EP3599514B1 - Mécanisme d échappement à ressorts bistable et monostable - Google Patents

Mécanisme d échappement à ressorts bistable et monostable Download PDF

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EP3599514B1
EP3599514B1 EP18185387.0A EP18185387A EP3599514B1 EP 3599514 B1 EP3599514 B1 EP 3599514B1 EP 18185387 A EP18185387 A EP 18185387A EP 3599514 B1 EP3599514 B1 EP 3599514B1
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EP
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winding
escapement
rocker
lever
mechanism according
Prior art date
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EP18185387.0A
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EP3599514A1 (fr
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Nicolas Déhon
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Sowind SA
Original Assignee
Sowind SA
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Publication date
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    • 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
    • G04B15/10—Escapements with constant impulses for the regulating mechanism
    • 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
    • G04B15/08—Lever escapements

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking and relates, more particularly, to a bistable spring escapement mechanism formed by a blade working in buckling around a central point of inflection in cooperation with a winding rocker and a detent flip-flop for transmitting pulses of mechanical energy from a motive source to a timepiece oscillating regulator.
  • the Application WO 2018/002773 proposed an escapement mechanism comprising a bistable leaf spring and a single escapement wheel set to drive a winding rocker during the winding phases, the escapement wheel set comprising a coaxial winding member arranged to cooperate with the winding rocker in the manner of a gear to pivot the winding rocker alternately in opposite directions.
  • the object of the present invention therefore consists in providing a solution to the functional defects of the structural approach of a bistable spring escapement mechanism proposed in WO 2018/002773 while retaining the advantages of the latter in terms of efficiency and compactness of construction.
  • the mechanism of the invention is further characterized in that it comprises a monostable elastic member dimensioned in such a way that it compensates for the variation in the driving torque of the winding rocker by the escapement mobile depending on the direction of rotation of said winding rocker.
  • the mechanism of the invention thus makes it possible, thanks to the provision of a monostable elastic member for compensating the bearing, the variations in the winding torque applied to the winding rocker by the escape wheel according to the direction of rotation of this last in a configuration as proposed in WO 2018/002773 , and thus, by adapting the restoring force of the monostable elastic compensation member according to the dimensions of the other elements of the escapement mechanism and the characteristics of the bistable elastic blade, to guarantee the alternate tilting of the winding rocker in a perfectly balanced way, without unnecessary loss of energy or risk of blockage, with increased efficiency compared to analog escapement mechanisms.
  • the escapement mechanism is thus greatly serviced and made more reliable.
  • the monostable elastic compensation member is coupled to the winding rocker and arranged to exert on the latter a restoring torque in a single direction of rotation.
  • the inventors have advantageously been able to determine that the escapement wheel set and the winding lever should be such that the ratio of the radius of said escapement wheel set (R A ) to the center distance between this escapement wheel set and the winding rocker (R B ) is less than 1/3.
  • the mechanism of the invention comprises two identical escapement wheel sets, each provided with peripheral teeth and able to mesh with a wheel set of the going train of a watch movement in order to pivot simultaneously in the same direction around 'a clean axis of rotation and mesh each with a winding lug formed on an internal field of a first and a second eyelets formed symmetrically on the winding rocker.
  • the monostable elastic compensation member can be chosen as a leaf spring working in bending, a leaf spring working in buckling, or even a spiral spring.
  • the one-piece elastic compensation member can be secured at a first end to a tenon formed on the winding rocker and at a second end to a member for anchoring to a frame element. of a said watch movement or a timepiece.
  • anchoring points of said bistable elastic blade are also preferably located on said member for anchoring to a frame element of a timepiece movement or of a timepiece.
  • the monostable elastic compensation member is a leaf spring made in one piece in monolithic form with a frame for fixing to a frame element of a watch movement or a timepiece.
  • the bistable elastic blade is also preferably integral in monolithic form with said frame for attachment to a frame element of a timepiece movement or of a timepiece and the elastic compensation member.
  • the bistable elastic blade and the monostable elastic compensation member are made of silicon. More particularly, the elastic blade and the monostable elastic compensation member, as well as the fixing frame from which they are made in one piece, if necessary, can be obtained by deep silicon etching processes.
  • the escapement mechanism of the invention also advantageously comprises a locking rocker arranged in kinematic connection with the trigger rocker and configured to lock the winding rocker in a first and a second extreme position outside of the blade relaxation phases. elastic.
  • the locking rocker comprises a strip provided at a first end with a fork for connection to said trigger rocker and two locking arms extending symmetrically to one another from said bar and each provided in its own free end of a locking pallet arranged to cooperate with a complementary locking member on said winding rocker.
  • said complementary locking member on said winding rocker comprises a locking lug of shape and orientation suitable for hooking a said locking pallet of the locking rocker.
  • the fork of the locking rocker has two horns defining a space between the horns in which is inserted an unlocking pin secured to the trigger rocker.
  • This escapement mechanism comprises a first and a second escapement wheels 4, 5 each movable in rotation respectively around a first axis D and a second axis G.
  • the two escapement wheels 4, 5 engage a movable of the going train of a watch movement (of which only the fifth wheel 8 and the balance wheel 0 are represented in the figures), in this case a fifth wheel 8 mobile in rotation around an axis H, by the intermediate a first and a second escapement pinions 6, 7 secured respectively coaxially to said first and second escapement wheels 4.5.
  • the escape wheels 4, 5 are arranged to transmit a portion of mechanical energy from a driving source of the watch movement, typically a or several mainspring(s), to the movement regulator, formed of a balance wheel 0 arranged to rotate about an axis K and carrying, in a conventional manner, a double plate 1 provided on its large plate with a plateau peg 1a.
  • the escape wheels 4, 5 cooperate to do this with a winding rocker 3 pivotally mounted around an axis F and a bistable leaf spring L.
  • the bistable leaf spring L is formed of an elastic leaf initially straight, the ends A, B of which have been brought together symmetrically with respect to a midpoint to constrain said blade in buckling such that the latter is capable of pivoting around said midpoint, forming the point of inflection of the bistable leaf spring L, this point of inflection being located on the axis F of rotation of the winding rocker 3.
  • the bistable leaf spring L thus comprises on either side of its point of inflection two half-blades 10a, 10b elastic, each having in a state of rest, said stable state, an opposite concavity of the other half-blade.
  • the ends A, B forming anchorages of the bistable leaf spring L are advantageously integral with a 10th frame capable of being fixed on a frame, for example a plate, of the watch movement, said 10th frame thus providing by construction the necessary buckling stress on the bistable leaf spring L, therefore on the half-blades 10a, 10c.
  • the bistable leaf spring L, the two half-blades 10a, 10c and the frame 10e are advantageously formed as a monolithic part of silicon by deep etching processes, which makes it possible to obtain parts of extremely precise in accordance with the constraints and performances calculated beforehand according to the dimensions of the other parts of the escapement but also of the watch movement in which said escapement mechanism is implemented.
  • Said bistable leaf spring L is intended in a manner known per se to accumulate the mechanical energy of the driving source of the movement transmitted by the escapement wheels 4, 5 to the winding rocker 3 in the form of a torque d dexter drive M d ( Figure 2 , 3 ), respectively sinister M g ( Figure 6 , 7 ), of said winding rocker 3 about axis F, said winding rocker 3 being integral with bistable leaf spring L substantially at the midpoints of each half-blade 10a, 10b located on either side of the inflection point of the bistable leaf spring L.
  • connection of the winding rocker 3 to each half-blade 10a, 10b is advantageously made at the ends of two arms of said winding rocker 3 by means of two winding tenons 3e, 3f inserted in eyelets 10e , 10f corresponding formed of material in the middle of each half-blade 10a, 10b.
  • the winding rocker 3 advantageously has a symmetry along a median plane passing through the axes of rotation F, respectively K of the winding rocker, respectively of the oscillator, so that the connection points of the connecting arms of the winding rocker 3 to the bistable leaf spring L are equidistant from the axis of rotation F of said winding rocker by a distance R e , and thus able to apply in the middle of each half-blade 10a, 10b a winding force F e of the bistable leaf spring 10 providing a winding torque M e capable of causing each half-blade 10a, 10b to pass from a stable state to a metastable state called winding (shown on the figure 2 , 3 , 6 , 7 by strong continuous lines of each half-blade) in which each half-blade 10a, 10b is charged with an elastic energy which is then discharged and transmitted to the balance 0 via a detent rocker 2.
  • the trigger rocker 2 is arranged integral with the leaf spring L at its point of inflection and therefore mobile in rotation itself around the axis F, common to the winding rocker 3. However the trigger rocker 2 is independent in rotation of the winding rocker 3.
  • the trigger rocker 2 has ( Figure 1B ) conventionally a fork cooperating with the plate pin 1a of the double plate 1 of balance 0, said fork comprising inner horns 2b, 2c and outer horns 10i, 10j as well as a central pin 2a intended to prevent any reversal as in an anchor escapement.
  • the detent rocker 2 thus pivots around the axis F only under the action of the plate pin 1a in its detent horns 2b, 2c during the alternations of the balance 2, thus transmitting to the latter the accumulated elastic energy in the winding state of the bistable leaf spring L.
  • the trigger rocker 2 can be formed monolithically with the bistable leaf spring L, so that the axis of rotation F of the trigger rocker 2 coincides at the point of inflection median of the bistable leaf spring L.
  • the movements of the trigger rocker 2 are limited by stops in the form of pins or stokers I, J for example integrated in monolithic form themselves also with the 10th frame and the leaf spring L, the whole constituting a single piece 10 fixed to the plate of the watch movement.
  • said trigger rocker 2 comprises an unlocking pin 2d, inserted in a connecting fork of a locking rocker 9 of the winding rocker 3.
  • This locking rocker 9 is intended to operate the locking of said winding rocker 3 in the dexter winding positions (clockwise rotation of said winding rocker 3) and sinister (anti-clockwise rotation of said winding rocker 3) of the bistable leaf spring L, in which each half-blade 10a, 10b of the latter are in their metastable winding state.
  • the locking rocker 9 is movably mounted around an axis of rotation H, in the example shown common to the fifth wheel 8, but which could also be arranged differently.
  • It comprises a 9th central bar, one free end of which, opposite the axis of rotation H, comprises a first and a second unlocking lugs 9a, 9b defining the connecting fork to the trigger rocker 2, between which extends the 2d release peg.
