CH710925B1 - Mécanisme d'échappement. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un mécanisme d’échappement agencé pour transmettre des impulsions d’énergie mécanique d’une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d’horlogerie par l’intermédiaire d’un ressort-lame (2) travaillant en flambage autour d’un point d’inflexion, ledit ressort-lame (2) étant susceptible, par l’intermédiaire d’une bascule d’armage (3) et d’une bascule de détente (4), d’accumuler l’énergie issue de la source motrice lors d’une phase d’armage, de demeurer ensuite dans un état armé lors d’une phase de repos, puis de restituer l’énergie accumulée audit régulateur oscillant lors d’une phase d’impulsion. Le mécanisme d’échappement comporte en outre un organe de verrouillage (13) susceptible d’occuper une première position dans laquelle il limite le déplacement de la bascule d’armage (3), le régulateur étant apte à être relié cinématiquement à l’organe de verrouillage (13) de manière à positionner l’organe de verrouillage (13) dans la première position lors de la phase de repos et l’organe de verrouillage (13) étant relié cinématiquement directement à la bascule de détente (4).

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie mécanique. Elle concerne, plus particulièrement un mécanisme d’échappement agencé pour transmettre des impulsions d’énergie mécanique d’une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d’horlogerie par l’intermédiaire d’un ressort-lame travaillant en flambage autour d’un point d’inflexion.

Etat de la technique

[0002] Dans le domaine de l’horlogerie, il est bien connu un mécanisme d’échappement agencé pour transmettre des impulsions d’énergie mécanique d’une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d’horlogerie par l’intermédiaire d’un ressort-lame travaillant en flambage autour d’un point d’inflexion.

[0003] Un tel mécanisme est notamment décrit dans le document WO 99/64 936. Ce dernier divulgue, plus généralement, un procédé pour transmettre des impulsions d’énergie mécanique d’une source motrice à un régulateur oscillant, par l’intermédiaire d’un ressort-lame travaillant en flambage. Plus particulièrement, ce procédé est mis en œuvre notamment par un mécanisme d’échappement illustré sur la fig. 1 , destiné à entretenir les oscillations d’un régulateur, composé par exemple par un balancier 1 associé à un spiral, en lui délivrant de l’énergie reçue d’une source motrice, telle qu’un barillet par exemple, non visible sur la fig. 1 , via un ressort-lame 2, dont les extrémités sont positionnées tel qu’il occupe une position stable correspondant à un flambage de second mode. Le ressort-lame 2 est susceptible, par l’intermédiaire d’une bascule d’armage 3 et d’une bascule de détente 4, d’accumuler l’énergie issue de la source motrice lors d’une phase d’armage, de demeurer dans un état armé lors d’une phase de repos et de restituer l’énergie accumulée audit régulateur oscillant lors d’une phase d’impulsion.

[0004] La bascule de détente 4 est liée cinématiquement à la lame-ressort 2 sensiblement au niveau de son point d’inflexion central. La bascule de détente 4 comporte, à une extrémité, une fourchette 5 destinée à coopérer avec un plateau 6 et une cheville de plateau 7 que comporte le balancier 1.

[0005] La bascule d’armage 3 comporte une portion centrale et deux ailes symétriques dont les extrémités sont liés cinématiquement au ressort-lame 2. La portion centrale comporte une première 8 et une deuxième 9 palette de repos, destinées à coopérer respectivement avec une première 10 et une deuxième 11 roue d’échappement.

[0006] Les deux bascules 3 et 4 sont montées libres en rotation l’une en référence à l’autre.

[0007] Les roues 10 et 11 comportent chacune un pignon engrenant avec la dernière roue 12 du rouage de finissage de sorte que les roues 10 et 11 pivotent de façon synchronisée. Les roues 10 et 11 comportent une denture particulière, dont la forme est adaptée pour coopérer avec les première 8 et deuxième 9 palettes de repos de la bascule d’armage 3, d’une part pour transmettre de l’énergie à cette bascule d’armage 3 et, d’autre part, pour bloquer la rotation des roues d’échappement 10 et 11, selon les phases du fonctionnement qui vont être résumées ci-après. Pour plus de détails, il est possible de se référer au document cité dans l’introduction.

