la pièce mobile (20) sont réalisés de façon monolithique.
17. Résonateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce mobile (20) est réalisée en plusieurs matériaux.
18. Résonateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les surfaces de la denture 22, du pignon 24 et des moyens de limitation sont réalisées à l'aide des technologies de revêtements durs résistants antifrottements.
19. Résonateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que L'organe ressort 26 la pièce mobile 20 et la denture 22 sont réalisés ensembles ou séparément en tout matériaux comme par exemple l'acier, le diamant, le rubis, les alliages, les composites, le silicium thermocompensés.
20. Ensemble comprenant un mécanisme d'échappement et un résonateur mécanique selon l'une des revendications 1 à 19, comprenant une roue d'échappement (12) destinée à recevoir un couple fourni par une source d'énergie, le balancier (10) et la roue d'échappement (12) étant destinés à être reliés par un système d'arrêt alternatif et de transmission (14) agencé pour bloquer de manière intermittente la roue d'échappement (12) et la libérer sous l'action du balancier (10) et pour transmettre au balancier (10) une parcelle d'énergie pour entretenir ses oscillations.
21. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la pièce mobile (20) est montée coaxiale et libre en rotation avec le système d'arrêt alternatif et de transmission (14), et en ce que l'organe ressort (26) relie le mobile intermédiaire et le système d'arrêt alternatif et de transmission (14).
22. Ensemble selon l'une des revendications 20 ou 21 , caractérisé en ce que le système d'arrêt alternatif et de transmission (14) est une ancre dotée d'une palette d'entrée (16a) et d'une palette de sortie (16b), lesdites palettes étant situées à un niveau différent du plan général de l'ancre.
23. Ensemble selon la revendication 22, caractérisé en ce que lesdites palettes d'entrée (16a) et de sortie (16b) sont des cylindres montés libres en rotation sur l'ancre, selon un axe orthogonal au plan général de l'ancre.
24. Ensemble selon l'une des revendications 22 ou 23, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un système de réglage (32) pour définir les positions extrêmes de l'ancre.
25. Ensemble selon l'une des revendications 20 à 24 caractérisé en ce que l'organe ressort (26) relie la pièce mobile (20) et un point d'attache (36).
26. Ensemble selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le point d'attache (36) est un piton mobile associé à une raquette.
27. Ensemble selon l'une des revendications de 20 à 26, caractérisé en ce que le système d'arrêt alternatif et de transmission (14) est une ancre de type ancre suisse.
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