  • the unlocking lugs 9a, 9b extend symmetrically with respect to the axis of rotation H and the central strip 9e two locking arms carrying at their free end a straight locking pallet 9c and a locking pallet left lock 9d respectively, arranged to cooperate with locking lugs 3c, 3d of the winding rocker 3, formed on a locking tail 3k of said locking rocker 3, said locking tail being visible in more detail on the figure 4 And 5 .
  • the winding of the bistable leaf spring L results, as previously mentioned, from the transmission of the mechanical drive torque of the driving source of the watch movement to the winding rocker 3.
  • This torque transmission takes place according to the escapement mechanism of the invention by meshing of the teeth of the escape wheels 4.5 with winding lugs 3a, 3b formed on an internal field of a first and a second winding ring 3i, 3j, equidistant from the central axis of the winding rocker 3 like the arms connecting the bistable leaf spring L, said winding rings 3i, 3j each delimiting an oblong opening in which one of the escape wheels 4, 5 is housed.
  • the winding ring 3i comprises a winding lug 3a arranged on an internal field of the outer edge of the ring 3i, that is to say the edge farthest from the axis of rotation F of the rocker winding 3
  • the winding ring 3j comprises a winding lug 3b arranged on an internal field of the inner edge of the ring 3j, that is to say the edge closest to the axis of rotation F of the winding rocker 3.
  • This particular configuration of the winding rings 3i, 3j and the arrangement of the escapement wheels 4, 5 in the openings thereof provides decoupling of the dexter winding functions and left winding of the winding lever 3 on the escape wheel 4 in the winding ring 3i for the dexter winding on the one hand, and on the escape wheel 5 in the ring d 3d armage for left armage on the other hand, as will be described in detail later.
  • the escapement wheel 4 engages said winding lug 3a of the winding ring 3i during dexter winding phases of the bistable leaf spring L, the second escapement wheel 5 then being devoid of contact with the winding lug 3b of the winding ring 3j.
  • the escapement wheel 5 engages said winding lug 3b of the winding ring 3j during left-hand winding phases of the bistable leaf spring L, the first escapement wheel 4 then being devoid of contact with the winding lug 3a of the winding ring 3i.
  • the distances R d , R g of application of the winding forces F d , F g applied by the teeth of the escape wheels 4, 5 on the winding lugs 3a, 3b with respect to the axis F during the dextral and sinister winding phases of the winding rocker 3, are different, and therefore the dextral winding torques M d and left M g applied by each escape wheel 4, 5 are necessarily different, the lever arm R g , and therefore the winding torque M g , left hand being in practice less than the lever arm R d and the right winding torque M g while the applied forces F d , F g are equal (the meshing ratio of the escapement wheels 4.5 with the fifth wheel 8 being preferably equal), which leads to the same potential drawbacks as those identified of the earlier mechanism described in WO 2018/002773 .
  • this compensatory device essentially consisting of the provision of an elastic member monostable 10c for compensating for a variation in the driving torque of the winding rocker 3 by the escapement mobiles 4, 5 according to the right and left hand winding rotations.
  • the elastic compensation member advantageously consists of a monostable leaf spring 10c arranged to exert a return force complementary to the winding force applied by the escapement wheel 5 on the lug 3b of the winding rocker 3 during the sinister winding phases, said monostable10c leaf spring preferably working in buckling. It will however be noted that one could in this embodiment also provide a compensation leaf spring 10c working in bending, or even a spiral spring arranged between the frame of the movement for example and the winding rocker 3.
  • the compensation leaf spring 10c preferably extends from a first anchor point C on the frame 10e and a second anchor point on the tail 3k of the winding rocker 3, formed for example in the shape presented by an eyelet 10g at the end of the compensation leaf spring 10c fitting with play in a tenon integral with a tail 3k of the winding rocker 3, at the base of the unlocking lugs 9a, 9b of the fork locking rocker 9.
  • the compensation leaf spring 10c can also be obtained in monolithic form with the frame 10e and its bistable leaf spring L, which comprises two half-blades 10a, 10b interconnected by a 10d part of the trigger rocker.
  • This monolithic assembly can in particular be made of silicon, by deep etching processes, well known in the field of watchmaking and microtechnology in general.
  • each half cycle of the balance 0 comprising, at the level of the escapement, a winding and locking phase during the additional arc of the balance, followed by a unlocking phase, and a relaxation phase during the lift angle.
  • THE figures 2 to 5 represent a first alternation of balance 0 with winding and locking during the additional arc of balance 0 then unlocking and dexter trigger operating during its angle of lift, winding rocker 3 and trigger rocker 2 rotating successively in one direction of dextral rotation, that is to say with a rotation in direction.
  • the dexter arming phase ( Figure 2 ) is initiated when a tooth of the escapement wheel 4, driven by the fifth wheel 8 in a clockwise motion, engages the winding lug 3a of the winding ring 3i, thus applying to the point of meshing a force F d with a lever arm R d with respect to the axis F of rotation of the winding rocker 3, providing a dexter winding torque M d .
  • This dexter winding torque M d rotates the winding rocker 3 around its axis F in the clockwise direction, which imposes what imposes on the two half-blades 10a, 10b to leave a stable state for a metastable state and therefore to cause, by counter reaction of the bistable elastic blade L, forces F e acting on the winding rocker 3 through the eyelets 10e, 10f acting on the tenons 3e, 3f (represented by the lines in bold lines ), without trigger rocker 2 moving.
  • the dextral rotation of the winding rocker 3 also constrains the compensation leaf spring 10c which also undergoes buckling.
  • the monostable compensation leaf spring 10c thus applies to the winding rocker 3 a reaction force F c via its eyelet 3g on the tenon 3g of the winding rocker 3
  • the locking lug 3d of the tail 3k of the winding rocker 3 engages the locking pallet 9d of the locking rocker 9 and hooks with it, operating the dextral locking of the winding rocker 3, and then blocking the leaf spring bistable L in a metastable state, the monostable compensation spring 10c being itself in a state close to its maximum winding state.
  • the trigger rocker 2 is substantially immobile, in stable support by the right outer horn 10j against the stoker J, the balance 0 finishing its ascending dexter supplementary arc or beginning its descending sinistral supplemental arc.
  • balance wheel 0 begins its return to neutral and its second alternation in anti-clockwise rotation on its axis, that is to say its additional descending sinister arc.
  • the dexter unlocking phase begins when the plate pin 1a comes into contact with the left inner horn 2b of the trigger lever 2 and ends when this pin is substantially on the center line.
  • This unlocking analogous to releasing the lever in a Swiss lever escapement, induces an inflection of the bistable leaf spring L around its inflection point I which leaves its metastable state to reach its actual unstable state, thanks to the dextral rotation of the trigger rocker 2 about its axis F.
  • the compensation leaf spring 10c remains in its armed state and in fact even more constrained due to the additional rotation of the winding rocker 3 in the clockwise direction following the relaxation of the bistable leaf spring L, until until the trigger rocker 2 comes into abutment on the left outer horn 10i against the stoker I, the plate pin 1a then leaves the trigger fork and begins its additional arc on the second alternation of balance 0 ( figure 6 And 7 ).
  • the pallet 9d of the locking rocker 9 unhooks from the hook 3d, thus releasing the winding rocker 3, which is free to pursue a small dexter unlocking angle sufficient for this winding lug 3a releases the tooth of the winding mobile 4 hitherto engaged.
  • the two winding wheels, both meshing with their winding pinion 6, 7 at the fifth wheel 8 rotate together until a tooth of the winding wheel 5 meets the winding lug 3b of the winding rocker 3, then initiating the left winding phase of the bistable leaf spring 10 ( figure 6 ).
  • the compensation leaf spring 10c then compensates for the lack of sinistral winding torque M g of the escapement wheel 5 by the progressive release of the elastic energy accumulated during the dextral winding and relaxation phases, which induces a thrust F c on the tail 3k of the winding rocker 3, and therefore a compensation torque M c which, added to the winding torque M g , is capable of overcoming the counter-reaction torque 2 ⁇ F e ⁇ R e necessary to produce the winding of the bistable leaf spring L.
  • the locking pin 3c of the tail 3k of the winding rocker 3 engages the locking pallet 9c of the locking rocker 9 and hooks with it, operating the sinister locking of the winding rocker 3, and then blocking the bistable leaf spring L in a metastable state.
  • the trigger rocker 2 is substantially immobile, in stable support by its left outer horn 10i against the etoqueau I, the balance 0 traversing its entire ascending sinister additional arc and possibly a part of its descending dexter supplementary arch.
  • the pendulum 0 finishes its dexter additional arc descending towards the angel next lift, itself consisting of an unlocking and a sinister trigger.
  • the compensation leaf spring 10c is practically unloaded, close to rest ( figure 8 )
  • the left hand unlocking phase begins when the plate pin 1a comes into contact with the right inner horn 2c of the trigger lever 2 and ends when this pin is substantially on the center line.
  • This unlocking analogous to the release of the anchor in a Swiss lever escapement, induces an inflection of the leaf spring L around its inflection point I which leaves its metastable state to reach its actual unstable state, thanks to the rotation sinister of trigger lever 2 around its axis F. ( figure 8 And 9 ).
  • the pallet 9c of the locking rocker 9 unhooks from the locking lug 3c, thus releasing the winding rocker 3.
  • the rotation of the trigger rocker 2 causes the relaxation of the bistable leaf spring 10 which transmits the elastic energy accumulated in its metastable winding state to the balance 0 and then passes into its first state of stable rest, shown in figure 1 .
  • the compensation leaf spring 10c is then itself also in a disarmed state, and almost unstressed, only has a low state of elastic deformation energy.
  • the bistable leaf spring L is again in a stable state, ready for a new dexter winding and so on.
  • the escapement mechanism of the invention can also be declined in a second embodiment comprising a single escapement wheel 4, like the proposal made in WO 2018/002773 .
  • This second embodiment is shown in a preferred embodiment in figures 10 to 18 .
  • the dexter arming phase ( figure 11 ) is initiated when a tooth of the escapement wheel 4, integral with its pinion 6, itself meshing with the fifth wheel 8 according to a dextral rotation, meshes the winding lug 3a located on the upper arm ( with reference to figure ) of the winding ring 3i, thus applying to the meshing point a force F d with a lever arm R d relative to the axis F of rotation of the winding rocker 3, providing a dexter winding couple M d .
  • This dexter winding torque M d rotates the winding rocker 3 around its axis F in the clockwise direction, which makes it possible to overcome the torque of forces 2 ⁇ F e ⁇ R e coming from the counter-reaction produced by the bistable elastic spring L by its two eyelets 10e, 10f made in its two half-blades 10a, 10b acting on the tenons 3e, 3f of the winding rocker 3, without the trigger rocker 2 moving.