[0008] La fig. 1 représente un mécanisme d’échappement de l’art antérieur immédiatement après une phase d’impulsion et au début d’une phase d’armage, le balancier 1 tourne dans le sens antihoraire, la cheville de plateau 7 sort de la fourchette, la première palette de repos 8 vient de se dégager de la roue 10 et le ressort 2 est dans une position stable correspondant à un flambage de second mode. Lors de la phase d’armage, pendant que le balancier 1 effectue son arc supplémentaire, la première roue d’échappement 10 tourne librement et la deuxième roue d’échappement 11 coopère avec la deuxième palette de repos 9 de la bascule d’armage 3 pour faire pivoter celle-ci dans le sens antihoraire jusqu’à ce qu’une dent de la deuxième roue 11 vienne en appui sur la deuxième palette de repos 9. Concomitamment, le ressort-lame 2 a quitté son état stable initial correspondant à un flambage de second mode et s’est déformé sous l’action de la bascule d’armage 3 jusqu’à un état métastable proche d’un état instable correspondant à un flambage de quatrième mode. L’armage du ressort-lame 2 est alors maximal.

[0009] Lors de la phase de repos suivante, les roues d’échappement 10, 11 sont à l’arrêt, une dent de la deuxième roue 11 étant en appui contre la deuxième palette de repos 9. Le balancier 1 poursuit son oscillation jusqu’à ce que la cheville 7 percute la fourchette 5 de la bascule de détente 4 ce qui marque le début de la phase d’impulsion.

[0010] Durant la phase d’impulsion, la bascule de détente 4 pivote en agissant sur le ressort-lame 2 qui bascule alors subitement de sa position instable à un état stable correspondant à un flambage de second mode inverse du précédent. Ce changement d’état fait pivoter la bascule d’armage 3, entraînant le dégagement de la deuxième palette de repos 9 de la deuxième roue d’échappement 11. La bascule d’armage 3 pivote jusqu’à ce que la première palette de repos 8 rencontre la première roue d’échappement 10. Lors du changement d’état du ressort-lame 2, celui-ci agit également sur la bascule de détente 4, communiquant ainsi au balancier 1 l’énergie accumulée lors de l’armage du ressort-lame 2, par l’intermédiaire de la fourchette 5.

[0011] Au cours de l’alternance suivante, les phases décrites ci-dessus se reproduisent symétriquement par rapport au plan passant par les axes de rotation du balancier 1, des bascules de détente 4 et d’armage 3 et par le point d’inflexion du ressort-lame 2.

[0012] Un tel mécanisme d’échappement permet notamment d’entretenir les oscillations du balancier de manière constante sur toute la durée de la réserve de marche indépendamment de la source d’énergie.

[0013] Le tirage des roues d’échappement 10 et 11 sur les première 8 et deuxième 9 palettes de repos de la bascule d’armage 3 permet d’assurer la fonction de verrouillage des roues d’échappement. La force de tirage doit être suffisante pour éviter les déverrouillages intempestifs qui pourraient, par exemple, résulter des accélérations subies par la pièce d’horlogerie dans un usage courant et qui entraîneraient une avance de la marche de la pièce d’horlogerie et une surconsommation d’énergie. A l’inverse, la force de tirage doit être la plus faible possible afin de limiter l’énergie nécessaire pour réaliser le dégagement et ainsi d’optimiser la réserve de marche. Il a été constaté qu’il n’était pas possible de régler le tirage des roues d’échappement 10 et 11 de façon satisfaisante de manière à obtenir conjointement une force de verrouillage suffisante et une consommation d’énergie modérée.

[0014] La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient.

Divulgation de l’invention

[0015] Ce but est atteint grâce à un mécanisme d’échappement agencé pour transmettre des impulsions d’énergie mécanique d’une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d’horlogerie par l’intermédiaire d’un ressort-lame travaillant en flambage autour d’un point d’inflexion et possédant en outre un organe de verrouillage. Le mécanisme d’échappement est susceptible, par l’intermédiaire d’une bascule d’armage et d’une bascule de détente, d’accumuler l’énergie issue de la source motrice lors d’une phase d’armage, de demeurer ensuite dans un état armé lors d’une phase de repos, puis de restituer l’énergie accumulée audit régulateur oscillant lors d’une phase d’impulsion. L’organe de verrouillage est susceptible d’occuper une première position dans laquelle il limite le déplacement de la bascule d’armage. Le régulateur est apte à être relié cinématiquement à l’organe de verrouillage de manière à positionner l’organe de verrouillage dans la première position lors de la phase de repos et l’organe de verrouillage est relié cinématiquement directement à la bascule de détente.

[0016] Ainsi, le mécanisme selon l’invention permet d’éliminer le risque de déverrouillage accidentel de la bascule d’armage lors de la phase de repos et ce, indépendamment de la force de tirage.

[0017] L’invention concerne également une pièce d’horlogerie comportant un tel mécanisme.

Brève description des dessins

[0018] D’autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence aux dessins annexés, dans lesquels, outre <tb>la fig. 1<SEP>décrite ci-dessus en référence à l’état de la technique et illustrant une vue de dessus des pièces essentielles du mécanisme d’échappement comportant une lame flexible, <tb>les fig. 2 , 3 , 4 , 5 et 6<SEP>sont des vues de dessus des pièces essentielles du mécanisme d’échappement selon l’invention représentées dans cinq états successifs. <tb>La fig. 7<SEP>montre un détail d’une variante de l’invention.

