EP3627242A1 - Optimised magneto-mechanical timepiece escapement mechanism - Google Patents

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EP3627242A1
EP3627242A1 EP18195530.3A EP18195530A EP3627242A1 EP 3627242 A1 EP3627242 A1 EP 3627242A1 EP 18195530 A EP18195530 A EP 18195530A EP 3627242 A1 EP3627242 A1 EP 3627242A1
Authority
EP
European Patent Office
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magnetic
pallet
oscillator
zone
wheel
Prior art date
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Granted
Application number
EP18195530.3A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3627242B1 (en
Inventor
Gianni Di Domenico
Jérôme Favre
Dominique Léchot
Baptiste Hinaux
Olivier Matthey
Pascal Winkler
Marc Stranczl
Michel Willemin
Ahmad Odeh
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Swatch Group Research and Development SA
Original Assignee
Swatch Group Research and Development SA
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Filing date
Publication date
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Priority to EP18195530.3A priority Critical patent/EP3627242B1/en
Priority to JP2019165896A priority patent/JP6796697B2/en
Priority to US16/571,428 priority patent/US11567456B2/en
Priority to CN201910884458.0A priority patent/CN110928170B/en
Publication of EP3627242A1 publication Critical patent/EP3627242A1/en
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C5/00—Electric or magnetic means for converting oscillatory to rotary motion in time-pieces, i.e. electric or magnetic escapements
    • G04C5/005—Magnetic or electromagnetic means
    • 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
    • G04B15/02—Escapements permanently in contact with the regulating mechanism
    • G04B15/04—Cylinder escapements
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/045—Oscillators acting by spring tension with oscillating blade springs
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/04—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means wherein movement is regulated by a balance