  • the dextral rotation of the winding rocker 3 also constrains the compensation leaf spring 10c which in this case undergoes simple bending.
  • the compensation leaf spring 10c thus applies to the winding rocker a force of reaction F c by its tenon 3g with a lever arm R c , inducing a torque opposite to the dexter winding torque M d .
  • the locking pin 3d of the winding rocker 3 located on the right external field of the winding ring 3i, engages the locking pallet 9d of the locking rocker 9 and hooks with it, operating the locking dexter of the winding rocker 3, and then blocking the bistable leaf spring 10 in a metastable state and the compensating leaf spring 10c in bending.
  • the trigger rocker 2 is substantially immobile, in stable support by its right outer horn 10j against the stoker J, the pendulum 0 finishing its dexter ascending additional arc or beginning its additional sinister descending arch.
  • the escapement wheel 4 then disengages from the winding lug 3a when a tooth of the escapement wheel 4 in turn engages the lug 3b of the winding ring 3i, which substantially corresponds to the moment unlocking ( figure 13 ) effective either after the moment when the plate pin 1a comes into contact with the right horn 2b of the trigger rocker 2 but substantially before the moment when the plate pin 1a is on the center line, initiating the relaxation phase dexter ( figure 13 And 14 ).
  • the pallet 9c of the locking rocker 9 unhooks from the locking lug 3c, thus releasing the winding rocker 3 for the left winding phase of the bistable leaf spring 10 ( figure 15 ).
  • the plate pin 1a strikes the left horn 2b of the trigger rocker fork 2, inducing the inflection of the bistable leaf spring 10 around its point of inflection on the axis F simultaneously with the rotation of the trigger rocker. trigger 2.
  • the rotation of the trigger rocker 2 is driving vis-à-vis the bistable leaf spring L and allows it to leave its metastable state (close to its unstable state) to reach the unstable state proper.
  • the bistable leaf spring L becomes the motor vis-à-vis the relaxation rocker 2 and transmits its accumulated energy to the balance 0 and then passes into a second stable state of rest, in which the concavity of the half-blades 10a, 10b is reversed with respect to that of start of winding, shown in figure 10 Or 11 .
  • the compensation leaf spring 10c remains under maximum bending stress, the dextral complementary rotation of the winding rocker 3 in the clockwise direction then being maximum, the trigger rocker 2 in abutment on its left outer horn 10i against etoqueau I.
  • the plate peg 1a then leaves the fork of the detent rocker 2 and begins its additional sinister ascending arc on the second pendulum alternation 0 ( figure 15 And 16 ).
  • the compensation leaf spring 10c then compensates for the lack of sinister winding torque M g of the escapement wheel 4 by the progressive release of the elastic energy accumulated during the dextral winding and unlocking phases, which induces a thrust F c on the winding rocker 3, and therefore a compensation torque M c which, added to the left winding torque M g , is capable of overcoming the counter-reaction torque 2 ⁇ F e ⁇ R e necessary to produce the winding of the bistable leaf spring L.
  • the locking pin 3c of the winding rocker 3 located on the left outer field of the winding ring 3i engages the locking pallet 9c of the locking rocker 9 and hooks with it, operating the sinister locking of the winding rocker 3, and then blocking the bistable leaf spring L in a metastable state.
  • the trigger rocker 2 is substantially immobile, in stable support by its right outer horn 10j against the etoqueau J, the pendulum 0 finishing to traverse its ascending or beginning sinister supplementary arc its dexter additional arc descending at the end of the locking phase, balance wheel 0 begins its return to neutral, ie its downward dexter additional arc.
  • the compensation leaf spring 10c is in a lower winding state than that which prevailed when the winding rocker 3 was in the dexter locking position ( figure 13 ).
  • the left hand unlocking phase begins when the plate pin 1a comes into contact with the right inner horn 2c of the trigger lever 2 and ends when this pin is substantially on the center line.
  • This unlocking analogous to the release of the anchor in a Swiss lever escapement, induces an inflection of the leaf spring L around its inflection point I which leaves its metastable state to reach its actual unstable state, thanks to the rotation sinister of trigger lever 2 around its axis F. ( figure 17 And 18 ).
  • the pallet 9c of the locking rocker 9 unhooks from the locking lug 3c, thus releasing the winding rocker 3.
  • the relaxation phase begins when the trigger rocker 2 becomes driving and therefore when its left horn 2b collides with the plateau pin 1a.
  • the rotation of the trigger rocker 2 undergoes the relaxation of the bistable leaf spring L which transmits to it the elastic energy accumulated while it was in its unstable winding state on the pendulum and then passes into its stable winding state, shown in figure 17 Or 18 .
  • the compensation leaf spring 10c is then also in a weakly reinforced and therefore weakly stressed state and only has a weak state of elastic deformation energy.
  • the bistable leaf spring L is again in a state of rest, ready for a new dexter winding and so on.
  • the mechanism of the invention thus makes it possible, whatever the embodiment considered, to level the variations in the winding torque applied to the winding rocker 3 by one or more winding wheels. escapements cooperating in mesh with said winding rocker according to the direction of rotation, variations inherent in such a mode of driving the winding rocker.
  • the monostable compensation leaf spring 10c allows with appropriate sizing according to known calculation principles skilled in the art, to adapt the return force of said monostable compensation leaf spring according to the dimensions of the other elements of the escapement mechanism and the characteristics of the bistable elastic blade L, which makes it possible to guarantee tilting alternating winding lever 3 in a perfectly balanced manner, without unnecessary loss of energy or risk of blockage, with increased efficiency compared to similar escapement mechanisms.
  • the compensation leaf spring 10c knowing the mechanical characteristics of the bistable leaf spring L, determining the maximum winding moment necessary for the passage of the half-blades 10a, 10b d from a stable state of rest to their metastable winding state, as well as the dexter and sinister winding lever arms determined by the distance of application of the winding force of the escape wheel(s) 4, 5 relative to the axis F of rotation of the winding rocker 3.
  • the present invention has been described above with reference to two particular preferred embodiments making it possible to demonstrate the relevance of the implementation of a monostable elastic member compensating for the winding torque of a bistable leaf spring in the context a bistable spring escapement with one or more escapement mobiles cooperating in the manner of a gear with a lever for winding the bistable spring. It goes without saying, however, that modifications could be made to these embodiments without departing from the scope of the claims.
  • the winding rocker 3 could take other forms than the one presented, just as the monostable compensation spring could also be arranged differently from the shape presented, provided that its return action on the winding rocker 3 complies to the principles presented in the present invention as defined by the appended claims.
  • the locking of the winding rocker 3 could also be done differently.

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Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie et concerne, plus particulièrement, un mécanisme d'échappement à ressort bistable formé d'une lame travaillant en flambage autour d'un point central d'inflexion en coopération avec une bascule d'armage et une bascule de détente pour transmettre des impulsions d'énergie mécanique d'une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d'horlogerie.
    • État de la technique
  • De tels mécanismes d'échappement, dits à force constante, sont connus depuis bientôt une vingtaine d'année et la publication de la demande de brevet WO 99/64936 . Ils n'ont cependant trouvé une mise en oeuvre pratique qu'il y a une dizaine d'année avec le développement et la maitrise de la technologie de gravure profonde de silicium pour l'horlogerie, permettant la réalisation sous une forme monolithique d'une lame flambée autour d'un point central d'inflexion entre deux points d'ancrage sur un cadre, les points d'ancrage et le point central d'inflexion de la lame flambée étant parfaitement alignés. Ces premières mises en oeuvre pratique ont été décrites notamment dans les demandes WO 2009/118310 ou encore CH 705674 de la demanderesse.
  • Plus récemment, divers perfectionnements ont également été apportés à ces mécanismes d'échappement pour en améliorer le rendement et la fiabilité de fonctionnement, comme par exemple décrit dans les documents CH 710925 et WO 2018/015146 , également au nom de la Demanderesse.
  • Toujours dans le but d'améliorer le rendement d'un tel échappement à lame ressort bistable, la Demande WO 2018/002773 a proposé un mécanisme d'échappement comprenant un ressort-lame bistable et un unique mobile d'échappement pour entraîner une bascule d'armage pendant les phases d'armage, le mobile d'échappement comprenant un organe d'armage coaxial agencé pour coopérer avec la bascule d'armage à la manière d'un engrenage pour faire pivoter la bascule d'armage alternativement dans des sens opposés.
  • Un tel mécanisme est particulièrement séduisant de prime abord car il permet de réduire a priori de manière singulière l'encombrement global du mécanisme par l'utilisation d'un mobile d'échappement unique, qui plus est agencé de manière coaxiale à un mobile d'armage ainsi qu'un mobile de verrouillage qui respectivement coopère sensiblement ponctuellement par des dents pointues, c'est-à-dire avec des frottements réduits, avec un chemin d'armage aménagé dans un anneau solidaire de la bascule d'armage d'une part et avec la bascule de détente d'autre part. Cependant, sur un plan pratique de mise en oeuvre, cette solution s'avère sinon impraticable, à tous le moins inopérante fonctionnellement. En effet, dans la configuration présentée dans cette demande de brevet le mécanisme d'échappement ne peut fonctionner au mieux que lorsque la bascule d'armage et le mobile d'armage pivotent dans un même sens de rotation autour de leur axe de rotation respectif pour armer la lame bistable, qui correspond selon la convention présentée à un sens de rotation horaire. En revanche, lors d'un armage du ressort nécessitant un pivotement de la bascule d'armage en sens opposé à celui de rotation du mobile d'armage, donc en sens antihoraire, le bras de levier entre le point d'application de la force d'armage d'une dent du mobile d'armage et le centre de rotation de la bascule d'armage est nettement inférieur à celui procuré pour la rotation dans le sens horaire de la bascule d'armage. Cette différence de bras de levier induit deux types de fonctionnement fautifs, soit :
    1. 1) Lorsque la bascule d'armage tourne dans le sens inverse du mobile d'armage, le petit bras de levier est insufFisant pour vaincre la force de rappel du ressort bistable et l'amener dans son état métastable ; le mécanisme d'échappement se trouve alors bloqué, à l'arrêt, et de fait l'organe régulateur associé également, de même que le mouvement les comportant.
    2. 2) Si le petit bras de levier permet malgré tout de vaincre la force de rappel du ressort bistable, le couple agissant sur la bascule d'armage est alors trop fort lorsque celle-ci tourne dans le même sens que le mobile d'armage ; il en résulte immanquablement des pertes d'énergie par chocs lors du verrouillage du mécanisme, après que le ressort d'échappement a atteint son état métastable, qui se traduisent par un mauvais rendement de l'échappement.