Mode(s) de réalisation de l’invention

[0019] On a représenté sur les fig. 2 à 6 un mécanisme d’échappement selon l’invention. Les composants du mécanisme selon l’invention se retrouvant dans le mécanisme décrit précédemment en référence à la fig. 1 ont été désignés par les mêmes numéros. Ils ne seront donc pas décrits à nouveau en détail.

[0020] On notera simplement que l’on retrouve, disposés sur un bâti d’un mouvement horloger, les composants suivants: le balancier 1 portant le plateau 6 et la cheville de plateau 7, la bascule de détente 4, la bascule d’armage 3 avec les deux ailes symétriques et la portion centrale dotée des première 8 et deuxième 9 palettes de repos, et la première 10 et la deuxième 11 roues d’échappement.

[0021] Le mécanisme selon l’invention comporte en outre un organe de verrouillage 13 pivoté sur le bâti et relié cinématiquement au régulateur. Dans le mode de réalisation présenté, l’organe de verrouillage 13 possède deux bras terminés par des becs 14, 15 et une baguette 16 terminée par une fourche 17. Les becs 14, 15 sont destinés à coopérer avec des encoches 18, 19 que comporte la bascule d’armage 3. Une goupille 20 solidaire de la bascule de détente 4 est logée dans la fourche 17 de telle sorte que l’organe de verrouillage 13 est lié cinématiquement avec la bascule de détente 4. Le déplacement de l’organe de verrouillage 13 est ainsi synchronisé avec les oscillations du balancier 1.

[0022] L’organe de verrouillage 13 peut évoluer entre une première position représentée à la fig. 2 , et une deuxième position représentée aux fig. 5 et 6 , correspondant aux positions extrêmes occupées par la bascule de détente 4.

[0023] La configuration de la fig. 2 correspond à une phase de repos durant laquelle la roue d’échappement 11 est arrêtée en appui contre la deuxième palette de repos 9 et la lame-ressort 2 est armée dans la position métastable proche d’une position instable. Lors de la précédente phase d’impulsion, la lame-ressort 2 a placé la bascule de détente 4 dans la position de la fig. 2 et la bascule de détente 4 a déplacé l’organe de verrouillage 13 dans la première position dans laquelle le bec 14 est engagé dans l’encoche 18. Ainsi, l’organe de verrouillage 13 limite le déplacement de la bascule d’armage 3 en empêchant la rotation de cette dernière dans le sens antihoraire en référence à la fig. 2 et empêche donc le dégagement de la deuxième palette de repos 9 de la roue d’échappement 11.

[0024] Dans la configuration de la fig. 3 , la cheville de plateau 7 a commencé à faire pivoter la bascule de détente 4 qui a elle-même entraîné l’organe de verrouillage 13 en rotation dans le sens horaire de façon à dégager le bec 14 de l’encoche 18, c’est-à-dire à déverrouiller la bascule d’armage 3.

[0025] Dans la configuration transitoire de la fig. 4 , le pivotement de la bascule de détente 4 a provoqué le changement d’état de la lame-ressort 2 qui a entraîné à son tour le basculement de la bascule d’armage 3 et le dégagement de la deuxième palette de repos 9 de la roue d’échappement 11, comme cela a été décrit au paragraphe [0010].

[0026] La configuration de la fig. 5 correspond à la phase d’armage durant laquelle la première palette de repos 8 de la bascule d’armage 3 est en appui contre la roue d’échappement 10 qui elle-même pivote dans le sens horaire sous l’action du couple moteur jusqu’à arriver dans la position de la fig. 6 qui correspond à une nouvelle phase de repos durant laquelle la lame-ressort 2 est armée et prête à changer d’état.

[0027] Dans les configurations des fig. 5 et 6 , la bascule de détente a terminé son déplacement sous l’action de la lame-ressort 2, a donné l’impulsion à la cheville de plateau 7 et a positionné l’organe de verrouillage dans la deuxième position. Dans la configuration de la fig. 6 qui correspond à une nouvelle phase de repos, l’organe de verrouillage 13 est dans la deuxième position, le bec 15 étant engagé dans l’encoche 19, et limite le déplacement de la bascule d’armage 3 en l’empêchant de quitter sa position de repos. L’organe de verrouillage 13 limite le déplacement de la bascule d’armage 3 dans un sens quand l’organe 13 se trouve dans la première position et dans un sens opposé quand l’organe 13 se trouve dans la deuxième position.

