La présente invention se rapporte aux mouvements pour pièces d'horlogerie dites mécaniques. Elle concerne plus particulièrement un mouvement qui comporte un bâti définissant un plan de référence appelé ci-après plan du mouvement et sur lequel sont montés: - une source d'énergie mécanique, - un rouage de finissage entraîné par ladite source d'énergie et agencé de manière à pouvoir supporter des moyens d'affichage de l'heure, - une base de temps comportant deux balanciers-spiraux et deux échappements, et - un engrenage différentiel assurant une liaison cinématique entre le rouage de finissage et les échappements.
Une pièce de ce type est décrite dans le "Catalogue d'oeuvres choisies du musée international d'horlogerie", pièce No 417, ISBN 2-940 088-07-1.
De la sorte, la marche diurne de la montre est égale à la moyenne des marches diurnes des deux balanciers-spiraux.
Il y est question de deux variantes. Dans la première, le différentiel alimente de manière indépendante les échappements entretenant le mouvement des deux balanciers-spiraux. Comme l'extrémité des spiraux est fixée au même bâti, il peut apparaître un couplage, de telle sorte que, cycliquement, l'amplitude d'un balancier peut diminuer alors que celle de l'autre augmente, et cela dans des proportions qui peuvent être importantes. Si donc, on ne veut pas craindre qu'un balancier ne rebatte, il est nécessaire que l'amplitude soit considérablement réduite, ce qui va à rencontre du but recherché.
Dans la deuxième variante, les deux balanciers-spiraux sont montés sur une même cage de tourbillon, laquelle porte deux échappements et un différentiel assurant l'alimentation des deux échappements. Dans ce cas également, le risque de battement est existant. Par ailleurs, comme les deux balanciers sont disposés cOte à cOte, leur diamètre ne peut dépasser la moitié du rayon du mouvement.
Le but de la présente invention est de proposer un mouvement muni de deux balanciers-spiraux qui peuvent être de grand diamètre, sans risque de couplage. Ce but est atteint grâce au fait que la base de temps comporte deux tourbillons, chacun muni d'une cage portant un échappement et un balancier-spiral. Ces cages sont entraînées au moins médiatement en rotation par l'engrenage différentiel. Dans la présente demande, le terme de tourbillon est à prendre au sens large, couvrant aussi les carrousels.
Avec une telle configuration, le fait que les spiraux soient solidaires chacun d'une cage de tourbillon, laquelle est montée rotative sur le bâti, rend un couplage pratiquement impossible. De plus, comme chaque balancier est monté sur une cage, il en résulte que son diamètre n'est que très peu plus petit que celui de la cage. Or, la qualité réglante d'un balancier est d'autant meilleure que son diamètre est grand, du fait que la croissance du moment d'inertie en fonction du diamètre est plus rapide que celle du poids. Ainsi, la précision du mouvement peut être améliorée de manière sensible.
Afin de réduire l'écart de marche entre les positions horizontales et verticales, au moins l'un des tourbillons comporte une cage qui pivote autour d'un axe non orthogonal au plan du mouvement. De la sorte, quelle que soit la position de la pièce d'horlogerie, les deux axes des balanciers ne seront jamais verticaux simultanément, ce qui fait que, en plus des avantages évoqués ci-dessus, les écarts de marche entre les différentes positions de la montre sont sensiblement plus faibles.
Plus particulièrement, le tourbillon comportant une cage dont l'axe est non orthogonal au plan du mouvement comprend une deuxième cage, montée pivotante sur le bâti autour d'un axe orthogonal au plan du mouvement et dans laquelle pivote la première cage.
Si les deux tourbillons tournent à une même vitesse angulaire, les mêmes conditions se retrouvent à chaque tours. De la sorte, la marche moyenne de la pièce d'horlogerie fluctuera périodiquement. Il est possible de réduire cette fluctuation grâce au fait que l'engrenage différentiel est agencé de manière à ce que les tourbillons tournent à des vitesses angulaires différentes.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard de la figure unique annexée qui est une vue partielle en coupe axiale de ce mouvement d'horlogerie.
Le mouvement selon l'invention comporte, de manière classique, un bâti constitué d'une platine 10 et d'au moins un pont 11 et définissant un plan de référence appelé plan du mouvement, sur lesquels pivotent les différents rouages, leviers et bascules, autour d'axes perpendiculaires à ce plan.