Definitions

  • the invention relates to a clock oscillator, comprising at least one resonator, with an inertial mass recalled by elastic return means relative to a fixed structure, said resonator oscillating around an axis of oscillation, said inertial mass bearing an input pallet and an output pallet, said oscillator comprising an exhaust mechanism comprising an escape wheel arranged to rotate about an axis of rotation and comprising end teeth, each arranged to cooperate with said pallet input or with said output pallet for the maintenance of the oscillation of said resonator.
  • the invention also relates to a timepiece movement comprising at least one such oscillator.
  • the invention also relates to a watch comprising at least one such movement and / or at least one such oscillator.
  • the invention relates to the field of clock oscillator mechanisms.
  • Magnetic exhausts without friction are well suited to maintain this type of resonator, as readable in patent applications EP141999882.3 on behalf of THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, or US9715217 in the name of DI DOMENICO, because they allow to obtain high yields.
  • the addition of a mechanical anti-stall makes it possible to guarantee robustness when worn, as in the patent application EP16195405.2 on behalf of THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, but it makes self-starting difficult.
  • the patent EP2889704B1 in the name of NIVAROX-FAR describes an exhaust mechanism including the escape wheel, subjected to a pivoting torque of moment less than a nominal moment, comprises actuators regularly spaced on its periphery, each arranged to cooperate directly with at least one first track of a regulating mobile, in particular a cylindrical track.
  • Each actuator comprises first magnetic stop means forming a barrier and arranged to cooperate with this first track which is magnetized or ferromagnetic, to exert on the first track a torque greater than the nominal moment.
  • Each actuator further comprises second stop means arranged to constitute a stroke limitation stop, arranged to constitute an autonomous exhaust mechanism with at least one first complementary stop surface which the regulating mobile comprises.
  • the invention proposes to provide a robust self-starting exhaust mechanism for maintaining a high frequency and high quality factor resonator.
  • the invention relates to a clockwork oscillator mechanism according to claim 1.
  • the invention also relates to a timepiece movement comprising at least one such oscillator.
  • the invention also relates to a watch comprising at least one such movement and / or at least one such oscillator.
  • the invention proposes to provide a robust self-starting exhaust mechanism to maintain a high frequency, high quality factor resonator with anti-stall properties.
  • the invention is a practical application of the magneto-mechanical escapement, such as that described in the patent application EP2894522 on behalf of NIVAROX-FAR, which combines the advantages of high-efficiency, great robustness and self-starting.
  • the invention adapts, with a markedly improved efficiency, the principle of mechanical cylinder escapements, which have the advantage of ensuring safety in the event of excessive torque, in particular during an impact, but whose high friction level significantly affects the efficiency of the exhaust.
  • the improvement in efficiency results from the elimination of contact and friction in a cylinder escapement, by the placement of magnets, or electrons, or the like, which, judiciously placed, form a magnetic or electrostatic repulsion, which eliminates friction and therefore the main defect of this mechanical cylinder exhaust.
  • Magnets, or the like, placed on the escape wheel act as a contactless stop. Mechanical stops are added to avoid any runaway of the escape wheel in the event of an impact.
  • the invention is here more particularly described in the magnetic alternative. Those skilled in the art will find in the prior art cited above the means of adapting it to an electrostatic, or even magnetic-electrostatic, version.
  • the complete oscillator 300 comprises at least one resonator 100, in particular but not limited to a resonator with at least one inertial mass 1, in particular a pendulum, suspended directly or indirectly from a fixed structure 3, which is intended to be fixed to a plate or similar.
  • This at least one inertial mass 1 is returned by elastic return means.
  • these elastic return means comprise flexible blades 2, as visible on the figures 1 and 2 , and this resonator 100 is maintained by a magneto-mechanical exhaust mechanism 200.
  • these elastic return means may include at least one spiral spring, or the like.
  • At least one inertial mass 1 carries an inlet pallet PE and an outlet pallet PS.
  • the oscillator 300 comprising an escape mechanism 200.
  • the escape mechanism 200 is an intermittent operation mechanism, and conventionally comprises at least one escape wheel 20, arranged to rotate around an axis of rotation OE, and which comprises arms 21 provided with mechanical end teeth 22, arranged to interact alternately with the input pallets PE and output PS. Each of these teeth 22 is arranged to cooperate with the input pallet PE or with the output pallet PS for maintaining the oscillation of the resonator 100.
  • this exhaust mechanism 200 is magneto-mechanical.
  • the escape wheel 20 has at least one magnet 23 at the end of each tooth 22. These teeth 22 are arranged to rest on a mechanical pallet 16, which each entry PE or exit PS pallet includes during the arc free of the resonator 100.
  • the input pallet PE has a first magnetic arrangement 30, the output pallet PS has a second magnetic arrangement 30. And this first magnetic arrangement 30 and this second magnetic arrangement 30 each have an annular sector, centered on the oscillation axis OR of the resonator 100, and defining a first magnetic barrier zone Z1.
  • This first magnetic barrier zone Z1 extends above and / or below the mechanical pallet 16, with reference to the direction of the axis of oscillation OR, over the entire length of this mechanical pallet capable of serving supporting the teeth 22 during the free arc, so as to constitute an escape mechanism with a magnetic cylinder.
  • such an inertial mass 1 comprises a balance 11, in particular made of titanium alloy, comprising adjustment weights 101.
  • This inertial mass 1 is integral with two plates 12, 13, made of silicon, or made of silicon and silicon dioxide, or the like, each comprising a flexible blade 2.
  • the two flexible blades 2 shown here intersect in projection substantially at the level of the axis of oscillation OR of the inertial mass 1.
  • the ends of the two plates, opposite to those fixed to the balance 11, constitute a single mass 4, or two separate masses 4, each suspended by flexible transverse blades 7 and / or at least one rigid beam 6 from an intermediate body 5, itself suspended from the structure fixed 3 by longitudinal flexible blades 8 and / or at least one rigid beam 9.
  • This particular arrangement constitutes an anti-shock table, effective for protecting the flexible pivot formed by r flexible blades 2.
  • Such anti-shock devices intended to protect the blades of the resonator are in particular described in patent applications CH00518 / 18 on behalf of ETA and CH00540 / 18 on behalf of THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT.
  • such devices include such translation tables, allowing the inertial mass 1 of the resonator 100, in particular a balance 11, to be able to move in the event of an impact, and stops centered on the axis of rotation of this inertial mass, in order to retain it without acting on the pivot blades.
  • stops are not visible in the figures, and may consist of pins fixed to a plate or to a bridge, one being an upper pin cooperating with play with an upper bore 18 of the inertial mass 1, and limiting its deflection in the event of an impact, and the other being a lower pin cooperating with play with a lower bore 19 of the inertial mass 1, and limiting its deflection in the event of an impact.
  • this bore 19 passes through both an upper flange 15 and a lower flange 17, which surround a mechanical pallet 16 secured to the inertial mass 1.
  • the resonator 100 includes a stopper with an input pallet PE, and an output pallet PS, each capable, during the oscillation of the resonator 100, of cooperating with escape wheel 20.
  • These input pallets PE and output PS can be separate, or form a monobloc assembly, each is arranged to be fixed integral with the inertial mass 1, and the distal end of each pallet PE, PS is arranged to cooperate with the teeth 22 of the wheel 20
  • Each pallet PE, PS comprises a mechanical pallet 16 provided for mechanical contact with the teeth 22, and this mechanical pallet 16 advantageously ends, but not necessarily, with a pulse plane at the distal end of the pallet concerned, on the side of the escape wheel 20.
  • At least one escape wheel 20 has at least one magnet 23 at the end of each tooth 22.
  • the oscillator 300 has a first magnetic arrangement 30 for the PE inlet pallet and a second magnetic arrangement 30 for the PS output palette, and which are not necessarily identical, as will be seen below.
  • Each magnetic arrangement 30 is arranged to be attached to a pallet, or else forms an integral part of a pallet, at least at the level of an upper flange 15 and / or of a lower flange 17, framing the mechanical pallet 16, and disposed respectively above or below the escape wheel 20; these arrangements above and below are understood with reference to the direction of the axis of oscillation OR of the resonator 100, and of the axis of rotation OE of the escape wheel 20, which is parallel to it.
  • an input pallet PE or an output pallet PS comprises a mechanical pallet 16, arranged to cooperate with the teeth 22 of the wheel 20, and a magnetic arrangement 30 whose magnetic field effect comes in superposition with the potential mechanical interaction surfaces of the mechanical pallet 16.
  • This magnetic arrangement 30 can be produced at the level of different surfaces, in particular of the surfaces of the mechanical pallet 16, more particularly at the edge or beyond the zone of mechanical interaction with the teeth 22 of the wheel 20.
  • at least one such magnetic arrangement 30 is installed under an upper flange 15 and / or on a lower flange 17 of one of the inlet pallets PE or outlet PS.
  • at least one such magnetic arrangement 30 is installed under an upper flange 15 and on a lower flange 17 of one of the inlet pallets PE or outlet PS.
  • such a magnetic arrangement 30 is installed under an upper flange 15 and on a lower flange 17 of each of the inlet pallets PE and outlet PS.
  • the resonator 100 is equipped with PE inlet and PS outlet paddles comprising mechanical paddles 16 substantially tubular, and to which magnets have been added above and below, as visible on the figures 3 and 4 , to constitute these magnetic arrangements 30.
  • all or part of the magnets can be replaced by at least one continuous or pixelated magnetic surface.
  • the magnets 23 of the escape wheel 20 interact in repulsion with the magnets carried by the resonator which are arranged on at least one level, and more particularly on two levels, above and below the wheel 20 according to the diagram. of the figure 4 .
  • the escape wheel 20 starts to rotate in the direction of the arrow, under the effect of the maintenance torque, and it transmits its impulse by magnetic repulsion to the output pallet PS located in the right part of the figure.
  • a mechanical contact, of shock type, between the escape wheel 20 and the output pallet PS makes it possible to absorb the rebounds, as visible in figure 8 .
  • This shock is useful, but not essential for the proper functioning of the exhaust. Indeed, one can achieve a similar exhaust in which the shock does not take place.
  • the advantage that brings a small controlled shock, like this one, is to allow the dissipation of part of the energy, and to limit the recoil of the escape wheel 20.
  • this shock has l advantage of allowing an acoustic measurement of the gait, since, in normal gait, it is then the only audible mechanical contact during the operation of the exhaust.
  • the limitation of the recoil of the wheel brings another advantage which is the possibility of increasing the number of teeth of the escape wheel 20, with equal dimensions.
  • the point at the bottom left of the path T, on the figure 17 corresponds to the relative position of the figure 13 where the magnet 23 traverses the ascending curve curved towards the right, before arriving at an extremum which corresponds to the shock of the figure 14 ;
  • the ascending inflection to the left corresponds to the retreat of the figure 15
  • the ascending trajectory, centered, like the pallet itself, and like its mechanical pallet 16, on the oscillation axis OR of the resonator 10 corresponds to the free arc without friction of the figure 16 , and this free arc can in particular be longer than that illustrated in the figure, the high position corresponding to the figure 5 , before the descending return with clearance on the right on the PE entry pallet as in figure 6 .
  • the trajectory at the level of the output pallet PS is of course similar, the figure 17 shows a magnet 23 in repulsion cooperation with a magnetic pad 32, which includes the magnetic arrangement 30, to give it an impulse.
  • the magnetic arrangement 30 necessarily includes a magnetic barrier 31, substantially concentric with the pallet PE or PS, and its mechanical pallet 16, around the axis of oscillation OR of the resonator 10.
  • Each such magnetic barrier 31, in conjunction with a magnet 23 of the escape wheel 20, makes it possible to avoid any contact, and therefore any friction, in normal operation, between the tooth 22 and the PE or PS pallet concerned.
  • mechanical contact can occur in the event of an impact, during a fall of the watch for example, between on the one hand the mechanical pallet 16 of the PE or PS pallet and on the other hand a tooth 22, which together ensure the safety stop function.
  • the first magnetic barrier zone Z1 is essential, and has the function of repelling the teeth 22 of the escapement wheel 20, and thus makes it possible to remove the mechanical contact so that the free arc is effected without friction.
  • This first magnetic barrier zone Z1 can be more or less intense but it must follow an arc centered on the axis of oscillation OR of the resonator 10. It is possible to increase the intensity of the barrier if one wishes to avoid mechanical shock between the teeth of the escape wheel 20 and the mechanical pallets 16 of the PE and PS pallets. Or conversely it is possible to reduce the intensity of the barrier, if one wishes to minimize the recoil of the escape wheel 20 after the impact.
  • a mechanism comprising only this magnetic barrier 31 is a variant of escapement with a magnetic cylinder, which represents an improvement of the patent EP2889704B1 from NIVAROX-FAR.
  • the magnetic pad 32 of the second self-starting improvement zone Z2 is optional. It is advantageously added to reduce the friction between the escape wheel 20 and the end of the mechanical pallet 16 of the PE or PS pallet at the time of start-up thanks to the magnetic repulsion. This significantly improves self-starting.
  • the length of the magnetic pad 32 as well as its shape is adjusted to optimize self-starting.
  • This magnetic pad 32 also has another effect.
  • the magnet of the escape wheel 20 passes near the magnetic pad, there is magnetic repulsion, which transmits an impulse to the resonator 100 and appreciably improves the efficiency.
  • the magnetic pad 32 comprises at least one magnet, and extends substantially perpendicular to the distal end of the magnetic barrier 31 closest to the escape wheel 20, and on the side of the inlet in cooperation between a magnet 23 and the magnetic arrangement 30 of the PE or PS pallet concerned, forming with the magnetic barrier 31 an inverted capital L.
  • This magnetic pad 32 is not necessarily straight, it can also be slightly curved.
  • this magnetic lug may comprise, at its distal end opposite to the magnetic barrier 31, a magnetic lug, on the side opposite to the escape wheel, and extending the zone where the pulses occur. More particularly, this magnetic lug is located at the distal end in the direction D2- as regards the PE entry pallet, and at the distal end according to the direction D4- with regard to the output pallet PS. More particularly still, this magnetic lug extends in the direction D1- as regards the inlet pallet PE, and in the direction D3- as regards the outlet pallet PS. In another variant not illustrated, the magnetic pad 32 extends in the direction D2 +, respectively D4 +.
  • the second self-starting improvement zone Z2 is not necessarily identical to the zone where the pulses occur, which means that the pulse can be adjusted without affecting the self-starting.
  • the figure 18 shows that the magnet 23 of the wheel 20 interacts twice with the magnetic pad 32: firstly, when the magnet 23 passes into the zone of first pulse ZP, it repels this magnetic pad 32, and thus transmits a first pulse to the resonator 100; then, during the passage of the magnet 23 in the clearance zone and of the second pulse ZD, the magnetic pad 32 constitutes in a way a pass neck, due to the repulsion, and this is the high speed of the magnet 23 on its trajectory T which allows it to easily cross this pass. Immediately after passing the neck, the wheel 20 starts to rotate, and a second pulse is then transmitted to the resonator 100.
  • the repulsion between the magnet 23 and the magnetic pad 32 provides the first pulse to the resonator 100; the second pulse is transmitted after the neck has passed into the clearance zone and the second ZD pulse, similar to what occurs on the input pallet.
  • the magnetic pad 32 is completed by a magnetic heel 33, which is substantially in its alignment, and on the opposite side with respect to the magnetic barrier, that is to say in the direction D2 + at the level of the inlet pallet PE, and in the direction D4 + at the outlet pallet PS.
  • This magnetic heel 33 makes it possible to separate the force from the axis, and tends to drive the magnet 23 tangentially from the escape wheel 20, and makes it possible to combat the force of friction, it allows the repulsion to last until the end of the pallet.
  • This magnetic heel 33 is still useful in terms of overall kinematics, because the magnetic heel 33 located on the output pallet PS allows the next arm 21 of the escape wheel 20 to be sufficiently engaged in cooperation with the magnetic arrangement 30 of the PE entry pallet, so as not to undergo the threshold to be overcome during its passage at the entry into this zone.
  • the total length of the magnetic pad 32 and of the magnetic heel 33 which extends it is close to the half-pitch of the teeth ends 22 on the circle CE which is the envelope of the trajectory of the escape wheel 20.
  • the magnetic heel 33 is arranged by increasing spokes from the axis of rotation OE of the wheel 20 away from said magnetic (32).
  • the magnetic heel 33 is made of a staircase with tapering steps, as visible on the figures 18 and 20 .
  • the total curvilinear length of the magnetic shoe 32 is greater than that of the magnetic heel 33, in order to give a first impulse: at the entry, the whole of the shoe and the heel extends more in the direction D2- than in the direction D2 +, and at the exit, the whole skate and heel extend more in the direction D4- than in the direction D4 +.
  • the addition of such a magnetic pad 32 to the magnetic barrier 31 is advantageous for self-starting: if this magnetic pad does not exist, the escape wheel can, in certain configurations, come into mechanical abutment on the 'distal end of the mechanical pallet 16 of the PE or PS pallet, and the low torque available at the escape wheel 20 does not overcome friction.
  • the advantage of the magnetic pad 32 is therefore to reduce the friction force at the end of the mechanical pallet 16 during start-up, which allows normal self-starting.
  • the quantity of magnet to be used to optimize the pulse therefore depends on the resonator 100 used and on its quality factor. If the quality factor is low, more magnets are added. If the quality factor is high, we put less.
  • the shape of the mechanical pallet 16 can be optimized to minimize losses and also to promote self-starting.
  • the end of the paddles (pulse planes) is optimized to favor starting, but the angle chosen no longer allows the pulse to be transmitted in stationary operation.
  • the mechanical pallets 16 of the pallets be arcs of a circle centered on the axis of rotation of the resonator. If we observe the Figures 18 to 21 it can be seen that in the mechanical contact zone ZC the mechanical pallet 16 of the pallet has been modified, according to a profile 301, to minimize the effect of the impact on the pendulum.
  • This profile 301 can be an inclined plane, or an evolving hollow profile as in the figures, and makes it possible to deflect the force exerted on the pallet downwards according to the representation of the figures, so that the result of the two forces that are this effort , and the upward tangential friction force on the pallet, passes through the axis of oscillation OR of the resonator 10.
  • the magnetic barrier 31 can comprise a similar variation in magnetization.
  • small magnets are added in the third zone Z3 of isochronism correction, in order to adjust the anisochronism of the resonator 100 caused by the escape mechanism 100.
  • the objective is that this induced anisochronism is compensated by that of the resonator 100 so that the total oscillator 300 is perfectly isochronous.
  • the quantity and position of these small magnets is adjusted by iterations until the desired effect is obtained.
  • it may also be a simple ferromagnetic surface, cooperating weakly with the magnets 23 of the teeth 22 of the escapement wheel 20.
  • This third zone Z3 extends, from the point of view of the teeth 22 of the wheel.
  • this third zone Z3 extends, relative to the oscillation axis OR of the resonator, beyond the magnetic barrier zone Z1, and, relative to the axis of rotation OE of the wheel d 'exhaust 20, beyond the distal end of the pallet; when the magnetic arrangement 30 comprises a magnetic pad 32 defining a second zone Z2, and an associated pulse zone, the third zone Z3 is situated, with respect to the axis of rotation OE of the escape wheel 20, at the beyond the second zone Z2.
  • the mechanical paddles 16 carried by the resonator 100 penetrate into the teeth of the escape wheel 20 when the resonator 100 is in its rest position.
  • the penetration values p1 and p2 are shown on the figure 22 .
  • the circle CE which is the envelope of the trajectory of the escape wheel 20.
  • the penetrations p1 and p2, measured from radials coming from the oscillation axis OR of the resonator 10, are necessary for safety reasons, because they prevent any rotation crazy about the escape wheel 20 when the barrel is completely unloaded.
  • a penetration value of 40 micrometers ensures this safety function, while absorbing errors or simply the effect of manufacturing tolerances on the distance between the oscillation axis OR of the resonator 10 and l OE axis of the escape wheel 20.
  • the torque applied to the escape wheel 20 must be sufficient to push the resonator 100 out of its rest position so that the teeth can pass. This can make self-starting difficult when the resonator is mounted on flexible guide.
  • the addition of magnetic pads 32 on the pallets considerably improves self-starting for two reasons. First of all, the magnetic repulsion has the effect of reducing the friction between the teeth and the end of the paddles. On the other hand, this repulsion shifts the rest position of the resonator to the correct side so that the tooth can pass. The result is that the oscillator is self-starting over the majority of the useful torque range.
  • the effect of the magnets of the third zone Z3 of isochronism correction is to produce a slight disturbance of the inertial mass 1, so as to adjust the anisochronism of the exhaust, so that there is compensation with the anisochronism of the resonator 100.
  • This anisochronism correction is not essential but may prove to be advantageous depending on the type of resonator used.
  • this ferromagnetic or weakly magnetized area 34 instead of having magnet pixels in a regular manner as in the anisochronism corrector of the Figures 1 to 22 , one can also imagine a variant in which there is in the third zone Z3 a very thin continuous layer of magnet whose thickness is adjusted, by laser, or other.
  • FIG. 23 Another variant is presented at figure 23 in which there are only two small protuberances 341 on the magnetic barrier 31, in the third zone Z3, which are sufficient to produce the disturbance necessary for the correction of anisochronism.
  • the anisochronism corrector can be placed only on the magnetic pallets of the upper flange 15, or else only on the magnetic pallets of the lower flange 17.
  • the anisochronism is adjustable, by varying the distance between the magnets of the third zone Z3 upper and the magnets of the third zone Z3 lower, which has the effect of varying the intensity of the magnetic field seen by the magnets 23 of the escape wheel 20 when they are in the third zone Z3.
  • the third zone Z3 contains a sacrificial excess of iron or magnets, this sacrificial excess is intended to be, at least in part, selectively removed according to the result of a measurement of the anisochronism of the oscillator 300 complete, for the restoration of its isochronism.
  • the magnetic arrangement 30 is produced with a surplus of pixels of magnets in the third zone Z3, the excess magnets can then be removed by selective laser ablation after having carried out a measurement of the anisochronism.
  • the interaction takes place in attraction rather than in repulsion.
  • the invention also relates to a timepiece movement 500 comprising at least one such oscillator 300.
  • the invention also relates to a watch 1000 comprising at least one such movement 500 and / or at least one such oscillator 300.