[0028] Le dispositif selon l’invention permet ainsi d’éviter le dégagement intempestif des palettes de repos 8, 9 des roues d’échappement 10, 11 lors des phases de repos. Dans le cas où la bascule d’armage 3 subit une forte accélération, par exemple lors d’un choc, l’énergie de la bascule d’armage 3 est absorbée par l’organe de verrouillage 13 sur son point de pivotement et n’est jamais transmise à la bascule de détente 4 empêchant ainsi la perturbation du régulateur oscillant. Le verrouillage de la bascule d’armage 3 permet également de réduire la force de tirage des roues d’échappement 10, 11 sur les palettes de repos 8, 9 et par conséquent l’énergie nécessaire pour effectuer le dégagement.

[0029] L’organe de verrouillage 13 pourra être réalisé en plusieurs pièces ou au contraire de façon monolithique dans tout matériau approprié, par exemple en silicium. En particulier la lame-ressort 2 peut être montée sur un cadre 21 et l’organe de verrouillage 13 venir d’une seule pièce avec ce cadre 21 en étant relié à celui-ci par au moins un bras flexible.

[0030] De préférence, on pourra également prévoir de réaliser les palettes de repos 8 et 9 de manière monolithique avec la bascule d’armage 3. Ainsi, au lieu d’avoir des palettes réalisées en rubis fixées sur la bascule d’armage 3, le tout peut être réalisé en silicium par des techniques de microfabrication multi-étages.

[0031] Une telle réalisation amène plusieurs avantages. L’ensemble formé par les palettes et la bascule est plus léger, ce qui permet d’améliorer le fonctionnement de l’échappement. La réalisation des palettes 8 et 9 en silicium permet d’obtenir des formes de palettes spécifiques. Comme on peut le voir sur la fig.  7 , on peut réaliser des palettes 8, 9 dotées de plans 22, optimisés et mieux définis que les formes elliptiques des pierres. L’homme du métier peut définir les plans 22 des palettes pour avoir un point de contact entre la roue d’échappement et la palette qui se fasse toujours au même endroit, ou éviter des contacts induisant un recul trop important lors du dégagement de la roue d’échappement. L’ensemble palettes/roue d’échappement étant réalisé en silicium, les conditions de frottement entre ces éléments sont améliorées, évitant des problèmes d’huilage.

[0032] La description ci-dessus a été donnée à titre d’illustration non limitative de l’invention et l’homme du métier pourra envisager d’éventuelles modifications. En particulier, l’organe de verrouillage 13 peut-être lié cinématiquement directement avec le balancier 1.

Claims (8)

1. Mécanisme d’échappement agencé pour transmettre des impulsions d’énergie mécanique d’une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d’horlogerie par l’intermédiaire d’un ressort-lame (2) travaillant en flambage autour d’un point d’inflexion, ledit ressort-lame (2) étant susceptible, par l’intermédiaire d’une bascule d’armage (3) et d’une bascule de détente (4), d’accumuler l’énergie issue de la source motrice lors d’une phase d’armage, de demeurer ensuite dans un état armé lors d’une phase de repos, puis de restituer l’énergie accumulée audit régulateur oscillant lors d’une phase d’impulsion, caractérisé en ce que le mécanisme d’échappement comporte en outre un organe de verrouillage (13) susceptible d’occuper une première position dans laquelle il limite le déplacement de la bascule d’armage (3), le régulateur étant apte à être relié cinématiquement à l’organe de verrouillage (13) de manière à positionner l’organe de verrouillage (13) dans la première position lors de la phase de repos, et en ce que l’organe de verrouillage (13) est relié cinématiquement directement à la bascule de détente (4).

2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’organe de verrouillage (13) est pivoté.

3. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé en ce que le ressort-lame (2) est monté sur un cadre (21) et en ce que l’organe de verrouillage (13) est réalisé de façon monolithique avec le cadre (21).

4. Mécanisme selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de verrouillage (13) comporte un bec (14) susceptible de coopérer avec une encoche (18) que comporte la bascule d’armage (3).

5. Mécanisme selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe de verrouillage (13) limite le déplacement de la bascule d’armage (3) dans une deuxième position et en ce que le sens de limitation du déplacement de la bascule d’armage (3) quand l’organe de verrouillage (13) se trouve dans la première position est opposé au sens de limitation du déplacement de la bascule d’armage (3) lorsque ledit organe (13) se trouve dans la deuxième position.

6. Mécanisme selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la bascule d’armage (3) comporte des palettes de repos (8, 9) agencées pour coopérer avec des roues d’échappement, et en ce que la bascule d’armage et lesdites palettes de repos sont monolithiques.

7. Mécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bascule d’armage et lesdites palettes de repos sont en silicium.

8. Pièce d’horlogerie comportant un mécanisme d’échappement selon l’une des revendications 1 à 7.