  • Le but de la présente invention consiste donc à procurer une solution aux défauts fonctionnels de l'approche structurelle d'un mécanisme d'échappement à ressort bistable proposée dans WO 2018/002773 tout en conservant les avantages de ce dernier en termes de rendement et de compacité de construction.
    • Divulgation de l'invention
  • Ce but est atteint grâce à un mécanisme d'échappement dont les caractéristiques sont détaillées dans les revendications.
  • Plus particulièrement, le mécanisme d'échappement de l'invention tel que défini à la revendication 1, comportant :
    • Une lame élastique au comportement bistable obtenu par flambage de ladite lame initialement droite après en avoir rapproché les deux extrémités encastrées de manière symétrique par rapport à un point de pivotement médian correspondant au point d'inflexion de ladite lame élastique une fois celle-ci contrainte en flambage entre ses deux points d'ancrage,
    • une bascule d'armage de ladite lame élastique bistable, mobile en rotation et dont les mouvements sont tangentiellement solidaires de ladite lame élastique et ainsi liée cinématiquement selon une direction sensiblement perpendiculaire en deux points équidistantes du point d'inflexion médian et
    • un mobile d'échappement apte à engrener avec un mobile du rouage de finissage d'un mouvement horloger, et agencé pour transmettre séquentiellement un couple d'entrainement à la bascule d'armage de manière à faire pivoter ladite bascule d'armage alternativement dans un sens horaire et un sens antihoraire pour faire passer ladite lame élastique bistable d'un état stable de repos à un état métastable d'armage, et
    • une bascule de détente solidaire de la lame élastique en son point médian et agencée pour coopérer avec un organe régulateur oscillant d'un dit mouvement horloger à chaque alternance de celui-ci de manière à lui transmettre une impulsion consécutivement à une détente de la lame élastique bistable correspondant au passage d'un dit état d'armage à un dit état de repos symétrique à un état stable de repos précédent.
  • Le mécanisme de l'invention se caractérise en outre en ce qu'il comporte un organe élastique monostable dimensionné de telle manière qu'il compense la variation du couple d'entrainement de la bascule d'armage par le mobile d'échappement en fonction du sens de rotation de ladite bascule d'armage.
  • Le mécanisme de l'invention permet ainsi, grâce à la procuration d'un organe élastique monostable de compensation de palier les variations de couple d'armage appliqué à la bascule d'armage par la roue d'échappement selon le sens de rotation de cette dernière dans une configuration telle que proposée dans WO 2018/002773 , et ainsi, en adaptant la force de rappel de l'organe élastique monostable de compensation en fonction des dimensionnements des autres éléments du mécanisme d'échappement et des caractéristiques de la lame élastique bistable, de garantir le basculement alterné de la bascule d'armage de manière parfaitement équilibrée, sans perte d'énergie inutile ni risque de blocage, avec un rendement accru par rapport aux mécanismes d'échappement analogues. On viabilise et fiabilise ainsi fortement le mécanisme d'échappement.
  • Dans un mode de réalisation de l'invention l'organe élastique monostable de compensation est accouplé à la bascule d'armage et agencé pour exercer sur cette dernière un couple de rappel dans un seul sens de rotation.
  • Dans une variante de réalisation du mécanisme de l'invention, celui-ci comporte un unique mobile d'échappement muni d'un nombre impair de dents périphériques et agencé pour engrener avec des ergots d'armage, sensiblement confondus avec une ligne virtuelle passant par les centres de pivotement dudit mobile d'échappement et de ladite bascule d'armage, ces ergots d'armage étant formés sur un champ interne d'un oeillet de la bascule d'armage et selon une homothétie de rapport k=-1 par rapport au centre dudit oeillet.
  • Dans ce mode de réalisation, il est particulièrement critique de s'assurer que la coopération des dents du mobile d'échappement avec les ergots d'armage implique une variation minimale du couple d'entrainement de la bascule d'armage, malgré la présence de l'organe élastique de compensation. Ceci implique notamment l'ajustement adéquat, au niveau structurel des dents et ergots afin que les angles de levée au mobile d'échappement et à la bascule d'armage et leurs pénétrations dans les deux sens de rotation de la bascule d'armage soient le plus similaires possibles. Pour ce faire, les inventeurs ont pu avantageusement déterminer que le mobile d'échappement et la bascule d'armage devaient être tels que le rapport du rayon dudit mobile d'échappement (RA) sur l'entraxe entre ce mobile d'échappement et la bascule d'armage (RB) soit inférieure à 1/3.
  • Dans une seconde variante de réalisation le mécanisme de l'invention comporte deux mobiles d'échappement identiques munis chacun de dents périphériques et apte à engrener avec à un mobile du rouage de finissage d'un mouvement horloger pour pivoter simultanément dans un même sens autour d'un axe de rotation propre et engrener chacun avec un ergot d'armage formé sur un champ interne d'un premier et d'un second oeillets formés symétriquement sur la bascule d'armage.
  • Dans ces deux variantes de réalisation, l'organe élastique monostable de compensation peut être choisi comme un ressort-lame travaillant en flexion, un ressort-lame travaillant en flambement, ou encore un ressort en spirale.
  • Dans les difFérentes formes de réalisation présentée, l'organe élastique monostable de compensation peut être solidaire en une première extrémité d'un tenon formé sur la bascule d'armage et en une seconde extrémité d'un organe d'ancrage à un élément de bâti d'un dit mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie.
  • De plus, les points d'ancrage de ladite lame élastique bistable sont également de préférence situés sur ledit organe d'ancrage à un élément de bâti d'un mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie.
  • Dans une forme de réalisation particulière, l'organe élastique monostable de compensation est un ressort-lame venu de matière sous forme monolithique avec un cadre de fixation à un élément de bâti d'un mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie.
  • De manière analogue, la lame élastique bistable est également de façon préférée venue de matière sous forme monolithique avec ledit cadre de fixation à un élément de bâti d'un mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie et l'organe élastique de compensation.
  • Préférentiellement, notamment pour ces formes de réalisation monolithique, de la lame élastique bistable et l'organe élastique monostable de compensation sont constitués de silicium. Plus particulièrement la lame élastique et l'organe élastique monostable de compensation, ainsi que le cadre de fixation duquel ils sont venus de matière le cas échéant peuvent être obtenus par des procédés de gravure profonde de silicium.
  • Le mécanisme d'échappement de l'invention comprend également avantageusement une bascule de verrouillage agencée en liaison cinématique avec la bascule de détente et configurée pour bloquer la bascule d'armage dans une première et une deuxième positions extrêmes hors des phases de détente de la lame élastique.
  • De préférence, la bascule de verrouillage comporte une barrette munie à une première extrémité d'une fourchette de liaison à ladite bascule de détente et deux bras de verrouillage s'étendant symétriquement l'un de l'autre depuis ladite barrette et muni chacun à son extrémité libre d'une palette de verrouillage agencée pour coopérer avec un organe de verrouillage complémentaire sur ladite bascule d'armage.
  • Selon une forme de réalisation préférée, ledit organe de verrouillage complémentaire sur ladite bascule d'armage comporte un ergot de verrouillage de forme et d'orientation adaptée pour crocheter une dite palette de verrouillage de la bascule de verrouillage.
  • Enfin, la fourchette de la bascule de verrouillage comporte deux cornes délimitant un espace entre-cornes dans lequel est insérée une cheville de déverrouillage solidaire de la bascule de détente.
    • Brève description des dessins
  • 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, parmi lesquels :
    • les figures 1 à 9 représentent une première variante de réalisation du mécanisme d'échappement selon l'invention, comportant deux mobiles d'échappement et un ressort-lame monostable de compensation travaillant en flambement,
    • les figures 10 à 18 représentent une seconde variante de réalisation du mécanisme d'échappement selon l'invention, comportant un seul mobile d'échappement et un ressort-lame de compensation travaillant en flexion,
    • les figures 19 à 22 représentent les pénétrations respectives de mobiles d'échappements avec les anneaux d'armage de la bascule d'armage du mécansime de l'invention dans les deux variantes de réalisation décrites.
    Mode(s) de réalisation de l'invention
  • On a représenté sur la figure 1 un mécanisme d'échappement pour un mouvement horloger selon l'invention dans un premier mode de réalisation. Ce mécanisme d'échappement comporte une première et une seconde roues d'échappement 4, 5 mobiles chacune en rotation respectivement autour d'un premier axe D et d'un deuxième axe G. Les deux roues d'échappement 4, 5 engrènent un mobile du rouage de finissage d'un mouvement horloger (dont seuls la roue de cinquième 8 et le balancier 0 sont représentés sur les figures), en l'espèce une roue de cinquième 8 mobile en rotation autour d'un axe H, par l'intermédiaire d'un premier et d'un second pignons d'échappement 6, 7 solidaires respectivement de manière coaxiale des dites première et seconde roues d'échappement 4,5.
  • Les roues d'échappement 4, 5 sont agencées pour transmettre une portion d'énergie mécanique d'une source motrice du mouvement horloger, typiquement un ou plusieurs ressorts de barillet(s), au régulateur du mouvement, formé d'un balancier 0 agencé mobile en rotation autour d'un axe K et portant, de manière classique en soit, un double plateau 1 muni sur son grand plateau d'une cheville de plateau 1a. Les roues d'échappement 4, 5 coopèrent pour ce faire avec une bascule d'armage 3 montée pivotante autour d'un axe F et d'un ressort-lame bistable L. Le ressort-lame bistable L est formé d'une lame élastique initialement droite dont les extrémités A, B ont été rapprochées de manière symétrique par rapport à un point médian pour contraindre ladite lame en flambage telle que cette dernière est apte à pivoter autour dudit point médian, formant le point d'inflexion du ressort-lame bistable L, ce point d'inflexion étant situé sur l'axe F de rotation de la bascule d'armage 3. Le ressort-lame bistable L comporte ainsi de part et d'autre de son point d'inflexion deux demi-lames 10a, 10b élastiques, présentant chacune dans un état de repos, dit état stable, une concavité opposée de l'autre demi-lame. Les extrémités A, B formant ancrages du ressort-lame bistable L sont avantageusement solidaires d'un cadre 10e apte à être fixé sur un bâti, par exemple une platine, du mouvement horloger, ledit cadre 10e procurant ainsi par construction la contrainte de flambage nécessaire sur le ressort-lame bistable L, donc sur les demi-lames 10a, 10c.