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Abstract

Oscillateur (300) avec un résonateur (100), à masse inertielle (1) rappelée par des moyens de rappel élastique (2) et porteuse de palettes d'entrée (PE) et de sortie (PS) coopérant avec des dents (22) d'une roue d'échappement (20) munies chacune d'un aimant (23) chaque palette (PE; PS) comportant un agencement magnétique (30), avec un secteur annulaire, centré sur l'axe d'oscillation (OR) du résonateur (100), définissant une première zone de barrière magnétique (Z1), s'étendant au-dessus et/ou au-dessous d'une palette mécanique (16) que comporte la palette d'entrée (PE) ou de sortie (PS), sur toute la longueur de cette palette mécanique servant d'appui aux dents (22) pendant l'arc libre, de façon à constituer un mécanisme d'échappement à cylindre magnétique.Oscillator (300) with a resonator (100), inertial mass (1) recalled by elastic return means (2) and carrying input (PE) and output (PS) pallets cooperating with teeth (22) an escape wheel (20) each provided with a magnet (23) each pallet (PE; PS) comprising a magnetic arrangement (30), with an annular sector, centered on the axis of oscillation (OR) of the resonator (100), defining a first magnetic barrier zone (Z1), extending above and / or below a mechanical pallet (16) that comprises the input (PE) or output pallet (PS), over the entire length of this mechanical pallet serving as a support for the teeth (22) during the free arc, so as to constitute an exhaust mechanism with a magnetic cylinder.

Description

Domaine de l'inventionField of the invention

L'invention concerne un oscillateur d'horlogerie, comportant au moins un résonateur, avec une masse inertielle rappelée par des moyens de rappel élastique par rapport à une structure fixe, ledit résonateur oscillant autour d'un axe d'oscillation, ladite masse inertielle portant une palette d'entrée et une palette de sortie, ledit oscillateur comportant un mécanisme d'échappement comportant une roue d'échappement agencée pour tourner autour d'un axe de rotation et comportant des dents d'extrémité, chacune agencée pour coopérer avec ladite palette d'entrée ou avec ladite palette de sortie pour l'entretien de l'oscillation dudit résonateur.The invention relates to a clock oscillator, comprising at least one resonator, with an inertial mass recalled by elastic return means relative to a fixed structure, said resonator oscillating around an axis of oscillation, said inertial mass bearing an input pallet and an output pallet, said oscillator comprising an exhaust mechanism comprising an escape wheel arranged to rotate about an axis of rotation and comprising end teeth, each arranged to cooperate with said pallet input or with said output pallet for the maintenance of the oscillation of said resonator.

L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel oscillateur.The invention also relates to a timepiece movement comprising at least one such oscillator.

L'invention concerne encore une montre comportant au moins un tel mouvement et/ou au moins un tel oscillateur.The invention also relates to a watch comprising at least one such movement and / or at least one such oscillator.

L'invention concerne le domaine des mécanismes oscillateurs d'horlogerie.The invention relates to the field of clock oscillator mechanisms.

Arrière-plan de l'inventionInvention background

L'utilisation de guidages flexibles permet de réaliser des résonateurs à haute fréquence et à haut facteur de qualité, comme par exemple dans les demandes de brevets EP2908184 , EP2908185 , EP30350126 , EP3035127 , au nom de THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, EP2891929 au nom de NIVAROX-FAR, EP3054357 au nom de ETA, EP2911012 au nom de CSEM, EP3182214 au nom de AUDEMARS PIGUET, WO2017157870 au nom de LVMH.The use of flexible guides makes it possible to produce high frequency and high quality factor resonators, as for example in patent applications EP2908184 , EP2908185 , EP30350126 , EP3035127 , on behalf of THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, EP2891929 on behalf of NIVAROX-FAR, EP3054357 on behalf of ETA, EP2911012 on behalf of CSEM, EP3182214 on behalf of AUDEMARS PIGUET, WO2017157870 on behalf of LVMH.

Des échappements magnétiques sans frottement sont bien adaptés pour entretenir ce type de résonateur, tel que lisible dans les demandes de brevet EP141999882.3 au nom de THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, ou US9715217 au nom de DI DOMENICO, car ils permettent d'obtenir des rendements élevés. L'ajout d'un anti-décrochage mécanique permet de garantir la robustesse au porté, comme dans la demande de brevet EP16195405.2 au nom de THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, mais il rend l'auto-démarrage difficile.Magnetic exhausts without friction are well suited to maintain this type of resonator, as readable in patent applications EP141999882.3 on behalf of THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, or US9715217 in the name of DI DOMENICO, because they allow to obtain high yields. The addition of a mechanical anti-stall makes it possible to guarantee robustness when worn, as in the patent application EP16195405.2 on behalf of THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT, but it makes self-starting difficult.

Le brevet EP2889704B1 au nom de NIVAROX-FAR décrit un mécanisme d'échappement dont la roue d'échappement, soumise à un couple de pivotement de moment inférieur à un moment nominal, comporte des actionneurs régulièrement espacés sur sa périphérie, chacun agencé pour coopérer directement avec au moins une première piste d'un mobile régulateur, notamment une piste cylindrique. Chaque actionneur comporte des premiers moyens d'arrêt magnétiques faisant barrière et agencés pour coopérer avec cette première piste qui est magnétisée ou ferromagnétique, pour exercer sur la première piste un couple de moment supérieur au moment nominal. Chaque actionneur comporte encore des deuxièmes moyens d'arrêt agencés pour constituer une butée de limitation de course, agencée pour constituer un mécanisme d'échappement autonome avec au moins une première surface complémentaire de butée que comporte le mobile régulateur.The patent EP2889704B1 in the name of NIVAROX-FAR describes an exhaust mechanism including the escape wheel, subjected to a pivoting torque of moment less than a nominal moment, comprises actuators regularly spaced on its periphery, each arranged to cooperate directly with at least one first track of a regulating mobile, in particular a cylindrical track. Each actuator comprises first magnetic stop means forming a barrier and arranged to cooperate with this first track which is magnetized or ferromagnetic, to exert on the first track a torque greater than the nominal moment. Each actuator further comprises second stop means arranged to constitute a stroke limitation stop, arranged to constitute an autonomous exhaust mechanism with at least one first complementary stop surface which the regulating mobile comprises.

Une proposition générale de combiner un échappement magnétique, à haut rendement, et un échappement mécanique avec ses caractéristiques d'auto-démarrage et sécurité est décrite dans la demande de brevet EP2894522 au nom de NIVAROX-FAR.A general proposal to combine a magnetic, high-efficiency escapement and a mechanical escapement with its self-starting and safety characteristics is described in the patent application. EP2894522 on behalf of NIVAROX-FAR.

Résumé de l'inventionSummary of the invention

L'invention se propose de réaliser un mécanisme d'échappement robuste et auto-démarrant, pour entretenir un résonateur à haute fréquence et à haut facteur de qualité.The invention proposes to provide a robust self-starting exhaust mechanism for maintaining a high frequency and high quality factor resonator.

A cet effet, l'invention concerne un mécanisme oscillateur d'horlogerie selon la revendication 1.To this end, the invention relates to a clockwork oscillator mechanism according to claim 1.

L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel oscillateur.The invention also relates to a timepiece movement comprising at least one such oscillator.

L'invention concerne encore une montre comportant au moins un tel mouvement et/ou au moins un tel oscillateur.The invention also relates to a watch comprising at least one such movement and / or at least one such oscillator.

Description sommaire des dessinsBrief description of the drawings

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où :

  • la figure 1 représente, de façon schématisée, et en vue de dessus, un oscillateur qui comporte un balancier à lames flexibles entretenu par un échappement magnéto-mécanique ;
  • la figure 2 représente, de façon schématisée, et en perspective, l'oscillateur de la figure 1,
  • la figure 3 représente, de façon similaire à la figure 1, une géométrie particulière du mécanisme d'échappement magnéto-mécanique selon l'invention ;
  • la figure 4 illustre, de façon schématisée, et en coupe selon un plan perpendiculaire au plan des figures 1 à 3, l'interaction répulsive entre des aimants que porte la roue d'échappement de la figure 3, et des palettes que comporte le résonateur de la figure 3 ;
  • chacune des figures 5 à 10 décrit, de façon similaire à la figure 3, une étape de la séquence de fonctionnement de l'échappement sur la palette de sortie:
  • figure 5 : arc libre sans frottement ;
  • figure 6 : dégagement sur la palette d'entrée ;
  • figure 7 : avance de la roue d'échappement et impulsion sur la palette de sortie ;
  • figure 8 : choc sur la palette de sortie ;
  • figure 9 : léger recul de la roue d'échappement ;
  • figure 10 : arc libre sans frottement ;
  • chacune des figures 11 à 16 décrit, de façon similaire aux figures 5 à 10, une étape de la séquence de fonctionnement de l'échappement sur la palette d'entrée:
  • figure 11 : arc libre sans frottement ;
  • figure 12 : dégagement sur la palette de sortie;
  • figure 13 : avance de la roue d'échappement et impulsion sur la palette d'entrée ;
  • figure 14 : choc sur la palette d'entrée ;
  • figure 15 : léger recul de la roue d'échappement ;
  • figure 16 : arc libre sans frottement ;
  • la figure 17 représente, de façon similaire à la figure 3, les trajectoires des aimants de la roue d'échappement dans le référentiel du résonateur ;
  • la figure 18 représente, de façon similaire à la figure 3, les zones fonctionnelles mécaniques de la palette d'entrée magnétique ;
  • la figure 19 représente, de façon similaire à la figure 3, les zones fonctionnelles magnétiques de la palette d'entrée magnétique ;
  • la figure 20 représente, de façon similaire à la figure 3, les zones fonctionnelles mécaniques de la palette de sortie magnétique ;
  • la figure 21 représente, de façon similaire à la figure 3, les zones fonctionnelles magnétiques de la palette de sortie magnétique ;
  • la figure 22 représente, de façon similaire à la figure 3, les sécurités, la pénétration, les patins magnétiques et l'auto-démarrage;
  • la figure 23 représente, de façon similaire à la figure 3, une variante de réalisation du correcteur d'isochronisme;
  • la figure 24 représente, de façon similaire à la figure 23, une autre variante de réalisation du correcteur d'isochronisme;
  • la figure 25 est un schéma de principe qui représente, de façon similaire à la figure 3, un point d'entrée et un point de sortie, qui sont défini par les intersections entre un premier cercle centré sur l'axe de résonateur et que suivent les barrières magnétiques des palettes d'entrée et de sortie du résonateur, et un deuxième cercle enveloppe de la roue d'échappement et centré sur l'axe d'échappement, au niveau desquels points d'entrée et de sortie évoluent respectivement la palette d'entrée et la palette de sortie du résonateur, et qui montre la définition de directions élémentaires orientées aux tangentes à ce premier cercle et à ce deuxième cercle, en ce point d'entrée et en ce point de sortie ;
  • la figure 26 est un schéma-blocs représentant une montre comportant un mouvement comportant un oscillateur avec un balancier à lames flexibles entretenu par un échappement magnéto-mécanique selon l'invention.
Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, with reference to the appended drawings, where:
  • the figure 1 shows, schematically, and in top view, an oscillator which includes a flexible blade balance maintained by a magneto-mechanical escapement;
  • the figure 2 represents schematically, and in perspective, the oscillator of the figure 1 ,
  • the figure 3 represents, similarly to the figure 1 , a particular geometry of the magneto-mechanical exhaust mechanism according to the invention;
  • the figure 4 illustrates, schematically, and in section along a plane perpendicular to the plane of Figures 1 to 3 , the repulsive interaction between magnets carried by the escape wheel of the figure 3 , and pallets that the resonator of the figure 3 ;
  • each of figures 5 to 10 describes, similarly to the figure 3 , a step in the sequence of operation of the exhaust on the outlet pallet:
  • figure 5 : free arc without friction;
  • figure 6 : clearance on the entry pallet;
  • figure 7 : advance of the escape wheel and impulse on the output pallet;
  • figure 8 : shock on the output pallet;
  • figure 9 : slight recoil of the escape wheel;
  • figure 10 : free arc without friction;
  • each of figures 11 to 16 describes, similarly to figures 5 to 10 , a step in the sequence of operation of the exhaust on the inlet pallet:
  • figure 11 : free arc without friction;
  • figure 12 : clearance on the output pallet;
  • figure 13 : advance of the escape wheel and impulse on the input pallet;
  • figure 14 : shock on the entry pallet;
  • figure 15 : slight recoil of the escape wheel;
  • figure 16 : free arc without friction;
  • the figure 17 represents, similarly to the figure 3 , the trajectories of the magnets of the escape wheel in the reference frame of the resonator;
  • the figure 18 represents, similarly to the figure 3 , the mechanical functional zones of the magnetic input pallet;
  • the figure 19 represents, similarly to the figure 3 , the magnetic functional zones of the magnetic input palette;
  • the figure 20 represents, similarly to the figure 3 , the mechanical functional zones of the magnetic output pallet;
  • the figure 21 represents, similarly to the figure 3 , the magnetic functional zones of the magnetic output pallet;
  • the figure 22 represents, similarly to the figure 3 , security, penetration, magnetic pads and self-starting;
  • the figure 23 represents, similarly to the figure 3 , an alternative embodiment of the isochronism corrector;
  • the figure 24 represents, similarly to the figure 23 , another alternative embodiment of the isochronism corrector;
  • the figure 25 is a block diagram which represents, similarly to the figure 3 , an entry point and an exit point, which are defined by the intersections between a first circle centered on the resonator axis and which follow the magnetic barriers of the input and output pallets of the resonator, and a second circle casing of the escape wheel and centered on the escapement axis, at which entry and exit points evolve respectively the entry pallet and the exit pallet of the resonator, and which shows the definition of elementary directions oriented at tangents to this first circle and to this second circle, at this entry point and at this exit point;
  • the figure 26 is a block diagram representing a watch comprising a movement comprising an oscillator with a balance with flexible blades maintained by a magneto-mechanical escapement according to the invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférésDetailed description of preferred embodiments

L'invention se propose de réaliser un mécanisme d'échappement robuste et auto-démarrant, pour entretenir un résonateur à haute fréquence et à haut facteur de qualité, avec des propriétés d'anti-décrochage.The invention proposes to provide a robust self-starting exhaust mechanism to maintain a high frequency, high quality factor resonator with anti-stall properties.