La figure montre une roue de moyenne 12, partie d'un rouage de finissage entraîné par un barillet qu'il est inutile de représenter. Cette roue engrène avec un mobile effectuant un tour par minute et comportant un arbre muni d'un pignon 13 en prise avec la roue de moyenne 12 et d'une roue 14. Une aiguille de secondes 15 est chassée sur l'une des extrémités de l'arbre.
Ce dernier porte, en outre, monté libre en rotation, un premier mobile formé d'un pignon 16 dont la fonction apparaîtra plus loin et d'une roue 17 engrenant avec un pignon 18 solidaire de la cage 19 d'un premier tourbillon 20. Ce tourbillon pivote dans le bâti autour d'un axe A-A perpendiculaire au plan du mouvement.
La cage 19 porte une roue d'échappement 21 qui entraîne une ancre et, par elle, un balancier-spiral, ces deux derniers composants n'étant pas représentés pour éviter de surcharger le dessin. Une information plus complète concernant ce type de tourbillons peut être trouvée dans l'ouvrage intitulé "Théorie d'horlogerie", Chs-A. Reymondin et al. ISBN 2-940 025-10-X.
Une roue 22, ayant le même diamètre et le même nombre de dents que la roue 17, est également montée libre en rotation sur l'arbre 13. Elle engrène avec le pignon 23 d'une première cage 24 que comporte un deuxième tourbillon 25. Le pignon 23 et la cage 24 pivotent dans le bâti autour d'un axe B-B perpendiculaire au plan du mouvement. Une deuxième cage 26 est montée pivotante sur la première cage 24, autour d'un axe C-C faisant un angle aigu, typiquement de 30 DEG avec l'axe B-B. La cage 26 porte une roue d'échappement 27 qui entraîne une ancre et par elle un balancier-spiral, ces deux derniers composants n'ayant pas été représentés au dessin pour éviter de le surcharger. La structure et le fonctionnement d'un tourbillon de ce type sont décrits de manière détaillée dans la demande de brevet WO/03 017 009 déposée au nom de la demanderesse.
La roue 22 porte un satellite comprenant un premier pignon-satellite 28 monté sur une face de celle-ci, en prise avec la roue 14 et accouplé rigidement, au moyen d'une vis 29, à un deuxième pignon-satellite 30 disposé sur l'autre face de la roue 22 et engrenant avec le pignon 16. On remarquera que ces deux pignons-satellites ont des diamètres sensiblement différents.
Le mécanisme formé de l'arbre 13, des roues 14, 17 et 22 et des pignons 16, 28 et 30 constitue un engrenage différentiel 31 qui permet d'entraîner les cages 19 et 24 des deux tourbillons 20 et 25 à leur propre rythme. En effet, chacune des cages tourne par saccades, chaque fois que l'échappement donne une impulsion au balancier. Cela revient donc à dire que, lors de chaque impulsion motrice, le rouage différentiel tourne et entraîne l'une ou l'autre des cages, voire les deux simultanément. Le rouage différentiel est lui-même entraîné par la roue de moyenne 12 qui est mue par le barillet.
En fonctionnement, la roue de moyenne 12 agit, par le pignon 13 et la roue 14, sur le pignon-satellite 28. Il engendre ainsi des couples appliqués l'un sur le pignon 16 par le pignon-satellite 30, l'autre directement sur la roue 22, du fait que les pignons 28 et 30 n'ont pas le même nombre de dents.
Pour une détermination précise des caractéristiques de l'engrenage différentiel qui vient d'être décrit, on se référera au document intitulé "Les engrenages d'horlogerie" Tome II, P. Augereau, édité à l'occasion des journées d'étude à l'intention des professeurs de l'enseignement horloger, organisé les 12 et 13 décembre 1996 au CETEHOR (Besançon, France). Le mouvement tel qu'il vient d'être décrit peut faire l'objet de nombreuses variantes. Ainsi, les tourbillons peuvent être tous les deux du même type que le tourbillon 20 avec leurs axes parallèles entre eux et perpendiculaires au plan du mouvement. Ils peuvent aussi être tous les deux du même type que le tourbillon 25, c'est à dire comportant chacun deux cages, dont l'une est non orthogonale au plan du mouvement.
Il est également possible que les cages pivotent directement dans le bâti, sur des axes non orthogonaux au plan du mouvement.
Les périodes et les sens de rotation des tourbillons peuvent être les mêmes ou différents, définies par les rapports d'engrenages du différentiel.