  • De préférence, le ressort-lame bistable L, les deux demi-lames 10a, 10c et le cadre 10e sont avantageusement formés en tant que pièce monolithique de silicium par des procédés de gravure profonde, ce qui permet d'obtenir des pièces de dimensionnement extrêmement précis conformes aux contraintes et performances calculées au préalable en fonction des dimensionnements des autres pièces de l'échappement mais également du mouvement horloger dans lequel ledit mécanisme d'échappement est mis en oeuvre.
  • Ledit ressort-lame bistable L est destiné de manière connue en soit à accumuler l'énergie mécanique de la source motrice du mouvement transmise par les roues d'échappement 4, 5 à la bascule d'armage 3 sous la forme d'un couple d'entrainement dextre Md (Figure 2, 3), respectivement sénestre Mg (Figure 6, 7), de ladite bascule d'armage 3 autour de l'axe F, ladite bascule d'armage 3 étant solidaire du ressort-lame bistable L sensiblement aux points milieux de chaque demi-lames 10a, 10b située de part et d'autre du point d'inflexion du ressort-lame bistable L.
  • La liaison de la bascule d'armage 3 à chaque demi-lame 10a, 10b est avantageusement réalisée aux extrémités de deux bras de ladite bascule d'armage 3 par l'intermédiaire de deux tenons d'armage 3e, 3f insérés dans des oeillets 10e, 10f correspondant formés de matière au milieu de chaque demi-lame 10a, 10b. La bascule d'armage 3 présente avantageusement une symétrie selon un plan médian passant par les axes de rotation F, respectivement K de la bascule d'armage, respectivement de l'oscillateur,de telle sorte que les points de liaison des bras de liaison de la bascule d'armage 3 au ressort-lame bistable L sont équidistants de l'axe de rotation F de ladite bascule d'armage d'une distance Re, et ainsi apte à appliquer au milieu de chaque demi-lame 10a, 10b une force d'armage Fe du ressort-lame bistable 10 procurant un couple d'armage Me apte à faire passer chaque demi-lame 10a, 10b d'un état stable à un état métastable dit d'armage (représenté sur les figures 2, 3, 6, 7 par des lignes en traits continus forts de chaque demi-lame) dans lequel chaque demi-lame 10a, 10b est chargée d'une énergie élastique ensuite déchargée et transmise au balancier 0 par l'intermédiaire d'une bascule de détente 2.
  • La bascule de détente 2 est agencée solidaire du ressort-lame L en son point d'inflexion et donc mobile en rotation elle-aussi autour de l'axe F, commun à la bascule d'armage 3. Toutefois la bascule de détente 2 est indépendante en rotation de la bascule d'armage 3. La bascule de détente 2 présente (Figure 1B) de façon classique une fourchette de coopération avec le la cheville de plateau 1a du double plateau 1 de balancier 0, ladite fourchette comportant des cornes intérieures 2b, 2c et extérieures 10i, 10j ainsi qu'un dard central 2a destiné à prévenir tout renversement comme dans un échappement à ancre. La bascule de détente 2 ne pivote ainsi autour de l'axe F que sous l'action de la cheville de plateau 1a dans ses cornes de détentes 2b, 2c lors des alternances du balancier 2, transmettant ainsi à ce dernier l'énergie élastique accumulée dans l'état d'armage du ressort-lame bistable L.
  • Selon une forme de réalisation avantageuse, la bascule de détente 2 peut être formée de manière monolithique avec le ressort-lame bistable L, de telle sorte que l'axe de rotation F de la bascule de détente 2 soit confondu au point d'inflexion médian du ressort-lame bistable L. Avantageusement encore, les mouvements de la bascule de détente 2 sont limités par des butées en la forme de goupilles ou d'étoqueaux I, J par exemple intégrés sous forme monolithique eux-aussi avec le cadre 10e et le ressort-lame L, le tout constituant une seul pièce 10 fixé sur la platine du mouvement horloger.
  • À une extrémité opposée à sa fourchette, ladite bascule de détente 2 comporte une cheville de déverrouillage 2d, insérée dans une fourchette de liaison d'une bascule de verrouillage 9 de la bascule d'armage 3. Cette bascule de verrouillage 9 est destinée à opérer le verrouillage de ladite bascule d'armage 3 dans les positions d'armage dextre (rotation horaire de ladite bascule d'armage 3) et sénestre (rotation antihoraire de ladite bascule d'armage 3) du ressort-lame bistable L, dans lesquelles chaque demi-lame 10a, 10b de ce dernier sont dans leur état métastable d'armage. La bascule de verrouillage 9 est montée mobile autour d'un axe de rotation H, dans l'exemple présenté commun à la roue de cinquième 8, mais qui pourrait être agencé autrement également. Elle comporte une barrette centrale 9e dont un extrémité libre, opposée à l'axe de rotation H, comporte une première et une deuxième cornes de déverrouillage 9a, 9b définissant la fourchette de liaison à la bascule de détente 2, entre lesquelles s'étend la cheville de déverrouillage 2d. À l'opposé des cornes de déverrouillage 9a, 9b s'étendent de manière symétrique par rapport à l'axe de rotation H et la barrette centrale 9e deux bras de verrouillage portant en leur extrémité libre une palette de verrouillage droite 9c et une palette de verrouillage gauche 9d respectivement, agencées pour coopérer avec des ergots de verrouillage 3c, 3d de la bascule d'armage 3, formés sur une queue de verrouillage 3k de ladite bascule de verrouillage 3, ladite queue de verrouillage étant visible en plus de détails sur les figures 4 et 5.
  • L'armage du ressort-lame bistable L résulte comme évoqué précédemment de la transmission du couple mécanique d'entrainement de la source motrice du mouvement horloger à la bascule d'armage 3. Cette transmission de couple s'effectue selon le mécanisme d'échappement de l'invention par engrènement des dents des roues d'échappement 4,5 avec des ergots d'armage 3a, 3b formés sur un champ interne d'un premier et d'un second anneau d'armage 3i, 3j, équidistants de l'axe médian de la bascule d'armage 3 comme les bras de liaison au ressort-lame bistable L, lesdits anneaux d'armage 3i, 3j délimitant chacun une ouverture oblongue dans laquelle est logée une des roues d'échappement 4, 5.
  • Plus particulièrement la première roue d'échappement 4 s'étend dans l'ouverture oblongue délimitée par l'anneau d'armage 3i, et la seconde roue d'échappement 5 s'étend dans l'ouverture de l'anneau d'armage 3j. L'anneau d'armage 3i comporte un ergot d'armage 3a agencé sur un champ interne du bord extérieur de l'anneau 3i, c'est-à-dire le bord le plus éloigné de l'axe de rotation F de la bascule d'armage 3, et l'anneau d'armage 3j comporte un ergot d'armage 3b agencé sur un champ interne du bord intérieur de l'anneau 3j, c'est-à-dire le bord le plus proche de l'axe de rotation F de la bascule d'armage 3. Cette configuration particulière des anneaux d'armage 3i, 3j et l'agencement des roues d'échappement 4, 5 dans les ouvertures de ceux-ci procure un découplage des fonctions d'armage dextre et d'armage senestre de la bascule d'armage 3 sur la roue d'échappement 4 dans l'anneau d'armage 3i pour l'armage dextre d'une part, et sur la roue d'échappement 5 dans l'anneau d'armage 3j pour l'armage senestre d'autre part, comme il sera décrit en détail par la suite.
  • Ainsi, la roue d'échappement 4 engrène ledit ergot d'armage 3a de l'anneau d'armage 3i lors de phases d'armage dextre du ressort-lame bistable L, la seconde roue d'échappement 5 étant alors dépourvue de contact avec l'ergot d'armage 3b de l'anneau d'armage 3j. Inversement, la roue d'échappement 5 engrène ledit ergot d'armage 3b de l'anneau d'armage 3j lors de phases d'armage senestre du ressort-lame bistable L, la première roue d'échappement 4 étant alors dépourvue de contact avec l'ergot d'armage 3a de l'anneau d'armage 3i.
  • Selon cette configuration, les distances Rd, Rg d'application des forces d'armage Fd, Fg appliquées par les dents des roues d'échappement 4, 5 sur les ergots d'armage 3a, 3b par rapport à l'axe F lors des phases d'armage dextre et sénestre de la bascule d'armage 3, sont difFérents, et donc les couples d'armage dextre Md et senestre Mg appliqués par chaque roue d'échappement 4, 5 sont nécessairement difFérents, le bras de levier Rg, et donc le couple d'armage Mg, senestre étant en pratique inférieur au bras de levier Rd et au couple d'armage dextre Mg alors que les forces appliquées Fd, Fg sont égales (le rapport d'engrènement des roues d'échappement 4,5 avec la roue de cinquième 8 étant de préférence égal), ce qui entraine les mêmes inconvénients potentiels que ceux identifiés du mécanisme antérieur décrit dans WO 2018/002773 .
  • Ces inconvénients sont toutefois supprimés dans le mécanisme de l'invention par la procuration d'un dispositif de compensation de cette différence des couples d'armage dextre Md et sénestre Mg, ce dispositif compensatoire consistant essentiellement en la procuration d'un organe élastique monostable 10c de compensation d'une variation du couple d'entrainement de la bascule d'armage 3 par les mobiles d'échappement 4, 5 selon les rotations d'armage dextre et senestre.
  • Dans la forme de réalisation représentée, l'organe élastique de compensation est avantageusement constitué d'un ressort-lame monostable 10c agencé pour exercer une force de rappel complémentaire à la force d'armage appliquée par la roue d'échappement 5 sur l'ergot 3b de la bascule d'armage 3 lors des phases d'armage sénestre, ledit ressort-lame monostable10c travaillant de préférence en flambage. On notera toutefois que l'on pourrait dans ce mode de réalisation également prévoir un ressort-lame de compensation 10c travaillant en flexion, ou bien encore un ressort en spirale agencé entre le bâti du mouvement par exemple et la bascule d'armage 3.
  • Le ressort-lame de compensation 10c s'étend de préférence depuis un premier point d'ancrage C sur le cadre 10e et une second point d'ancrage sur la queue 3k de la bascule d'armage 3, formé par exemple dans la forme présentée par un oeillet 10g à l'extrémité du ressort-lame de compensation 10c s'ajustant avec jeu dans un tenon solidaire d'une queue 3k de la bascule d'armage 3, à la base des cornes de déverrouillage 9a, 9b de la fourchette de bascule de verrouillage 9. Avantageusement, le ressort-lame de compensation 10c peut lui aussi être obtenu sous forme monolithique avec le cadre 10e et son ressort-lame bistable L, qui comporte deux demi-lames 10a,10b reliées entre-elles par une partie 10d de la bascule de détente. Ce ensemble monolitique peut notammment être réalisé en silicium, par des procédés de gravure profonde, bien connus dans le domaine de l'horlogerie et des microtechniques de manière générale.