L'invention est une mise en pratique de l'échappement magnéto-mécanique, tel celui décrit dans la demande de brevet EP2894522 au nom de NIVAROX-FAR, qui combine les avantages de haut-rendement, grande robustesse et auto-démarrage.The invention is a practical application of the magneto-mechanical escapement, such as that described in the patent application EP2894522 on behalf of NIVAROX-FAR, which combines the advantages of high-efficiency, great robustness and self-starting.

Comme dans le brevet EP2889704B1 au nom de NIVAROX-FAR, l'invention adapte, avec un rendement nettement amélioré, le principe des échappements à cylindre mécanique, qui présentent l'avantage d'assurer une sécurité en cas de couple trop important, notamment lors d'un choc, mais dont le niveau de frottements élevé altère de façon importante le rendement de l'échappement. L'amélioration du rendement résulte de la suppression du contact et du frottement dans un échappement à cylindre, par la mise en place d'aimants, ou d'électrets, ou similaires, qui, judicieusement placés, forment une répulsion magnétique ou électrostatique, qui supprime le frottement et donc le défaut principal de cet échappement mécanique à cylindre. Les aimants, ou similaires, placés sur la roue d'échappement, font office de butée sans contact. Des butées mécaniques sont ajoutées pour éviter tout emballement de la roue d'échappement en cas de choc.As in the patent EP2889704B1 in the name of NIVAROX-FAR, the invention adapts, with a markedly improved efficiency, the principle of mechanical cylinder escapements, which have the advantage of ensuring safety in the event of excessive torque, in particular during an impact, but whose high friction level significantly affects the efficiency of the exhaust. The improvement in efficiency results from the elimination of contact and friction in a cylinder escapement, by the placement of magnets, or electrons, or the like, which, judiciously placed, form a magnetic or electrostatic repulsion, which eliminates friction and therefore the main defect of this mechanical cylinder exhaust. Magnets, or the like, placed on the escape wheel, act as a contactless stop. Mechanical stops are added to avoid any runaway of the escape wheel in the event of an impact.

L'invention est ici plus particulièrement décrite dans l'alternative magnétique. L'homme du métier trouvera dans l'art antérieur cité plus haut les moyens de son adaptation à une version électrostatique, ou encore mixte magnétique-électrostatique.The invention is here more particularly described in the magnetic alternative. Those skilled in the art will find in the prior art cited above the means of adapting it to an electrostatic, or even magnetic-electrostatic, version.

L'oscillateur complet 300 comporte au moins un résonateur 100, notamment mais non limitativement un résonateur avec une au moins une masse inertielle 1, notamment un balancier, suspendue directement ou indirectement à une structure fixe 3, laquelle est destinée à être fixée à une platine ou similaire. Cette au moins une masse inertielle 1 est rappelée par des moyens de rappel élastiques. Dans une réalisation particulière, ces moyens de rappel élastique comportent des lames flexibles 2, tel que visible sur les figures 1 et 2, et ce résonateur 100 est entretenu par un mécanisme d'échappement 200 magnéto-mécanique. Dans d'autres variantes non illustrées, ces moyens de rappel élastique peuvent comporter au moins un ressort spiral, ou autre.The complete oscillator 300 comprises at least one resonator 100, in particular but not limited to a resonator with at least one inertial mass 1, in particular a pendulum, suspended directly or indirectly from a fixed structure 3, which is intended to be fixed to a plate or similar. This at least one inertial mass 1 is returned by elastic return means. In a particular embodiment, these elastic return means comprise flexible blades 2, as visible on the figures 1 and 2 , and this resonator 100 is maintained by a magneto-mechanical exhaust mechanism 200. In other variants not illustrated, these elastic return means may include at least one spiral spring, or the like.

Au moins une masse inertielle 1 porte une palette d'entrée PE et une palette de sortie PS.At least one inertial mass 1 carries an inlet pallet PE and an outlet pallet PS.

L'oscillateur 300 comportant un mécanisme d'échappement 200. Le mécanisme d'échappement 200 est un mécanisme à fonctionnement intermittent, et comporte classiquement au moins une roue d'échappement 20, agencée pour tourner autour d'un axe de rotation OE, et qui comporte des bras 21 munis de dents mécaniques d'extrémité 22, agencées pour interagir alternativement avec les palettes d'entrée PE et de sortie PS. Chacune de ces dents 22 est agencée pour coopérer avec la palette d'entrée PE ou avec la palette de sortie PS pour l'entretien de l'oscillation du résonateur 100.The oscillator 300 comprising an escape mechanism 200. The escape mechanism 200 is an intermittent operation mechanism, and conventionally comprises at least one escape wheel 20, arranged to rotate around an axis of rotation OE, and which comprises arms 21 provided with mechanical end teeth 22, arranged to interact alternately with the input pallets PE and output PS. Each of these teeth 22 is arranged to cooperate with the input pallet PE or with the output pallet PS for maintaining the oscillation of the resonator 100.

Selon l'invention, ce mécanisme d'échappement 200 est magnéto-mécanique. La roue d'échappement 20 comporte au moins un aimant 23 au bout de chaque dent 22. Ces dents 22 sont agencées pour s'appuyer sur une palette mécanique 16, que comporte chaque palette d'entrée PE ou de sortie PS pendant l'arc libre du résonateur 100. Et la palette d'entrée PE comporte un premier agencement magnétique 30, la palette de sortie PS comporte un deuxième agencement magnétique 30. Et ce premier agencement magnétique 30 et ce deuxième agencement magnétique 30 comportent chacun un secteur annulaire, centré sur l'axe d'oscillation OR du résonateur 100, et définissant une première zone de barrière magnétique Z1. Cette première zone de barrière magnétique Z1 s'étend au-dessus et/ou au-dessous de la palette mécanique 16, en référence à la direction de l'axe d'oscillation OR, sur toute la longueur de cette palette mécanique apte à servir d'appui aux dents 22 pendant l'arc libre, de façon à constituer un mécanisme d'échappement à cylindre magnétique.According to the invention, this exhaust mechanism 200 is magneto-mechanical. The escape wheel 20 has at least one magnet 23 at the end of each tooth 22. These teeth 22 are arranged to rest on a mechanical pallet 16, which each entry PE or exit PS pallet includes during the arc free of the resonator 100. And the input pallet PE has a first magnetic arrangement 30, the output pallet PS has a second magnetic arrangement 30. And this first magnetic arrangement 30 and this second magnetic arrangement 30 each have an annular sector, centered on the oscillation axis OR of the resonator 100, and defining a first magnetic barrier zone Z1. This first magnetic barrier zone Z1 extends above and / or below the mechanical pallet 16, with reference to the direction of the axis of oscillation OR, over the entire length of this mechanical pallet capable of serving supporting the teeth 22 during the free arc, so as to constitute an escape mechanism with a magnetic cylinder.

Dans la variante particulière et non limitative illustrée, une telle masse inertielle 1 comporte un balancier 11, notamment en alliage de titane, comportant des masselottes de réglage 101. Cette masse inertielle 1 est solidaire de deux plaques 12, 13, en silicium, ou en silicium et dioxyde de silicium, ou similaire, comportant chacune une lame flexible 2. Les deux lames flexibles 2 représentées ici se croisent en projection sensiblement au niveau de l'axe d'oscillation OR de la masse inertielle 1. Les extrémités des deux plaques, opposées à celles fixées au balancier 11, constituent une masse 4 unique, ou deux masses 4 distinctes, chacune suspendue par des lames flexibles transversales 7 et/ou au moins une poutre rigide 6 à un corps intermédiaire 5, lui-même suspendu à la structure fixe 3 par des lames flexibles longitudinales 8 et/ou au moins une poutre rigide 9. Cet agencement particulier constitue une table anti-choc, efficace pour protéger le pivot flexible formé par les lames flexibles 2.In the particular and nonlimiting variant illustrated, such an inertial mass 1 comprises a balance 11, in particular made of titanium alloy, comprising adjustment weights 101. This inertial mass 1 is integral with two plates 12, 13, made of silicon, or made of silicon and silicon dioxide, or the like, each comprising a flexible blade 2. The two flexible blades 2 shown here intersect in projection substantially at the level of the axis of oscillation OR of the inertial mass 1. The ends of the two plates, opposite to those fixed to the balance 11, constitute a single mass 4, or two separate masses 4, each suspended by flexible transverse blades 7 and / or at least one rigid beam 6 from an intermediate body 5, itself suspended from the structure fixed 3 by longitudinal flexible blades 8 and / or at least one rigid beam 9. This particular arrangement constitutes an anti-shock table, effective for protecting the flexible pivot formed by r flexible blades 2.

De tels dispositifs anti-choc destinés à protéger les lames du résonateur sont notamment décrits dans les demandes de brevets CH00518/18 au nom de ETA et CH00540/18 au nom de THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT. Avantageusement de tels dispositifs comportent de telles tables de translation, permettant à la masse inertielle 1 du résonateur 100, notamment un balancier 11, de pouvoir se déplacer en cas de choc, et des butées centrées sur l'axe de rotation de cette masse inertielle, afin de la retenir sans agir sur les lames du pivot. Ces butées ne sont pas visibles sur les figures, et peuvent consister en des goupilles fixées à une platine ou à un pont, l'une étant une goupille supérieure coopérant avec du jeu avec un alésage supérieur 18 de la masse inertielle 1, et limitant son débattement en cas de choc, et l'autre étant une goupille inférieure coopérant avec du jeu avec un alésage inférieur 19 de la masse inertielle 1, et limitant son débattement en cas de choc. Sur la figure 2 cet alésage 19 traverse à la fois un flasque supérieur 15 et un flasque inférieur 17, qui encadrent une palette mécanique 16 solidaire de la masse inertielle 1.Such anti-shock devices intended to protect the blades of the resonator are in particular described in patent applications CH00518 / 18 on behalf of ETA and CH00540 / 18 on behalf of THE SWATCH GROUP RESEARCH & DEVELOPMENT. Advantageously, such devices include such translation tables, allowing the inertial mass 1 of the resonator 100, in particular a balance 11, to be able to move in the event of an impact, and stops centered on the axis of rotation of this inertial mass, in order to retain it without acting on the pivot blades. These stops are not visible in the figures, and may consist of pins fixed to a plate or to a bridge, one being an upper pin cooperating with play with an upper bore 18 of the inertial mass 1, and limiting its deflection in the event of an impact, and the other being a lower pin cooperating with play with a lower bore 19 of the inertial mass 1, and limiting its deflection in the event of an impact. On the figure 2 this bore 19 passes through both an upper flange 15 and a lower flange 17, which surround a mechanical pallet 16 secured to the inertial mass 1.