Les caractéristiques des balanciers-spiraux telles que leur période d'oscillation ou leur moment d'inertie peuvent être semblables ou différentes.
Au cas où les périodes des tourbillons sont différentes, alors que les balanciers ont la même fréquence et le même diamètre, un rouage intermédiaire sera avantageusement intercalé entre la roue du différentiel et le pignon du tourbillon, de manière à ce que l'angle parcouru par la roue de moyenne 12 soit le même pour les deux tourbillons, ce qui fait que l'énergie fournie à chacun des tourbillons est la même.
Dans le cas où les cages de tourbillons ont une même fréquence de rotation, celles-ci seront avantageusement équipées de moyens d'identification de leur position, qui permettra de déterminer indépendamment la marche de chacun des tourbillons, et ainsi faciliter le réglage du mouvement.
Les mêmes principes sont également applicables à un mouvement qui comporterait plus de deux balanciers-spiraux, en munissant, par exemple, une cage de deux balanciers, comme cela est décrit dans le catalogue mentionné plus haut, et une deuxième cage comportant un seul balancier. Il est même envisageable d'équiper le mouvement d'un troisième tourbillon.
Ainsi, grâce au fait que le mouvement est équipé d'au moins deux tourbillons, il est possible d'améliorer sa précision sans risque de phénomènes de battement, tout en lui conférant un caractère prestigieux.
The present invention relates to movements for so-called mechanical timepieces. It relates more particularly to a movement which comprises a frame defining a reference plane hereinafter referred to as the plane of movement and on which are mounted: a source of mechanical energy, a finishing gear driven by said energy source and arranged so as to be able to support the time display means, - a time base comprising two balance springs and two escapements, and - a differential gear ensuring a kinematic connection between the work train and the exhausts.
A piece of this type is described in the "Catalog of Selected Works of the International Watchmaking Museum", part number 417, ISBN 2-940 088-07-1.
In this way, the diurnal walk of the watch is equal to the average of the diurnal steps of the two balance-springs.
There are two variants. In the first, the differential independently feeds the escapements maintaining the movement of the two balance-springs. As the end of the spirals is fixed to the same frame, it may appear a coupling, so that, cyclically, the amplitude of a pendulum may decrease while that of the other increases, and that in proportions that can to be important. If, then, we do not want to fear that a pendulum will rebate, it is necessary that the amplitude is considerably reduced, which goes against the goal.
In the second variant, the two balance springs are mounted on the same tourbillon cage, which carries two exhausts and a differential ensuring the supply of both escapements. In this case too, the risk of a beat is present. Moreover, as the two rockers are arranged side by side, their diameter can not exceed half the radius of the movement.
The object of the present invention is to provide a movement provided with two balance-springs which can be large diameter, without risk of coupling. This goal is achieved thanks to the fact that the time base comprises two vortices, each provided with a cage carrying an escapement and a balance spring. These cages are driven at least mediately in rotation by the differential gear. In the present application, the term vortex is to be taken in the broad sense, also covering carousels.
With such a configuration, the fact that the spirals are each secured to a tourbillon cage, which is rotatably mounted on the frame, makes a coupling practically impossible. Moreover, as each balance is mounted on a cage, it follows that its diameter is only slightly smaller than that of the cage. However, the regulating quality of a pendulum is even better than its diameter is large, because the growth of the moment of inertia as a function of diameter is faster than that of weight. Thus, the accuracy of the movement can be significantly improved.
In order to reduce the difference between the horizontal and vertical positions, at least one of the vortices comprises a cage which pivots about an axis that is not orthogonal to the plane of movement. In this way, regardless of the position of the timepiece, the two axes of the rockers will never be vertical simultaneously, so that, in addition to the advantages mentioned above, the differences in the running between the different positions of the watch are significantly weaker.
More particularly, the vortex comprising a cage whose axis is non-orthogonal to the plane of movement comprises a second cage, pivotally mounted on the frame about an axis orthogonal to the plane of movement and in which pivots the first cage.
If the two vortices rotate at the same angular velocity, the same conditions are found at each turn. In this way, the average walk of the timepiece will fluctuate periodically. It is possible to reduce this fluctuation by virtue of the fact that the differential gear is arranged in such a way that the vortices rotate at different angular velocities.
Other features of the invention will emerge from the description which follows, made with reference to the single appended figure which is a partial view in axial section of this watch movement.