  • Le fonctionnement du mécanisme d'échappement de l'invention et ses conditions de fonctionnement vont maintenant être présentés en détails en référence aux figures 2 à 9, qui montrent un cycle de fonctionnement complet sur deux alternances du balancier 0 du mouvement horloger associé, chaque alternance du balancier 0 comprenant au niveau de l'échappement une phase d'armage et de verrouillage durant l'arc supplémentaire du balancier, auxquelles succèdent une phase de déverrouillage, et une phase de détente durant l'angle de levée.
  • Les figures 2 à 5 représentent une première alternance du balancier 0 avec un armage et un verrouillage durant l'arc supplémentaire du balancier 0 puis un déverouillage et une détente dextre opérant durant son angle de levée, les bascule d'armage 3 et de détente 2 tournant successivement selon un sens de rotation dextre, c'est-à-dire avec une rotation en sens.
  • La phase d'armage dextre (Figure 2) est initiée lorsqu'une dent de la roue d'échappement 4, entrainée par la roue de cinquième 8 suivant un mouvement horaire, engrène l'ergot d'armage 3a de l'anneau d'armage 3i, appliquant ainsi au point d'engrènement une force Fd avec un bras de levier Rd par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage 3, procurant un couple d'armage dextre Md. Ce couple d'armage dextre Md fait pivoter la bascule d'armage 3 autour de son axe F dans le sens horaire, ce qui impose ce qui impose aux deux demi-lames 10a, 10b de quitter un état stable pour un état métastable et donc de provoquer, par contre réaction de la lame élastique bistable L, des forces Fe agissant sur la bascule d'armage 3 par l'entremise des oeillets 10e, 10f agissant sur les tenons 3e, 3f (représenté par les lignes en traits forts), sans que la bascule de détente 2 ne bouge. Concomitamment, la rotation dextre de la bascule d'armage 3 contraint également le ressort-lame de compensation 10c qui subit également un flambage. Le ressort-lame monostable de compensation10c applique ainsi à la bascule d'armage 3 une force de réaction Fc par son oeillet 3g sur le tenon 3g de la bascule d'armage 3
  • À la fin de la rotation d'armage dextre de la bascule d'armage (figure 3) l'ergot de verrouillage 3d de la queue 3k de la bascule d'armage 3 engage la palette de verrouillage 9d de la bascule de verrouillage 9 et crochète avec elle, opérant le verrouillage dextre de la bascule d'armage 3, et bloquant alors le ressort-lame bistable L dans un état métastable, le ressort de compensation monostable 10c étant quant à lui dans un état proche de son état d'armage maximal. Durant toute la phase d'armage dextre et de verrouillage dextre, la bascule de détente 2 est sensiblement immobile, en appui stable par la corne extérieure droite 10j contre l'étoqueau J, le balancier 0 finissant de parcourir son arc supplémentaire dextre ascendant ou débute son arc supplémentaire sénestre descendant. À la fin de la phase de verrouillage le balancier 0 entame son retour vers le point mort et sa seconde alternance en rotation antihoraire sur son axe, c'est-à-dire son arc supplémentaire senestre descendant.
  • La phase de déverrouillage dextre débute lorsque la cheville de plateau 1a entre en contact avec la corne intérieure gauche 2b de la bascule de détente 2 et s'achève lorsque cette cheville est sensiblement sur la ligne des centres. Ce déverrouillage, analogue au dégagement de l'ancre dans un échappement à ancre suisse, induit une inflexion du ressort lame bistable L autour de son point d'inflexion I qui quitte son état métastable pour atteindre son état instable proprement dit, cela grâce à la rotation dextre de la bascule de détente 2 autour de son axe F. Une fois l'état instable du ressort-lame L outrepassé, la rotation de la bascule de détente 2 subit la détente du ressort-lame bistable L qui transmet l'énergie élastique accumulée dans son état instable d'armage au balancier 0 et passe alors dans un second état de repos stable, dans lequel la concavité des demi-lames 10a, 10b est inversée par rapport à celle de début d'armage, représenté à la figure 1 ou 2. En revanche, le ressort-lame de compensation 10c reste lui en état armé et de fait même plus contraint du fait de la rotation complémentaire de la bascule d'armage 3 dans le sens horaire consécutivement à la détente du ressort-lame bistable L, jusqu'à ce que la bascule de détente 2 vienne en butée sur la corne extérieure gauche 10i contre l'étoqueau I, la cheville de plateau 1a quittant alors la fourchette de détente et entamant son arc supplémentaire sur la seconde alternance de balancier 0 (figures 6 et 7). À cet instant, la palette 9d de la bascule de verrouillage 9 décrochète d'avec le crochet 3d, libérant ainsi la bascule d'armage 3, qui se trouve libre de poursuivre un petit angle de déverrouillage dextre suffisant à ce son ergot d'armage 3a libère la dent du mobile d'armage 4 jusqu'alors en prise. Les deux roue d'armage, engrenant toute deux avec par leur pignon d'armage 6, 7 à la roue de cinquième 8 tournent de concert jusqu'à ce qu'une dent de la roue d'armage 5 rencontre l'ergot d'armage 3b de la bascule d'armage 3, initiant alors la phase d'armage senestre du ressort-lame bistable 10 (figure 6).
  • L'engrènement de la dent de la roue d'échappement 5, elle aussi entrainée par la roue de cinquième 8 suivant un mouvement horaire, avec l'ergot d'armage 3b de l'anneau d'armage 3j, applique cette fois ainsi au point d'engrènement une force Fg avec un bras de levier Rg par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage 3, procurant un couple d'armage sénestre Mg. Ce couple d'armage sénestre Mg est nécessairement inférieur au couple d'armage dextre Md dans la mesure où le bras de levier Rg est inférieur au bras de levier Rd d'application de la force Fd sur l'ergot 3a. En pratique, du fait de cette différence structurelle inhérente, le couple d'armage sénestre Mg est insufFisant pour faire pivoter la bascule d'armage 3 autour de son axe F dans le sens antihoraire et amener les demi-lames 10a, 10b à leur état d'armage métastable (représenté par les lignes trait continu fort). Cependant, le ressort-lame de compensation 10c vient alors compenser le manque de couple d'armage sénestre Mg de la roue d'échappement 5 par la libération progressive de l'énergie élastique accumulée lors des phases d'armage et de détente dextre, qui induit une poussée Fc sur la queue 3k de la bascule d'armage 3, et donc un couple de compensation Mc qui, additionné au couple d'armage Mg, soit apte à vaincre le couple de contre-réaction 2 × Fe × Re nécessaire pour produire l'armage du ressort-lame bistable L.
  • À la fin de la rotation d'armage sénestre de la bascule d'armage (figure 7) l'ergot de verrouillage 3c de la queue 3k de la bascule d'armage 3 engage la palette de verrouillage 9c de la bascule de verrouillage 9 et crochète avec elle, opérant le verrouillage sénestre de la bascule d'armage 3, et bloquant alors le ressort-lame bistable L dans un état métastable. Durant toute la phase d'armage sénestre et de verrouillage sénestre, la bascule de détente 2 est sensiblement immobile, en appui stable par sa corne extérieure gauche 10i contre l'étoqueau I, le balancier 0 parcourant tout son arc supplémentaire sénestre ascendant et éventuellement une partie de son arc supplémentaire dextre descendant. À la fin de la phase de verrouillage le balancier 0 fini son arc supplémentaire dextre descendant vers l'ange de levée suivant, lui-même constitué d'un déverrouillage et d'une détente sénestre. Le ressort-lame de compensation 10c est lui pratiquement déchargé, proche du repos (figure 8)
  • La phase de déverrouillage sénestre débute lorsque la cheville de plateau 1a entre en contact avec la corne intérieure droite 2c de la bascule de détente 2 et s'achève lorsque cette cheville est sensiblement sur la ligne des centres. Ce déverrouillage, analogue au dégagement de l'ancre dans un échappement à ancre suisse, induit une inflexion du ressort lame L autour de son point d'inflexion I qui quitte son état métastable pour atteindre son état instable proprement dit, cela grâce à la rotation sénestre de la bascule de détente 2 autour de son axe F. (figures 8 et 9). À cet instant , la palette 9c de la bascule de verrouillage 9 décrochète d'avec l'ergot de verrouillage 3c, libérant ainsi la bascule d'armage 3. La rotation de la bascule de détente 2 provoque la détente du ressort lame bistable 10 qui transmet l'énergie élastique accumulée dans son état métastable d'armage au balancier 0 et passe alors dans son premier état de repos stable, représenté à la figure 1. Le ressort-lame de compensation 10c est alors lui aussi dans un état désarmé, et quasiment non contraint, ne possède plus qu'un faible état d'énergie de déformation élastique. À la fin de la détente, le ressort-lame bistable L est de nouveau dans un état de stable, près pour un nouvel armage dextre et ainsi de suite.
  • Le mécanisme d'échappement de l'invention peut également se décliner sous un second mode de réalisation comportant une unique roue d'échappement 4, à l'instar de la proposition faite dans WO 2018/002773 . Ce second mode de réalisation est représenté dans une forme préférée de réalisation aux figures 10 à 18.
  • En référence aux figures 10a à 10c, le mécanisme d'échappement présente une structure totalement analogue à celle du mode de réalisation des figures 1 à 9, à l'exception de :
    • la procuration d'un unique mobile d'échappement 4 muni d'un nombre impair de dents périphériques et agencé pour engrener avec des ergots d'armage 3a, 3b formés sur un champ interne d'un unique anneau d'armage 3i de la bascule d'armage 3, selon une homothétie de rapport k=-1 par rapport au centre dudit anneau d'armage 3i ;
    • la procuration d'un ressort-lame monostable de compensation 10c travaillant en flexion entre un tenon 3g inséré dans la bascule d'armage 3 grâce à un oeillet 10g fabriqué préférentiellement dans le ressort-lame monostable 10c même, l'extrémité opposée du ressort lame monostable 10c étant solidaire en un point d'encastrement C d'un cadre de soutien 10h, lui-même pouvant supporter en des points d'encastrements A, B les demi-lames élastique 10a, 10b.