Ainsi, le résonateur 100 comporte un arrêtoir avec une palette d'entrée PE, et une palette de sortie PS, chacune apte, lors de l'oscillation du résonateur 100, à coopérer avec roue d'échappement 20. Ces palettes d'entrée PE et de sortie PS peuvent être distinctes, ou former un ensemble monobloc, chacune est agencée pour être fixée solidaire de la masse inertielle 1, et l'extrémité distale de chaque palette PE, PS est agencée pour coopérer avec les dents 22 de la roue 20. Chaque palette PE, PS comporte une palette mécanique 16 prévue pour un contact mécanique avec les dents 22, et cette palette mécanique 16 se termine avantageusement, mais non nécessairement, par un plan d'impulsion à l'extrémité distale de la palette concernée, du côté de la roue d'échappement 20.Thus, the resonator 100 includes a stopper with an input pallet PE, and an output pallet PS, each capable, during the oscillation of the resonator 100, of cooperating with escape wheel 20. These input pallets PE and output PS can be separate, or form a monobloc assembly, each is arranged to be fixed integral with the inertial mass 1, and the distal end of each pallet PE, PS is arranged to cooperate with the teeth 22 of the wheel 20 Each pallet PE, PS comprises a mechanical pallet 16 provided for mechanical contact with the teeth 22, and this mechanical pallet 16 advantageously ends, but not necessarily, with a pulse plane at the distal end of the pallet concerned, on the side of the escape wheel 20.

Selon l'invention, au moins une roue d'échappement 20 comporte au moins un aimant 23 au bout de chaque dent 22. Et l'oscillateur 300 comporte un premier agencement magnétique 30 pour la palette d'entrée PE et un deuxième agencement magnétique 30 pour la palette de sortie PS, et qui ne sont pas nécessairement identiques, comme on le verra plus loin. Chaque agencement magnétique 30 est agencé pour être rapporté sur une palette, ou bien fait partie intégrante d'une palette, au niveau au moins d'un flasque supérieur 15 et/ou d'un flasque inférieur 17, encadrant la palette mécanique 16, et disposé respectivement au-dessus ou au-dessous de la roue d'échappement 20 ; ces dispositions au-dessus et au-dessous s'entendent en référence à la direction de l'axe d'oscillation OR du résonateur 100, et de l'axe de rotation OE de la roue d'échappement 20, qui lui est parallèle.According to the invention, at least one escape wheel 20 has at least one magnet 23 at the end of each tooth 22. And the oscillator 300 has a first magnetic arrangement 30 for the PE inlet pallet and a second magnetic arrangement 30 for the PS output palette, and which are not necessarily identical, as will be seen below. Each magnetic arrangement 30 is arranged to be attached to a pallet, or else forms an integral part of a pallet, at least at the level of an upper flange 15 and / or of a lower flange 17, framing the mechanical pallet 16, and disposed respectively above or below the escape wheel 20; these arrangements above and below are understood with reference to the direction of the axis of oscillation OR of the resonator 100, and of the axis of rotation OE of the escape wheel 20, which is parallel to it.

En somme, une palette d'entrée PE ou une palette de sortie PS comporte une palette mécanique 16, agencée pour coopérer avec les dents 22 de la roue 20, et un agencement magnétique 30 dont l'effet de champ magnétique vient en superposition avec les surfaces d'interaction mécanique potentielles de la palette mécanique 16. Cet agencement magnétique 30 peut être réalisé au niveau de différentes surfaces, notamment des surfaces de la palette mécanique 16, plus particulièrement en bordure ou au-delà de la zone d'interaction mécanique avec les dents 22 de la roue 20. Plus particulièrement, au moins un tel agencement magnétique 30 est implanté sous un flasque supérieur 15 et/ou sur un flasque inférieur 17 de l'une des palettes d'entrée PE ou de sortie PS. Plus particulièrement, au moins un tel agencement magnétique 30 est implanté sous un flasque supérieur 15 et sur un flasque inférieur 17 de l'une des palettes d'entrée PE ou de sortie PS. Plus particulièrement encore, un tel agencement magnétique 30 est implanté sous un flasque supérieur 15 et sur un flasque inférieur 17 de chacune des palettes d'entrée PE et de sortie PS.In short, an input pallet PE or an output pallet PS comprises a mechanical pallet 16, arranged to cooperate with the teeth 22 of the wheel 20, and a magnetic arrangement 30 whose magnetic field effect comes in superposition with the potential mechanical interaction surfaces of the mechanical pallet 16. This magnetic arrangement 30 can be produced at the level of different surfaces, in particular of the surfaces of the mechanical pallet 16, more particularly at the edge or beyond the zone of mechanical interaction with the teeth 22 of the wheel 20. More particularly, at least one such magnetic arrangement 30 is installed under an upper flange 15 and / or on a lower flange 17 of one of the inlet pallets PE or outlet PS. More particularly, at least one such magnetic arrangement 30 is installed under an upper flange 15 and on a lower flange 17 of one of the inlet pallets PE or outlet PS. More particularly still, such a magnetic arrangement 30 is installed under an upper flange 15 and on a lower flange 17 of each of the inlet pallets PE and outlet PS.

Dans la variante illustrée par les figures, le résonateur 100 est équipé de palettes d'entrée PE et de sortie PS comportant des palettes mécaniques 16 sensiblement tubulaires, et auxquelles on a ajouté des aimants au-dessus et au-dessous, tel que visible sur les figures 3 et 4, pour constituer ces agencements magnétiques 30. Dans une variante, tout ou partie des aimants peut être remplacée par au moins une surface aimantée continue ou pixellisée.In the variant illustrated by the figures, the resonator 100 is equipped with PE inlet and PS outlet paddles comprising mechanical paddles 16 substantially tubular, and to which magnets have been added above and below, as visible on the figures 3 and 4 , to constitute these magnetic arrangements 30. In a variant, all or part of the magnets can be replaced by at least one continuous or pixelated magnetic surface.

La géométrie de l'échappement magnéto-mécanique est présentée avec plus de détails sur la figure 3.The geometry of the magneto-mechanical escapement is presented with more details on the figure 3 .

Les aimants 23 de la roue d'échappement 20 interagissent en répulsion avec les aimants portés par le résonateur qui sont disposés sur au moins un niveau, et plus particulièrement sur deux niveaux, au-dessus et au-dessous de la roue 20 selon le schéma de la figure 4.The magnets 23 of the escape wheel 20 interact in repulsion with the magnets carried by the resonator which are arranged on at least one level, and more particularly on two levels, above and below the wheel 20 according to the diagram. of the figure 4 .

La séquence illustrée par les figures 5 à 10 décrit les fonctions de l'échappement.The sequence illustrated by figures 5 to 10 describes the functions of the exhaust.

Après un arc libre, sans frottement, sur la palette d'entrée PE située en partie gauche de la figure, tel que visible en figure 5, il y a dégagement sur la palette d'entrée PE, tel que visible en figure 6.After a free arc, without friction, on the PE input pallet located in the left part of the figure, as visible in figure 5 , there is clearance on the PE inlet pallet, as visible in figure 6 .

Ensuite, tel que visible en figure 7, la roue d'échappement 20 se met à tourner dans le sens de la flèche, sous l'effet du couple d'entretien, et elle transmet son impulsion par répulsion magnétique à la palette de sortie PS située en partie droite de la figure.Then, as visible in figure 7 , the escape wheel 20 starts to rotate in the direction of the arrow, under the effect of the maintenance torque, and it transmits its impulse by magnetic repulsion to the output pallet PS located in the right part of the figure.

Ensuite, dans une variante particulière, un contact mécanique, de type choc, entre la roue d'échappement 20 et la palette de sortie PS, permet d'amortir les rebonds, tel que visible en figure 8. Ce choc est utile, mais pas indispensable au bon fonctionnement de l'échappement. En effet, on peut réaliser un échappement similaire dans lequel le choc n'a pas lieu. L'avantage qu'apporte un petit choc maîtrisé, comme celui-ci, est de permettre la dissipation d'une partie de l'énergie, et de limiter le recul de la roue d'échappement 20. Signalons encore que ce choc a l'avantage de permettre une mesure acoustique de la marche, puisque, en marche normale il s'agit alors du seul contact mécanique audible lors du fonctionnement de l'échappement. La limitation du recul de la roue apporte un autre avantage qui est la possibilité d'augmenter le nombre de dents de la roue d'échappement 20, à encombrement égal.Then, in a particular variant, a mechanical contact, of shock type, between the escape wheel 20 and the output pallet PS, makes it possible to absorb the rebounds, as visible in figure 8 . This shock is useful, but not essential for the proper functioning of the exhaust. Indeed, one can achieve a similar exhaust in which the shock does not take place. The advantage that brings a small controlled shock, like this one, is to allow the dissipation of part of the energy, and to limit the recoil of the escape wheel 20. Let us note again that this shock has l advantage of allowing an acoustic measurement of the gait, since, in normal gait, it is then the only audible mechanical contact during the operation of the exhaust. The limitation of the recoil of the wheel brings another advantage which is the possibility of increasing the number of teeth of the escape wheel 20, with equal dimensions.

Après ce contact mécanique éventuel, et tel que visible en figure 9, la répulsion magnétique entre l'aimant 23 de la roue d'échappement 20 et la palette magnétique produit un léger recul de la roue d'échappement 20, si bien que l'arc libre sur la palette de sortie PS, visible sur la figure 10, se fait sans frottement. Par « sans frottement », on entend ici sans contact mécanique entre la roue d'échappement 20 et le résonateur 100, car bien entendu il reste des frottements avec l'air.After this possible mechanical contact, and as visible in figure 9 , the magnetic repulsion between the magnet 23 of the escape wheel 20 and the magnetic pallet produces a slight recoil of the escape wheel 20, so that the free arc on the output pallet PS, visible on the figure 10 , is done without friction. By "without friction" is meant here without mechanical contact between the escapement wheel 20 and the resonator 100, because of course there remains friction with the air.

Une séquence similaire se produit sur la palette d'entrée après le dégagement de la palette de sortie, comme illustré sur les figures 11 à 16 :

  • figure 11 : arc libre sans frottement ;
  • figure 12 dégagement sur la palette de sortie PS ;
  • figure 13 : avance de la rue d'échappement et impulsion sur la palette d'entrée PE ;
  • figure 14 : choc sur palette d'entrée ;
  • figure 15 : léger recul de la roue d'échappement ;
  • figure 16 : arc libre sans frottement.
A similar sequence occurs on the input pallet after the release of the output pallet, as illustrated in the figures 11 to 16 :
  • figure 11 : free arc without friction;
  • figure 12 clearance on the output pallet PS;
  • figure 13 : advance of the exhaust route and impulse on the PE entry pallet;
  • figure 14 : shock on entry pallet;
  • figure 15 : slight recoil of the escape wheel;
  • figure 16 : free arc without friction.

Afin de comprendre la conception des agencements magnétiques 30 des palettes, que l'on peut dénommer palettes magnétiques, il est utile de représenter la trajectoire T des aimants 23, de préférence cylindriques, portés par les dents 22 de la roue d'échappement 20, dans le référentiel du résonateur 100, tel que visible sur la figure 17, dont les courbes, issues de la simulation numérique, retracent la trajectoire exacte T du centre d'un aimant 23 par rapport à la palette PE ou PS correspondante.In order to understand the design of the magnetic arrangements 30 of the pallets, which can be called magnetic pallets, it is useful to represent the path T of the magnets 23, preferably cylindrical, carried by the teeth 22 of the escape wheel 20, in the repository of the resonator 100, as visible on the figure 17 , whose curves, resulting from the numerical simulation, retrace the exact trajectory T of the center of a magnet 23 relative to the corresponding pallet PE or PS.

Si l'on considère la palette d'entrée PE, le point le plus en bas à gauche de la trajectoire T, sur la figure 17, correspond à la position relative de la figure 13 où l'aimant 23 parcourt la courbe ascendante incurvée vers la droite, avant d'arriver à un extremum qui correspond au choc de la figure 14 ; l'inflexion ascendante vers la gauche correspond au recul de la figure 15, la trajectoire ascendante, centrée, comme la palette elle-même, et comme sa palette mécanique 16, sur l'axe d'oscillation OR du résonateur 10, correspond à l'arc libre sans frottement de la figure 16, et cet arc libre peut notamment être plus long que celui illustré sur la figure, la position haute correspondant à la figure 5, avant le retour descendant avec dégagement sur la droite sur la palette d'entrée PE comme en figure 6. La trajectoire au niveau de la palette de sortie PS est bien sûr similaire, la figure 17 montre un aimant 23 en coopération de répulsion avec un patin magnétique 32, que comporte l'agencement magnétique 30, pour lui donner une impulsion.If we consider the entry palette PE, the point at the bottom left of the path T, on the figure 17 , corresponds to the relative position of the figure 13 where the magnet 23 traverses the ascending curve curved towards the right, before arriving at an extremum which corresponds to the shock of the figure 14 ; the ascending inflection to the left corresponds to the retreat of the figure 15 , the ascending trajectory, centered, like the pallet itself, and like its mechanical pallet 16, on the oscillation axis OR of the resonator 10, corresponds to the free arc without friction of the figure 16 , and this free arc can in particular be longer than that illustrated in the figure, the high position corresponding to the figure 5 , before the descending return with clearance on the right on the PE entry pallet as in figure 6 . The trajectory at the level of the output pallet PS is of course similar, the figure 17 shows a magnet 23 in repulsion cooperation with a magnetic pad 32, which includes the magnetic arrangement 30, to give it an impulse.