The movement according to the invention comprises, in a conventional manner, a frame consisting of a plate 10 and at least one bridge 11 and defining a reference plane called plane of the movement, on which the various wheels, levers and latches pivot, around axes perpendicular to this plane.
The figure shows a wheel of average 12, part of a finishing train driven by a barrel that is useless to represent. This wheel meshes with a mobile performing one revolution per minute and having a shaft provided with a pinion 13 engaged with the average wheel 12 and a wheel 14. A second hand 15 is driven on one of the ends of the wheel. the tree.
The latter carries, in addition, mounted free in rotation, a first mobile formed of a pinion 16 whose function will appear further and a wheel 17 meshing with a pinion 18 integral with the cage 19 of a first vortex 20. This vortex pivots in the frame about an axis AA perpendicular to the plane of the movement.
The cage 19 carries an escape wheel 21 which drives an anchor and, by it, a sprung-balance, these last two components are not shown to avoid overloading the drawing. More complete information about this type of vortex can be found in the book entitled "Theorie d'horlogerie", Chs-A. Reymondin et al. ISBN 2-940 025-10-X.
A wheel 22, having the same diameter and the same number of teeth as the wheel 17, is also mounted free to rotate on the shaft 13. It meshes with the pinion 23 of a first cage 24 that includes a second vortex 25. The pinion 23 and the cage 24 pivot in the frame about an axis BB perpendicular to the plane of movement. A second cage 26 is pivotally mounted on the first cage 24, about an axis C-C making an acute angle, typically 30 DEG with the axis B-B. The cage 26 carries an escape wheel 27 which drives an anchor and by it a sprung-balance, these last two components not being represented in the drawing to avoid overloading it. The structure and operation of a vortex of this type are described in detail in the patent application WO / 03 017 009 filed in the name of the applicant.
The wheel 22 carries a satellite comprising a first planet gear 28 mounted on one face thereof, engaged with the wheel 14 and rigidly coupled, by means of a screw 29, to a second planet gear 30 disposed on the planet. other face of the wheel 22 and meshing with the pinion 16. It will be noted that these two planet gears have substantially different diameters.
The mechanism formed of the shaft 13, the wheels 14, 17 and 22 and the pinions 16, 28 and 30 constitutes a differential gear 31 which drives the stands 19 and 24 of the two vortices 20 and 25 at their own pace. Indeed, each of the cages rotates by jerks, each time the escapement gives an impulse to the pendulum. That is to say that during each driving pulse, the differential gear rotates and drives one or the other cages, or both simultaneously. The differential gear is itself driven by the average wheel 12 which is driven by the barrel.
In operation, the average wheel 12 acts, by the pinion 13 and the wheel 14, on the pinion-satellite 28. It thus generates torques applied one on the pinion 16 by the pinion-satellite 30, the other directly on the wheel 22, because the pinions 28 and 30 do not have the same number of teeth.
For a precise determination of the characteristics of the differential gear which has just been described, reference will be made to the document entitled "Watchmaking gears" Volume II, P. Augereau, published on the occasion of the study days in Paris. intention of teachers of watchmaking, organized on 12 and 13 December 1996 at CETEHOR (Besançon, France). The movement as just described can be subject to many variations. Thus, the vortices can both be of the same type as the vortex 20 with their axes parallel to each other and perpendicular to the plane of movement. They can also both be of the same type as the vortex 25, that is to say each having two cages, one of which is non-orthogonal to the plane of movement.
It is also possible that the cages pivot directly in the frame on non-orthogonal axes to the plane of movement.
The periods and directions of rotation of the vortices can be the same or different, defined by the gears ratios of the differential.
The characteristics of the balance-springs such as their period of oscillation or their moment of inertia may be similar or different.
In the case where the vortex periods are different, while the rockers have the same frequency and the same diameter, an intermediate wheel is advantageously interposed between the differential wheel and the vortex gear, so that the angle traveled by the average wheel 12 is the same for both vortices, so that the energy supplied to each vortex is the same.
In the case where the vortex cages have the same rotation frequency, they will advantageously be equipped with means for identifying their position, which will make it possible to independently determine the operation of each of the vortices, and thus facilitate the adjustment of the movement.
The same principles are also applicable to a movement that would include more than two balance springs, providing, for example, a cage with two rockers, as described in the catalog mentioned above, and a second cage with a single beam. It is even possible to equip the movement with a third tourbillon.
Thus, thanks to the fact that the movement is equipped with at least two swirls, it is possible to improve its accuracy without risk of beat phenomena, while giving it a prestigious character.