  • On notera toutefois que l'on pourrait dans ce mode de réalisation également prévoir un ressort-lame de compensation 10c travaillant en flambage comme dans le premier mode de réalisation, ou bien encore un ressort en spirale agencé entre le bâti du mouvement par exemple et la bascule d'armage 3.
  • Le reste du mécanisme d'échappement et son fonctionnement sont de fait rigoureusement analogues, comme décrit ci-après en référence aux figures 11 à 18.
  • La phase d'armage dextre (figure 11) est initiée lorsqu'une dent de la roue d'échappement 4, solidaire de son pignon 6, lui-même engrenant avec la roue de cinquième 8 selon une rotation dextre, engrène l'ergot d'armage 3a situé sur le bras supérieur (en référence à la figure ) de l'anneau d'armage 3i, appliquant ainsi au point d'engrènement une force Fd avec un bras de levier Rd par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage 3, procurant un couple d'armage dextre Md. Ce couple d'armage dextre Md fait pivoter la bascule d'armage 3 autour de son axe F dans le sens horaire, ce qui permet de vaincre le couple de forces 2 × Fe × Re provenant de la contre-réaction produite par le ressort élastique bistable L par ses deux oeillets 10e, 10f pratiqués en ses deux demi-lames 10a, 10b agissant sur les tenon 3e, 3f de la bascule d'armage 3, sans que la bascule de détente 2 ne bouge. Concomitamment, la rotation dextre de la bascule d'armage 3 contraint également le ressort-lame de compensation 10c qui dans, ce cas subit, une flexion simple. Le ressort-lame de compensation 10c applique ainsi sur la bascule d'armage une force de réaction Fc par son tenon 3g avec un bras de levier Rc, induisant un couple opposé au couple d'armage dextre Md.
  • À la fin de la rotation d'armage dextre de la bascule d'armage (figure 12) l'ergot de verrouillage 3d de la bascule d'armage 3, situé sur le champ externe droit de l'anneau d'armage 3i, engage la palette de verrouillage 9d de la bascule de verrouillage 9 et crochète avec elle, opérant le verrouillage dextre de la bascule d'armage 3, et bloquant alors le ressort-lame bistable 10 dans un état métastable et le ressort-lame de compensation 10c en flexion. Durant toute la phase d'armage dextre et de verrouillage dextre, la bascule de détente 2 est sensiblement immobile, en appui stable par sa corne extérieure droite 10j contre l'étoqueau J, le balancier 0 finissant de parcourir son arc supplémentaire ascendant dextre ou débutant son arc supplémentaire descendant sénestre.
  • La roue d'échappement 4 désengrène ensuite de l'ergot d'armage 3a lorsqu'une dent de la roue d'échappement 4 engrène à son tour l'ergot 3b de l'anneau d'armage 3i , ce qui correspond sensiblement au moment du déverrouillage (figure 13) effectif soit après le moment ou la cheville de plateau 1a entre en contact avec la corne droite 2b de la bascule de détente 2 mais sensiblement avant le moment ou la cheville de plateau 1a se trouve sur la ligne des centre, initiant la phase de détente dextre (figure 13 et 14). À cet instant, la palette 9c de la bascule de verrouillage 9 décrochète d'avec l'ergot de verrouillage 3c, libérant ainsi la bascule d'armage 3 pour la phase d'armage senestre du ressort-lame bistable 10 (figure 15). La cheville de plateau 1a vient percuter la corne gauche 2b de la fourchette de bascule de détente 2, induisant l'inflexion du ressort-lame bistable 10 autour de son point d'inflexion sur l'axe F simultanément à la rotation de la bascule de détente 2. Dans un premier temps correspondant à la phase de déverrouillage, la rotation de la bascule de détente 2 est motrice vis-à-vis du ressort-lame bistable L et lui permet de quitter son état métastable (proche de son état instable) pour atteindre l'état instable proprement dit. Dans un second temps correspondant à la phase de détente, une fois outrepassé cet état instable, le ressort-lame bistable L devient moteur vis-à-vis de la bascule de détente 2 et lui transmet son énergie accumulée au balancier 0 et passe alors dans un second état de repos stable, dans lequel la concavité des demi-lames 10a, 10b est inversée par rapport à celle de début d'armage, représenté à la figure 10 ou 11. En revanche, le ressort-lame de compensation 10c reste lui en contrainte de flexion maximale, la rotation complémentaire dextre de la bascule d'armage 3 dans le sens horaire étant alors maximale, la bascule de détente 2 en butée sur sa corne extérieure gauche 10i contre l'étoqueau I. La cheville de plateau 1a quitte alors la fourchette de la bascule de détente 2 et entame son arc supplémentaire ascendant sénestre sur la seconde alternance de balancier 0 (figures 15 et 16).
  • Durant la phase d'armage sénestre, alors que la bascule de détente 2 s'appuie contre l'étoqueau gauche I, une dent de la roue d'échappement 4 engrène avec l'ergot d'armage 3b de l'anneau d'armage 3j, applique cette fois ainsi au point d'engrènement une force Fg avec un bras de levier Rg par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage 3, procurant un couple d'armage sénestre Mg. Ce couple d'armage sénestre Mg est nécessairement inférieur au couple d'armage dextre Md dans la mesure où le bras de levier Rg est inférieur au bras de levier Rd d'application de la force Fd sur l'ergot 3a. Le ressort-lame de compensation 10c vient alors compenser le manque de couple d'armage sénestre Mg de la roue d'échappement 4 par la libération progressive de l'énergie élastique accumulée lors des phases d'armage et de déverouillage dextre, qui induit une poussée Fc sur la bascule d'armage 3, et donc un couple de compensation Mc qui additionné au couple d'armage sénestre Mg soit apte à vaincre le couple de contre-réaction 2 × Fe × Re nécessaire pour produire l'armage du ressort-lame bistable L.
  • À la fin de l'armage sénestre de la bascule d'armage (figure 16) l'ergot de verrouillage 3c de la bascule d'armage 3, situé sur le champ externe gauche de l'anneau d'armage 3i engage la palette de verrouillage 9c de la bascule de verrouillage 9 et crochète avec elle, opérant le verrouillage sénestre de la bascule d'armage 3, et bloquant alors le ressorts-lame bistable L dans un état métastable. Durant toute la phase d'armage sénestre et de verrouillage sénestre, la bascule de détente 2 est sensiblement immobile, en appui stable par sa corne extérieure droite 10j contre l'étoqueau J, le balancier 0 finissant de parcourir son arc supplémentaire sénestre ascendant ou débutant son arc supplémentaire dextre descendant à la fin de la phase de verrouillage, le balancier 0 entame son retour vers le point mort soit son arc supplémentaire dextre descendant. Le ressort-lame de compensation 10c est dans un état d'armage inférieur à celui qui avait cours lorsque la bascule d'armage 3 était dans la position de verrouillage dextre (figure 13).
  • La phase de déverrouillage sénestre débute lorsque la cheville de plateau 1a entre en contact avec la corne intérieure droite 2c de la bascule de détente 2 et s'achève lorsque cette cheville est sensiblement sur la ligne des centres. Ce déverrouillage, analogue au dégagement de l'ancre dans un échappement à ancre suisse, induit une inflexion du ressort lame L autour de son point d'inflexion I qui quitte son état métastable pour atteindre son état instable proprement dit, cela grâce à la rotation sénestre de la bascule de détente 2 autour de son axe F. (figures 17 et 18). À cette instant, la palette 9c de la bascule de verrouillage 9 décrochète d'avec l'ergot de verrouillage 3c, libérant ainsi la bascule d'armage 3. La phase de détente débute lorsque la bascule de détente 2 devient motrice et donc lorsque sa corne gauche 2b vient percuter la cheville de plateau 1a. Pour ce faire, une fois l'état instable du ressort-lame L outrepassé, la rotation de la bascule de détente 2 subit la détente du ressort-lame bistable L qui lui transmet l'énergie élastique accumulée alors qu'il se trouvait dans son état d'armage instable au balancier et passe alors dans son état d'armage stable, représenté à la figure 17 ou 18. Le ressort-lame de compensation 10c est alors lui aussi dans un état faiblement armé et donc faiblement contraint et ne possède plus qu'un faible état d'énergie de déformation élastique. À la fin de la détente, le ressort-lame bistable L est de nouveau dans un état de repos, prêt pour un nouvel armage dextre et ainsi de suite.
  • Comme on comprend de la description qui précède, le mécanisme de l'invention permet ainsi quel que soit le mode de réalisation considéré, de palier les variations de couple d'armage appliqué à la bascule d'armage 3 par une ou plusieurs roues d'échappements coopérant en engrènement avec ladite bascule d'armage selon le sens de rotation, variations inhérentes à un tel mode d'entrainement de la bascule d'armage. Le ressort-lame monostable de compensation 10c, qu'il soit agencé pour travailler en flambage ou en flexion, ou encore qu'il soit en spirale, permet avec un dimensionnement approprié selon des principes de calculs connus de l'Homme du métier, d'adapter la force de rappel dudit ressort-lame monostable de compensation en fonction des dimensionnements des autres éléments du mécanisme d'échappement et des caractéristiques de la lame élastique bistable L, ce qui permet de garantir le basculement alterné de la bascule d'armage 3 de manière parfaitement équilibrée, sans perte d'énergie inutile ni risque de blocage, avec un rendement accru par rapport aux mécanismes d'échappement analogues.
  • La compensation effectives des difFérences de couples d'armage dextre et sénestre du ressort-lame bistable 10 implique de pouvoir concevoir et produire l'organe élastique de compensation, c'est-à-dire le ressort-lame de compensation 10c, de manière idoine pour que celui-ci ne produise que la force Fc requise pour compenser exactement la variation des couples d'armage dextre Md = Fd × Rd et sénestre Mg = Fg × Rg imputable à la différence de bras de levier Rd > Rg lorsque l'armage des demi-lames 10a, 10b du ressort-lame bistable L requiert le couple d'armage maximum Me = Fe × Re au niveau de la bascule d'armage 3. Les inventeurs ont ainsi déterminés que cette force de compensation Fc pouvait être déterminée selon la relation suivante : F c = 2 ⋅ F e ⋅ R e R c ⋅ R g − R g R g + R d
    Figure imgb0001
     Où :
    • Fe est la force appliquée par la bascule d'armage sensiblement aux milieux des demi-lames 10a 10b ;
    • Re est le bras de levier de la force Fe par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage ;
    • Re est le bras de levier de la force Fc par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage
    • Rg est le bras de levier de la force Fg d'armage sénestre par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage
    • Rd est le bras de levier de la force Fd d'armage dextre par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage.