Ceci permet d'identifier les zones fonctionnelles des palettes magnétiques selon les figures 18 à 21.This makes it possible to identify the functional areas of the magnetic pallets according to the Figures 18 to 21 .

On distingue ici, sur la palette d'entrée PE en figure 18, ou sur la palette de sortie PS en figure 20:

  • une zone de première impulsion ZP ;
  • une zone de choc ZC ;
  • une zone d'arc libre, non frottant, ZA ;
  • une zone de dégagement et de deuxième impulsion ZD.
We can see here, on the PE entry pallet in figure 18 , or on the PS output palette in figure 20 :
  • a first pulse zone ZP;
  • a shock zone ZC;
  • a free, non-rubbing arc zone, ZA;
  • a ZD clearance and second pulse zone.

Ces figures 18 et 20 montrent que l'agencement magnétique 30 comporte nécessairement une barrière magnétique 31, sensiblement concentrique avec la palette PE ou PS, et sa palette mécanique 16, autour de l'axe d'oscillation OR du résonateur 10. Une certaine distance, constante, existe entre la partie de la trajectoire T correspondant à l'arc libre et cette barrière magnétique 31, ou chaque barrière magnétique 31 s'il y en a plusieurs. Chaque telle barrière magnétique 31, en conjugaison avec un aimant 23 de la roue d'échappement 20, permet d'éviter tout contact, et donc tout frottement, en marche normale, entre la dent 22 et la palette PE ou PS concernée. Naturellement un contact mécanique peut survenir en cas de choc, lors d'une chute de la montre par exemple, entre d'une part la palette mécanique 16 de la palette PE ou PS et d'autre part une dent 22, qui assurent ensemble la fonction de butée de sécurité.These figures 18 and 20 show that the magnetic arrangement 30 necessarily includes a magnetic barrier 31, substantially concentric with the pallet PE or PS, and its mechanical pallet 16, around the axis of oscillation OR of the resonator 10. A certain distance, constant, exists between the part of the path T corresponding to the free arc and this magnetic barrier 31, or each magnetic barrier 31 if there are several. Each such magnetic barrier 31, in conjunction with a magnet 23 of the escape wheel 20, makes it possible to avoid any contact, and therefore any friction, in normal operation, between the tooth 22 and the PE or PS pallet concerned. Naturally, mechanical contact can occur in the event of an impact, during a fall of the watch for example, between on the one hand the mechanical pallet 16 of the PE or PS pallet and on the other hand a tooth 22, which together ensure the safety stop function.

L'agencement magnétique 30 comporte, dans les variantes de ces mêmes figures, un agencement complet, non limitatif puisque l'oscillateur 300 selon l'invention peut fonctionner avec tout ou partie des aimants ou zones aimantées décrits ci-après, à condition de comporter au moins les barrières magnétiques 31 :

  • au moins une barrière magnétique 31, comportant au moins un aimant sensiblement cylindrique autour de l'axe d'oscillation OR du résonateur 10 ;
  • au moins un patin magnétique 32, complété de préférence par un talon magnétique 33,
  • au moins une zone ferromagnétique ou faiblement aimantée 34 pour la correction de l'isochronisme.
The magnetic arrangement 30 includes, in the variants of these same figures, a complete, non-limiting arrangement since the oscillator 300 according to the invention can operate with all or part of the magnets or magnetized zones described below, provided that they include at least the magnetic barriers 31:
  • at least one magnetic barrier 31, comprising at least one substantially cylindrical magnet around the axis of oscillation OR of the resonator 10;
  • at least one magnetic pad 32, preferably completed by a magnetic heel 33,
  • at least one ferromagnetic or weakly magnetized zone 34 for correcting isochronism.

La figure 25 est un schéma de principe de situation, qui représente, de façon similaire à la figure 3, un point d'entrée E et un point de sortie S, qui sont défini par l'intersection d'un premier cercle CO centré sur l'axe de résonateur OR et que suivent les barrières magnétiques 31 des palettes d'entrée PE et de sortie PS du résonateur 3, et d'un deuxième cercle CE, qui constitue l'enveloppe de la roue d'échappement 20 et centré sur l'axe d'échappement OE. La palette d'entrée PE et la palette de sortie PS du résonateur 3 évoluent respectivement au niveau du point d'entrée E et du point de sortie S. La figure 25 définit des directions élémentaires, qui sont orientées aux tangentes à ce premier cercle CO et à ce deuxième cercle CE, en ce point d'entrée E et en ce point de sortie S :

  • D1+: tangente à la palette d'entrée au point d'entrée, dirigée vers l'axe d'échappement OE ;
  • D1- : tangente à la palette d'entrée au point d'entrée, de sens opposé à D1+ ;
  • D2+ : tangente à la roue 20 au point d'entrée, dirigée dans le sens de rotation de la roue 20;
  • D2- : tangente à la roue 20 au point d'entrée, de sens opposé à D2+ ;
  • D3+ : tangente à la palette d'entrée au point de sortie, dirigée vers l'axe d'échappement OE ;
  • D3- : tangente à la palette d'entrée au point de sortie, de sens opposé à D3+ ;
  • D4+ : tangente à la roue 20 au point de sortie, dirigée dans le sens de rotation de la roue 20;
  • D4- : tangente à la roue 20 au point de sortie, de sens opposé à D4+.
The figure 25 is a schematic diagram of the situation, which represents, similarly to the figure 3 , an entry point E and an exit point S, which are defined by the intersection of a first circle CO centered on the resonator axis OR and which follow the magnetic barriers 31 of the entry pallets PE and of PS output from the resonator 3, and from a second circle CE, which constitutes the envelope of the escape wheel 20 and centered on the exhaust axis OE. The input pallet PE and the output pallet PS of the resonator 3 evolve respectively at the entry point E and the exit point S. The figure 25 defines elementary directions, which are oriented at the tangents to this first circle CO and to this second circle CE, at this entry point E and at this exit point S:
  • D1 +: tangent to the entry pallet at the entry point, directed towards the exhaust axis OE;
  • D1-: tangent to the entry pallet at the entry point, opposite direction to D1 +;
  • D2 +: tangent to wheel 20 at the entry point, directed in the direction of rotation of wheel 20;
  • D2-: tangent to the wheel 20 at the entry point, in the opposite direction to D2 +;
  • D3 +: tangent to the entry pallet at the exit point, directed towards the exhaust axis OE;
  • D3-: tangent to the entry pallet at the exit point, opposite direction to D3 +;
  • D4 +: tangent to the wheel 20 at the exit point, directed in the direction of rotation of the wheel 20;
  • D4-: tangent to wheel 20 at the exit point, opposite direction to D4 +.

L'agencement de ce mécanisme d'échappement selon l'invention définit une ou plusieurs zones fonctionnelles :

  • une première zone Z1 de barrière magnétique, qui est présente dans tous les cas de figure, autour de la barrière magnétique 31, ou de chaque barrière magnétique 31 s'il y en a plusieurs ;
  • une deuxième zone Z2 d'amélioration de l'auto-démarrage, autour du patin magnétique 32, ou de chaque patin magnétique 32 s'il y en a plusieurs ;
  • une zone où se produisent les impulsions, à proximité immédiate ou en superposition au moins partielle, avec la deuxième zone Z2 quand elle existe, et de la première zone Z1 de barrière magnétique, ou de chaque première zone Z1 ;
  • une troisième zone Z3 qui est une zone de correction de l'isochronisme du résonateur 100.
The arrangement of this exhaust mechanism according to the invention defines one or more functional zones:
  • a first magnetic barrier zone Z1, which is present in all cases, around the magnetic barrier 31, or of each magnetic barrier 31 if there are several;
  • a second self-starting improvement zone Z2, around the magnetic pad 32, or of each magnetic pad 32 if there are several;
  • a zone where the pulses occur, in immediate proximity or in at least partial superposition, with the second zone Z2 when it exists, and with the first zone Z1 of magnetic barrier, or with each first zone Z1;
  • a third zone Z3 which is a zone for correcting the isochronism of the resonator 100.

De préférence, mais non limitativement, et tel qu'illustré sur les figures, pour la palette d'entrée PE :

  • la première zone de barrière magnétique Z1 est un secteur annulaire, centré sur l'axe de rotation OR du résonateur 100, qui s'étend au-dessus et/ou au-dessous de la palette mécanique, sur toute la longueur de la palette mécanique sur laquelle les dents 22 de la roue 20 viennent s'appuyer durant l'arc libre, tel que visible sur la figure 19;
  • la deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage Z2 est un secteur annulaire, centré sur l'axe de rotation OE de la roue 20, qui s'étend sensiblement dans les directions D2+ et D2-, et qui passe au-dessus et/ou au-dessous de l'extrémité de la palette mécanique de façon à recouvrir au moins le plan d'impulsion de la palette ;
  • la troisième zone de correction de l'isochronisme Z3 est délimitée par la première zone de barrière magnétique Z1 et la deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage Z2, et elle s'étend dans les directions D2- et D1- de façon à recouvrir, au-dessus et/ou au-dessous, l'aimant 23 de la dent 22de la roue 20 qui se trouve en appui sur la palette durant l'arc libre.
Preferably, but not limited to, and as illustrated in the figures, for the PE entry pallet:
  • the first magnetic barrier zone Z1 is an annular sector, centered on the axis of rotation OR of the resonator 100, which extends above and / or below the mechanical pallet, over the entire length of the mechanical pallet on which the teeth 22 of the wheel 20 come to rest during the free arc, as visible on the figure 19 ;
  • the second self-starting improvement zone Z2 is an annular sector, centered on the axis of rotation OE of the wheel 20, which extends substantially in the directions D2 + and D2-, and which passes over and / or below the end of the mechanical pallet so as to cover at least the impulse plane of the pallet;
  • the third isochronism correction zone Z3 is delimited by the first magnetic barrier zone Z1 and the second self-starting improvement zone Z2, and it extends in the directions D2- and D1- so to be covered, above and / or below, the magnet 23 of the tooth 22 of the wheel 20 which is supported on the pallet during the free arc.

De façon similaire, pour la palette de sortie PS:

  • la première zone de barrière magnétique Z1 est un secteur annulaire, centré sur l'axe de rotation OR du résonateur 100, qui s'étend au-dessus et/ou au-dessous de la palette mécanique, sur toute la longueur de la palette mécanique sur laquelle les dents 22 de la roue 20 viennent s'appuyer durant l'arc libre, tel que visible sur la figure 21;
  • la deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage Z2 est un secteur annulaire, centré sur l'axe de rotation OE de la roue 20, qui s'étend sensiblement dans les directions D4+ et D4-, et qui passe au-dessus et/ou au-dessous de l'extrémité de la palette mécanique de façon à recouvrir au moins le plan d'impulsion de la palette ;
  • la troisième zone de correction de l'isochronisme Z3 est délimitée par la première zone de barrière magnétique Z1 et la deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage Z2 et elle s'étend dans les directions D4- et D3- de façon à recouvrir, au-dessus et/ou au-dessous, l'aimant 23 de la dent 22 de la roue 20 qui se trouve en appui sur la palette durant l'arc libre.
Similarly, for the PS output palette:
  • the first magnetic barrier zone Z1 is an annular sector, centered on the axis of rotation OR of the resonator 100, which extends above and / or below the mechanical pallet, over the entire length of the mechanical pallet on which the teeth 22 of the wheel 20 come to rest during the free arc, as visible on the figure 21 ;
  • the second self-starting improvement zone Z2 is an annular sector, centered on the axis of rotation OE of the wheel 20, which extends substantially in the directions D4 + and D4-, and which passes over and / or below the end of the mechanical pallet so as to cover at least the impulse plane of the pallet;
  • the third isochronism correction zone Z3 is delimited by the first magnetic barrier zone Z1 and the second self-starting improvement zone Z2 and it extends in the directions D4- and D3- so as to cover, above and / or below, the magnet 23 of the tooth 22 of the wheel 20 which is supported on the pallet during the free arc.

La première zone Z1 de barrière magnétique est indispensable, et a pour fonction de repousser les dents 22 de la roue d'échappement 20, et permet ainsi de supprimer le contact mécanique afin que l'arc libre s'effectue sans frottement. Cette première zone Z1 de barrière magnétique peut être plus ou moins intense mais elle doit suivre un arc de cercle centré sur l'axe d'oscillation OR du résonateur 10. Il est possible d'augmenter l'intensité de la barrière si l'on désire éviter le choc mécanique entre les dents de la roue d'échappement 20 et les palettes mécaniques 16 des palettes PE et PS. Ou à l'inverse il est possible de diminuer l'intensité de la barrière, si l'on désire minimiser le recul de la roue d'échappement 20 après le choc. Un mécanisme comportant seulement cette barrière magnétique 31 est une variante d'échappement à cylindre magnétique, qui représente un perfectionnement du brevet EP2889704B1 de NIVAROX-FAR.The first magnetic barrier zone Z1 is essential, and has the function of repelling the teeth 22 of the escapement wheel 20, and thus makes it possible to remove the mechanical contact so that the free arc is effected without friction. This first magnetic barrier zone Z1 can be more or less intense but it must follow an arc centered on the axis of oscillation OR of the resonator 10. It is possible to increase the intensity of the barrier if one wishes to avoid mechanical shock between the teeth of the escape wheel 20 and the mechanical pallets 16 of the PE and PS pallets. Or conversely it is possible to reduce the intensity of the barrier, if one wishes to minimize the recoil of the escape wheel 20 after the impact. A mechanism comprising only this magnetic barrier 31 is a variant of escapement with a magnetic cylinder, which represents an improvement of the patent EP2889704B1 from NIVAROX-FAR.

Le patin magnétique 32 de la deuxième zone Z2 d'amélioration de l'auto-démarrage, est optionnel. Il est avantageusement ajouté pour réduire le frottement entre la roue d'échappement 20 et l'extrémité de la palette mécanique 16 de la palette PE ou PS au moment du démarrage grâce à la répulsion magnétique. Ceci permet d'améliorer l'auto-démarrage de façon significative. La longueur du patin magnétique 32 ainsi que sa forme est ajustée pour optimiser l'auto-démarrage.The magnetic pad 32 of the second self-starting improvement zone Z2 is optional. It is advantageously added to reduce the friction between the escape wheel 20 and the end of the mechanical pallet 16 of the PE or PS pallet at the time of start-up thanks to the magnetic repulsion. This significantly improves self-starting. The length of the magnetic pad 32 as well as its shape is adjusted to optimize self-starting.

Ce patin magnétique 32 a aussi un autre effet. Lorsque l'aimant de la roue d'échappement 20 passe à proximité du patin magnétique, il y a répulsion magnétique, ce qui transmet une impulsion au résonateur 100 et améliore sensiblement le rendement.This magnetic pad 32 also has another effect. When the magnet of the escape wheel 20 passes near the magnetic pad, there is magnetic repulsion, which transmits an impulse to the resonator 100 and appreciably improves the efficiency.

De façon préférée, le patin magnétique 32 comporte au moins un aimant, et s'étend de façon sensiblement perpendiculaire à l'extrémité distale de la barrière magnétique 31 la plus proche de la roue d'échappement 20, et du côté de l'entrée en coopération entre un aimant 23 et l'agencement magnétique 30 de la palette PE ou PS concernée, en formant avec la barrière magnétique 31 un L majuscule inversé. Ce patin magnétique 32 n'est pas nécessairement droit, il peut aussi être légèrement courbe.Preferably, the magnetic pad 32 comprises at least one magnet, and extends substantially perpendicular to the distal end of the magnetic barrier 31 closest to the escape wheel 20, and on the side of the inlet in cooperation between a magnet 23 and the magnetic arrangement 30 of the PE or PS pallet concerned, forming with the magnetic barrier 31 an inverted capital L. This magnetic pad 32 is not necessarily straight, it can also be slightly curved.

Dans une variante non illustrée, il peut comporter, à son extrémité distale opposée à la barrière magnétique 31, un ergot magnétique, du côté opposé à la roue d'échappement, et prolongeant la zone où se produisent les impulsions. Plus particulièrement cet ergot magnétique est situé à l'extrémité distale selon la direction D2- en ce qui concerne la palette d'entrée PE, et à l'extrémité distale selon la direction D4- en ce qui concerne la palette de sortie PS. Plus particulièrement encore, cet ergot magnétique s'étend selon la direction D1- en ce qui concerne la palette d'entrée PE, et selon la direction D3- en ce qui concerne la palette de sortie PS. Dans une autre variante non illustrée, le patin magnétique 32 s'étend selon la direction D2+, respectivement D4 +.In a variant not illustrated, it may comprise, at its distal end opposite to the magnetic barrier 31, a magnetic lug, on the side opposite to the escape wheel, and extending the zone where the pulses occur. More particularly, this magnetic lug is located at the distal end in the direction D2- as regards the PE entry pallet, and at the distal end according to the direction D4- with regard to the output pallet PS. More particularly still, this magnetic lug extends in the direction D1- as regards the inlet pallet PE, and in the direction D3- as regards the outlet pallet PS. In another variant not illustrated, the magnetic pad 32 extends in the direction D2 +, respectively D4 +.

Notons que la deuxième zone Z2 d'amélioration de l'auto-démarrage n'est pas nécessairement identique à la zone où se produisent les impulsions, ce qui signifie que l'on peut ajuster l'impulsion sans affecter l'auto-démarrage.Note that the second self-starting improvement zone Z2 is not necessarily identical to the zone where the pulses occur, which means that the pulse can be adjusted without affecting the self-starting.

Au niveau de la palette d'entrée PE, la figure 18 montre que l'aimant 23 de la roue 20 interagit deux fois avec le patin magnétique 32: tout d'abord, lorsque l'aimant 23 passe en zone de première impulsion ZP, il repousse ce patin magnétique 32, et transmet ainsi une première impulsion au résonateur 100; ensuite, lors du passage de l'aimant 23 en zone de dégagement et de deuxième impulsion ZD, le patin magnétique 32 constitue en quelque sorte un col à passer, du fait de la répulsion, et c'est la grande vitesse de l'aimant 23 sur sa trajectoire T qui lui permet de franchir facilement ce col. Immédiatement après le passage du col, la roue 20 se met à tourner, et une seconde impulsion est alors transmise au résonateur 100. Au niveau de la palette de sortie PS, dans la position de la zone de première impulsion ZP de la figure 20, la répulsion entre l'aimant 23 et le patin magnétique 32 fournit la première impulsion au résonateur 100 ; la seconde impulsion est transmise après le passage du col en zone de dégagement et de deuxième impulsion ZD, de façon similaire à ce qui se produit sur la palette d'entrée.At the PE inlet pallet, the figure 18 shows that the magnet 23 of the wheel 20 interacts twice with the magnetic pad 32: firstly, when the magnet 23 passes into the zone of first pulse ZP, it repels this magnetic pad 32, and thus transmits a first pulse to the resonator 100; then, during the passage of the magnet 23 in the clearance zone and of the second pulse ZD, the magnetic pad 32 constitutes in a way a pass neck, due to the repulsion, and this is the high speed of the magnet 23 on its trajectory T which allows it to easily cross this pass. Immediately after passing the neck, the wheel 20 starts to rotate, and a second pulse is then transmitted to the resonator 100. At the output pallet PS, in the position of the first pulse zone ZP of the figure 20 , the repulsion between the magnet 23 and the magnetic pad 32 provides the first pulse to the resonator 100; the second pulse is transmitted after the neck has passed into the clearance zone and the second ZD pulse, similar to what occurs on the input pallet.

Dans une variante avantageuse, le patin magnétique 32 est complété par un talon magnétique 33, qui est sensiblement dans son alignement, et du côté opposé par rapport à la barrière magnétique, c'est-à-dire dans selon la direction D2+ au niveau de la palette d'entrée PE, et dans la direction D4+ au niveau de la palette de sortie PS. Ce talon magnétique 33 permet d'écarter la force de l'axe, et tend à chasser tangentiellement l'aimant 23 de la roue d'échappement 20, et permet de combattre la force de frottement, il permet que la répulsion dure jusqu'à l'extrémité de la palette. Ce talon magnétique 33 est encore utile au niveau de la cinématique globale, car le talon magnétique 33 situé sur la palette de sortie PS permet que le bras 21 suivant de la roue d'échappement 20 soit suffisamment engagé en coopération avec l'agencement magnétique 30 de la palette d'entrée PE, pour ne pas subir le seuil à vaincre lors de son passage à l'entrée dans cette zone.In an advantageous variant, the magnetic pad 32 is completed by a magnetic heel 33, which is substantially in its alignment, and on the opposite side with respect to the magnetic barrier, that is to say in the direction D2 + at the level of the inlet pallet PE, and in the direction D4 + at the outlet pallet PS. This magnetic heel 33 makes it possible to separate the force from the axis, and tends to drive the magnet 23 tangentially from the escape wheel 20, and makes it possible to combat the force of friction, it allows the repulsion to last until the end of the pallet. This magnetic heel 33 is still useful in terms of overall kinematics, because the magnetic heel 33 located on the output pallet PS allows the next arm 21 of the escape wheel 20 to be sufficiently engaged in cooperation with the magnetic arrangement 30 of the PE entry pallet, so as not to undergo the threshold to be overcome during its passage at the entry into this zone.

De façon avantageuse, la longueur totale du patin magnétique 32 et du talon magnétique 33 qui le prolonge est voisine du demi-pas des extrémités de dents 22 sur le cercle CE qui est l'enveloppe de la trajectoire de la roue d'échappement 20.Advantageously, the total length of the magnetic pad 32 and of the magnetic heel 33 which extends it is close to the half-pitch of the teeth ends 22 on the circle CE which is the envelope of the trajectory of the escape wheel 20.

Dans une réalisation particulière, le talon magnétique 33 est agencé par rayons croissants depuis l'axe de rotation OE de la roue 20 en s'éloignant dudit magnétique (32).In a particular embodiment, the magnetic heel 33 is arranged by increasing spokes from the axis of rotation OE of the wheel 20 away from said magnetic (32).

Dans une réalisation particulière, le talon magnétique 33 est réalisé en escalier avec des gradins dégressifs, tel que visible sur les figures 18 et 20.In a particular embodiment, the magnetic heel 33 is made of a staircase with tapering steps, as visible on the figures 18 and 20 .

Plus particulièrement, la longueur curviligne totale du patin magnétique 32 est supérieure à celle du talon magnétique 33, afin de donner une première impulsion : à l'entrée, l'ensemble du patin et du talon s'étend plus dans la direction D2- que dans la direction D2+, et à la sortie l'ensemble du patin et du talon s'étend plus dans la direction D4- que dans la direction D4+.More particularly, the total curvilinear length of the magnetic shoe 32 is greater than that of the magnetic heel 33, in order to give a first impulse: at the entry, the whole of the shoe and the heel extends more in the direction D2- than in the direction D2 +, and at the exit, the whole skate and heel extend more in the direction D4- than in the direction D4 +.

L'ajout d'un tel patin magnétique 32 à la barrière magnétique 31 est avantageux pour l'auto-démarrage: si ce patin magnétique n'existe pas, la roue d'échappement peut, dans certaines configurations, venir en butée mécanique sur l'extrémité distale de la palette mécanique 16 de la palette PE ou PS, et le faible couple disponible au niveau de la roue d'échappement 20 ne permet pas de vaincre le frottement. L'avantage du patin magnétique 32 est donc de diminuer la force de frottement en extrémité de la palette mécanique 16 lors du démarrage, ce qui permet un auto-démarrage normal.The addition of such a magnetic pad 32 to the magnetic barrier 31 is advantageous for self-starting: if this magnetic pad does not exist, the escape wheel can, in certain configurations, come into mechanical abutment on the 'distal end of the mechanical pallet 16 of the PE or PS pallet, and the low torque available at the escape wheel 20 does not overcome friction. The advantage of the magnetic pad 32 is therefore to reduce the friction force at the end of the mechanical pallet 16 during start-up, which allows normal self-starting.