  • En faisant le changement de variables permettant d'exprimer les couples d'armage maximum (Me = 2 × Fe × Re) et de correction (Mc = Fc × Mc) plutôt que les forces y relative Fe et Fc, on peut exprimer le couple de correction selon la relation simplifiée suivante : M c = M e ⋅ R g − R d R g + R d
    Figure imgb0002
  • En d'autres termes, il est ainsi possible de concevoir et réaliser le ressort-lame de compensation 10c connaissant les caractéristiques mécaniques du ressort-lame bistable L, déterminant le moment d'armage maximal nécessaire au passage des demi-lames 10a, 10b d'un état stable de repos à leur état métastable d'armage, ainsi que les bras de levier d'armage dextre et sénestre déterminés par la distance d'application de la force d'armage de la ou des roues d'échappement 4, 5 par rapport à l'axe F de rotation de la bascule d'armage 3.
  • D'autres paramètres sont également à prendre en compte afin de garantir une construction optimale du mécanisme d'échappement de l'invention. Ces paramètres sont notamment les angles de levée (αd, αg) dextre et sénestre de la (les) roue(s) d'échappement 4, 5, les angles de levée (εd, εg) dextre et sénestre de la bascule d'armage 3, ou encore les pénétrations dextre et sénestre (Pd, Pg) entre la (les) roue(s) d'échappement 4, 5 et la bascule d'armage 3. Ces différents paramètres sont notamment représentés sur les figures 19 à 22. Il apparait cependant qu'il est difficile, voire impossible de concilier par une même construction les conditions de fonctionnement optimales théoriques sur chacun de ces paramètres. En effet, si l'on considère les angles de levée (αd, αg) dextre et sénestre de la (les) roue(s) d'échappement 4, 5, il est préférable d'avoir ceux-ci équivalents (αd = αg). Cependant, cette condition impose alors une pénétration dextre plus faible que la pénétration sénestre (Pd < Pg) et l'angle de levée dextre de la bascule d'armage 3 sera plus faible que son angle de levée sénestre (εd < εg).
  • De façon analogue, si l'on souhaite des angles de levées de la bascule d'armage équivalents (εd = εg), alors la pénétration dextre sera plus forte que la pénétration sénestre (Pd > Pg) et l'angle de levée dextre de la roue d'échappement sera plus faible que son angle de levée sénestre (αd, αg).
  • Enfin si l'on souhaite obtenir des pénétrations égales (Pd = Pg) entre la (les) roue(s) d'échappement 4, 5 et la bascule d'armage 3 alors l'angle de levée dextre de la roue d'échappement sera plus fort que son angle de levée sénestre (αd, αg) et l'angle de levée dextre de la bascule d'armage sera plus faible que son angle de levée sénestre (εd < εg).
  • Ainsi, aucun des optimums individuels de construction sus-évoqué ne permet d'atteindre les optimums des autres paramètres simultanément. Cependant, les inventeurs ont pu déterminer que dans toutes les conditions optimales considérées pour chaque paramètre de construction ci-dessus, les défauts répertoriés sur les autres paramètres auront d'autant moins d'importance que le rapport entre le rayon Ra de la (les) roue(s) d'échappement 4, 5 et l'entraxe Rb entre cette (ces) roue(s) d'échappement 4, 5 et la bascule d'armage 3 sera petit. Pour minimiser ces défauts, il faut donc, dans tous les cas, minimiser le rapport Ra/Rb, ce dernier devant en pratique idéalement être inférieur à 1/3.
  • La présente invention a été décrite ci-dessus en référence à deux modes de réalisation particuliers préférés permettant de démontrer la pertinence de la mise en oeuvre d'un organe élastique monostable compensateur de couple d'armage d'un ressort-lame bistable dans le cadre d'un échappement à ressort bistable avec ou plusieurs mobiles d'échappement coopérant à la manière d'un engrenage avec une bascule d'armage du ressort bistable. Il va cependeant de soi que des modifications pourraient être apporter à ces modes de réalisation sans sortir du cadre des revendications. La bascule d'armage 3 pourrait prendre d'autres formes que celle présentée, tout comme le ressort monostable de compensation pourrait lui aussi être agencé différemment de la forme présentée, pour autant que son action de rappel sur la bascule d'armage 3 soit conforme aux principes présentés dans la présente invention telle que définie par les revendications annexées.
  • Le verrouillage de la bascule d'armage 3 pourrait lui aussi être réalisé différement.

Claims (17)

  1. Mécanisme d'échappement horloger, comportant :
    - Une lame élastique bistable (L) travaillant en flambage autour d'un point d'inflexion médian entre deux points d'ancrage (A, B) de ladite lame élastique bistable,
    - une bascule d'armage (3) de ladite lame élastique bistable (L), mobile en rotation et liée cinématiquement selon une direction sensiblement perpendiculaire à ladite lame élastique bistable en deux points équidistants du point d'inflexion médian et
    - au moins un mobile d'échappement (4, 5) solidaire d'au moins un pignon (6, 7) apte à engrener avec un mobile (8) du rouage de finissage d'un mouvement horloger, et agencé pour transmettre séquentiellement un couple d'entrainement à la bascule d'armage (3) de manière à faire pivoter ladite bascule d'armage alternativement dans un sens de rotation horaire et un sens de rotation antihoraire pour faire passer ladite lame élastique bistable (L) d'un état stable de repos à un état métastable d'armage, et
    - une bascule de détente (2) solidaire de la lame élastique bistable (L) en son point d'inflexion médian (I) et agencée pour coopérer avec un organe régulateur (0) oscillant d'un dit mouvement horloger à chaque alternance de celui-ci de manière à lui transmettre une impulsion consécutivement à une détente de la lame élastique bistable (L) correspondant au passage d'un dit état d'armage à un dit état de repos symétrique à l'état stable de repos précédent,
    caractérisé en ce qu'il comporte un organe élastique monostable (10c) de compensation d'une variation du couple d'entrainement de la bascule d'armage (3) par le(s) mobile(s) d'échappement (4, 5) en fonction dudit sens de rotation de ladite bascule d'armage (3).
  2. Mécanisme d'échappement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe élastique monostable de compensation (10c) est accouplé à la bascule d'armage (3) et agencé pour exercer sur cette dernière un couple de rappel dans un seul sens de rotation.
  3. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte un unique mobile d'échappement (4) muni d'un nombre impair de dents périphériques et agencé pour engrener avec des ergots d'armage (3a, 3b) formés sur un champ interne d'un anneau d'armage (3i) de la bascule d'armage (3) selon une homothétie de rapport k=-1 par rapport au centre dudit anneau d'armage.
  4. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comporte deux mobiles d'échappement (4, 5) identiques munis chacun de dents périphériques et solidaire(s) de pignon(s) (6, 7) aptes à engrener avec un mobile (8) du rouage de finissage d'un mouvement horloger pour pivoter simultanément dans un même sens autour d'axes de rotation distincts et engrener chacun avec un ergot d'armage (4a, 4b) formé sur un champ interne d'un premier et d'un second anneaux d'armage (3i, 3j) formés symétriquement sur la bascule d'armage (3), l'indexation de ces mobiles d'échappement (4, 5) étant telle que lorsque l'un des ergots d'armage (4a, 4b) engrène avec l'un des mobiles d'échappement (4, 5), l'autre ergots d'armage (4a, 4b) se trouve entre deux dents de l'autre mobiles d'échappement (4, 5).
  5. Mécanisme d'échappement selon les revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le(s) mobile(s) d'échappement (4, 5) et la bascule d'armage (3) sont dimensionnés et agencés de telle sorte que le rapport du rayon (Ra) du (des) mobile(s) d'échappement à l'entraxe (Rb) entre le(s)dit(s) mobile(s) d'échappement et la bascule d'armage (3) est (sont) tel(s) que : R a R b < 1 / 3 .
    Figure imgb0003
  6. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe élastique monostable de compensation (10c) est un ressort-lame travaillant en flexion.
  7. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe élastique monostable de compensation (10c) est un ressort-lame travaillant en flambement.
  8. Mécanisme d'échappement l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'organe élastique monostable de compensation (10c) est un ressort en spirale.
  9. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'organe élastique de compensation (10c) est un ressort-lame solidaire en une première extrémité (10g) d'un tenon (3g) formé sur la bascule d'armage (3) et en une seconde extrémité (C) d'un organe d'ancrage à un élément de bâti d'un dit mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie.
  10. Mécanisme d'échappement selon la revendication 9, caractérisé en ce que les points d'ancrage (A, B) de ladite lame élastique bistable (L) sont situés sur ledit organe d'ancrage à un élément de bâti du mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie.
  11. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'organe élastique monostable de compensation (10c) est un ressort-lame venu de matière sous forme monolithique avec un cadre de fixation (10h) à un élément de bâti du mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie.
  12. Mécanisme d'échappement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la lame élastique bistable (L) est venue de matière sous forme monolithique avec ledit cadre de fixation (10h) à un élément de bâti du mouvement horloger ou d'une pièce d'horlogerie et l'organe élastique de compensation.
  13. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la lame élastique bistable (L) et l'organe élastique monostable de compensation (10c) sont constitués de silicium.
  14. Mécanisme d'échappement selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une bascule de verrouillage (9) agencée en liaison cinématique avec la bascule de détente (2) et configurée pour bloquer la bascule d'armage (3) dans une première et une deuxième position extrêmes hors des phases de détente de la lame élastique (L).
  15. Mécanisme d'échappement selon la revendication 14, caractérisé en ce que la bascule de verrouillage (9) comporte une barrette munie à une première extrémité d'une fourchette de liaison à ladite bascule de détente (2) et deux bras de verrouillage s'étendant symétriquement l'un de l'autre depuis ladite barrette et muni chacun à son extrémité libre d'une palette de verrouillage (9c, 9d) agencée pour coopérer avec un organe de verrouillage complémentaire (3c, 3d) sur ladite bascule d'armage (3).
  16. Mécanisme d'échappement selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit organe de verrouillage complémentaire sur ladite bascule d'armage comporte un ergot de verrouillage (3c, 3d) de forme et d'orientation adaptée pour crocheter une dite palette de verrouillage (9c, 9d) de la bascule de verrouillage.
  17. Mécanisme d'échappement selon la revendication 15 ou 16, caractérisé en ce que la fourchette de la bascule de verrouillage (9) comporte deux cornes de déverrouillage (9a, 9b) délimitant un espace entre-cornes dans lequel est insérée une cheville (2d) de déverrouillage solidaire de la bascule de détente (2).
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