La simulation numérique montre qu'il est possible d'augmenter encore le rendement en ajoutant des aimants au voisinage de la deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage Z2 si cela est nécessaire.Numerical simulation shows that it is possible to further increase the efficiency by adding magnets in the vicinity of the second self-starting improvement zone Z2 if necessary.

Toutefois, il n'est plus utile d'augmenter le rendement lorsque l'amplitude nominale est atteinte. La quantité d'aimant à mettre pour optimiser l'impulsion dépend donc du résonateur 100 utilisé et de son facteur de qualité. Si le facteur de qualité est bas, on ajoute plus d'aimants. Si le facteur de qualité est élevé on en met moins.However, it is no longer useful to increase the efficiency when the nominal amplitude is reached. The quantity of magnet to be used to optimize the pulse therefore depends on the resonator 100 used and on its quality factor. If the quality factor is low, more magnets are added. If the quality factor is high, we put less.

Comme l'arc libre s'effectue sans frottement, excepté le premier choc, la forme de la palette mécanique 16 peut être optimisée pour minimiser les pertes et aussi pour favoriser l'auto-démarrage. En particulier, l'extrémité des palettes (plans d'impulsion) est optimisée pour favoriser le démarrage mais l'angle choisi ne permet plus de transmettre l'impulsion en fonctionnement stationnaire. De plus, il n'est pas nécessaire que les palettes mécaniques 16 des palettes soient des arcs de cercle centrés sur l'axe de rotation du résonateur. Si l'on observe les figures 18 à 21 on constate que dans la zone de contact mécanique ZC la palette mécanique 16 de la palette a été modifiée, selon un profil 301, pour minimiser l'effet du choc sur le balancier. Il s'agit d'ajuster l'angle de cette zone pour que le support de la force de contact passe par le centre de rotation. Il est également possible d'incliner cette zone de contact, afin que le choc transmette de l'énergie à la masse inertielle 1, et par conséquent améliore le rendement. Ce profil 301 peut être un plan incliné, ou un profil creux évolutif comme sur les figures, et permet de dévier l'effort exercé sur la palette vers le bas selon la représentation des figures, afin que la résultante des deux forces que sont cet effort, et la force de frottement tangentielle ascendante sur la palette, passe par l'axe d'oscillation OR du résonateur 10. De la même façon, la barrière magnétique 31 peut comporter une variation d'aimantation similaire.As the free arc is carried out without friction, except for the first impact, the shape of the mechanical pallet 16 can be optimized to minimize losses and also to promote self-starting. In particular, the end of the paddles (pulse planes) is optimized to favor starting, but the angle chosen no longer allows the pulse to be transmitted in stationary operation. In addition, it is not it is necessary that the mechanical pallets 16 of the pallets be arcs of a circle centered on the axis of rotation of the resonator. If we observe the Figures 18 to 21 it can be seen that in the mechanical contact zone ZC the mechanical pallet 16 of the pallet has been modified, according to a profile 301, to minimize the effect of the impact on the pendulum. The aim is to adjust the angle of this zone so that the support of the contact force passes through the center of rotation. It is also possible to tilt this contact zone, so that the shock transmits energy to the inertial mass 1, and consequently improves the efficiency. This profile 301 can be an inclined plane, or an evolving hollow profile as in the figures, and makes it possible to deflect the force exerted on the pallet downwards according to the representation of the figures, so that the result of the two forces that are this effort , and the upward tangential friction force on the pallet, passes through the axis of oscillation OR of the resonator 10. In the same way, the magnetic barrier 31 can comprise a similar variation in magnetization.

De façon également optionnelle mais avantageuse, des petits aimants (à faible interaction) sont ajoutés dans la troisième zone Z3 de correction de l'isochronisme, afin d'ajuster l'anisochronisme du résonateur 100 provoqué par le mécanisme d'échappement 100. L'objectif est que cet anisochronisme induit soit compensé par celui du résonateur 100 afin que l'oscillateur total 300 soit parfaitement isochrone. La quantité et la position de ces petits aimants est ajustée par itérations jusqu'à l'obtention de l'effet désiré. En variante il peut aussi s'agir d'une simple surface ferromagnétique, coopérant faiblement avec les aimants 23 des dents 22 de la roue d'échappement 20. Cette troisième zone Z3 s'étend, du point de vue des dents 22 de la roue d'échappement 20, en amont de la première zone de barrière magnétique ; autrement formulé, cette troisième zone Z3 s'étend, par rapport à l'axe d'oscillation OR du résonateur, au-delà de la zone de barrière magnétique Z1, et, par rapport à l'axe de rotation OE de la roue d'échappement 20, au-delà de l'extrémité distale de la palette; quand l'agencement magnétique 30 comporte un patin magnétique 32 définissant une deuxième zone Z2, et une zone d'impulsions associée, la troisième zone Z3 est située, par rapport à l'axe de rotation OE de la roue d'échappement 20, au-delà de la deuxième zone Z2.Also optionally but advantageously, small magnets (with weak interaction) are added in the third zone Z3 of isochronism correction, in order to adjust the anisochronism of the resonator 100 caused by the escape mechanism 100. The objective is that this induced anisochronism is compensated by that of the resonator 100 so that the total oscillator 300 is perfectly isochronous. The quantity and position of these small magnets is adjusted by iterations until the desired effect is obtained. As a variant, it may also be a simple ferromagnetic surface, cooperating weakly with the magnets 23 of the teeth 22 of the escapement wheel 20. This third zone Z3 extends, from the point of view of the teeth 22 of the wheel. exhaust 20, upstream of the first magnetic barrier zone; otherwise formulated, this third zone Z3 extends, relative to the oscillation axis OR of the resonator, beyond the magnetic barrier zone Z1, and, relative to the axis of rotation OE of the wheel d 'exhaust 20, beyond the distal end of the pallet; when the magnetic arrangement 30 comprises a magnetic pad 32 defining a second zone Z2, and an associated pulse zone, the third zone Z3 is situated, with respect to the axis of rotation OE of the escape wheel 20, at the beyond the second zone Z2.

Afin de garantir une sécurité mécanique, les palettes mécaniques 16 portées par le résonateur 100 pénètrent dans les dents de la roue d'échappement 20 lorsque le résonateur 100 est dans sa position de repos. Les valeurs des pénétrations p1 et p2 sont représentées sur la figure 22. Sur cette figure on voit le cercle CE qui est l'enveloppe de la trajectoire de la roue d'échappement 20. Les pénétrations p1 et p2, mesurées depuis des radiales issues de l'axe d'oscillation OR du résonateur 10, sont nécessaires pour des raisons de sécurité, car elles empêchent toute rotation folle de la roue d'échappement 20 en déchargement complet du barillet. Par exemple, une valeur de pénétration de 40 micromètres permet d'assurer cette fonction de sécurité, tout en absorbant les erreurs ou simplement l'effet des tolérances de fabrication sur l'entraxe entre l'axe d'oscillation OR du résonateur 10 et l'axe OE de la roue d'échappement 20.In order to guarantee mechanical security, the mechanical paddles 16 carried by the resonator 100 penetrate into the teeth of the escape wheel 20 when the resonator 100 is in its rest position. The penetration values p1 and p2 are shown on the figure 22 . In this figure we see the circle CE which is the envelope of the trajectory of the escape wheel 20. The penetrations p1 and p2, measured from radials coming from the oscillation axis OR of the resonator 10, are necessary for safety reasons, because they prevent any rotation crazy about the escape wheel 20 when the barrel is completely unloaded. For example, a penetration value of 40 micrometers ensures this safety function, while absorbing errors or simply the effect of manufacturing tolerances on the distance between the oscillation axis OR of the resonator 10 and l OE axis of the escape wheel 20.

Au vu des pénétrations p1 et p2, lors du démarrage, le couple appliqué à la roue d'échappement 20 doit être suffisant pour pousser le résonateur 100 hors de sa position de repos afin que les dents puissent passer. Ceci peut rendre l'auto-démarrage difficile lorsque le résonateur est monté sur guidage flexible. L'ajout des patins magnétiques 32 sur les palettes améliore considérablement l'auto-démarrage pour deux raisons. Tout d'abord, la répulsion magnétique a pour effet de réduire le frottement entre les dents et l'extrémité des palettes. D'autre part, cette répulsion décale la position de repos du résonateur du côté adéquat pour que la dent puisse passer. Le résultat est que l'oscillateur est auto-démarrant sur la majorité de la plage de couple utile.In view of the penetrations p1 and p2, during starting, the torque applied to the escape wheel 20 must be sufficient to push the resonator 100 out of its rest position so that the teeth can pass. This can make self-starting difficult when the resonator is mounted on flexible guide. The addition of magnetic pads 32 on the pallets considerably improves self-starting for two reasons. First of all, the magnetic repulsion has the effect of reducing the friction between the teeth and the end of the paddles. On the other hand, this repulsion shifts the rest position of the resonator to the correct side so that the tooth can pass. The result is that the oscillator is self-starting over the majority of the useful torque range.

L'effet des aimants de la troisième zone Z3 de correction de l'isochronisme est de produire une faible perturbation de la masse inertielle 1, de sorte à ajuster l'anisochronisme de l'échappement, afin qu'il y ait compensation avec l'anisochronisme du résonateur 100. Cette correction d'anisochronisme n'est pas indispensable mais peut se révéler avantageuse suivant le type de résonateur utilisé.The effect of the magnets of the third zone Z3 of isochronism correction is to produce a slight disturbance of the inertial mass 1, so as to adjust the anisochronism of the exhaust, so that there is compensation with the anisochronism of the resonator 100. This anisochronism correction is not essential but may prove to be advantageous depending on the type of resonator used.

Pour réaliser cette zone ferromagnétique ou faiblement aimantée 34, au lieu de disposer des pixels d'aimant de façon régulière comme dans le correcteur d'anisochronisme des figures 1 à 22, on peut aussi imaginer une variante dans laquelle on dispose dans la troisième zone Z3 une très fine couche continue d'aimant dont l'épaisseur est ajustée, par laser, ou autre.To make this ferromagnetic or weakly magnetized area 34, instead of having magnet pixels in a regular manner as in the anisochronism corrector of the Figures 1 to 22 , one can also imagine a variant in which there is in the third zone Z3 a very thin continuous layer of magnet whose thickness is adjusted, by laser, or other.

Une autre variante est présentée à la figure 23 dans laquelle il y a seulement deux petites excroissances 341 sur la barrière magnétique 31, dans la troisième zone Z3, qui suffisent à produire la perturbation nécessaire à la correction d'anisochronisme.Another variant is presented at figure 23 in which there are only two small protuberances 341 on the magnetic barrier 31, in the third zone Z3, which are sufficient to produce the disturbance necessary for the correction of anisochronism.

Une autre variante encore, dans laquelle le correcteur d'anisochronisme est disposé uniquement sur la palette d'entrée PE est montrée à la figure 24. On peut aussi mettre le correcteur d'anisochronisme uniquement sur la palette de sortie PS.Yet another variant, in which the anisochronism corrector is placed only on the PE input pallet is shown in the figure 24 . You can also put the anisochronism corrector only on the PS output palette.

Dans une autre variante on peut mettre le correcteur d'anisochronisme uniquement sur les palettes magnétiques du flasque supérieur 15, ou alors uniquement sur les palettes magnétiques du flasque inférieur 17.In another variant, the anisochronism corrector can be placed only on the magnetic pallets of the upper flange 15, or else only on the magnetic pallets of the lower flange 17.

On peut aussi imaginer une variante dans laquelle l'anisochronisme est ajustable, en variant la distance entre les aimants de la troisième zone Z3 supérieure et les aimants de la troisième zone Z3 inférieure, ce qui a pour effet de varier l'intensité du champ magnétique vu par les aimants 23 de la roue d'échappement 20 lorsqu'ils se trouvent dans la troisième zone Z3.We can also imagine a variant in which the anisochronism is adjustable, by varying the distance between the magnets of the third zone Z3 upper and the magnets of the third zone Z3 lower, which has the effect of varying the intensity of the magnetic field seen by the magnets 23 of the escape wheel 20 when they are in the third zone Z3.

Dans une variante, la troisième zone Z3 contient un excès sacrificiel de fer ou d'aimants, cet excès sacrificiel est prévu pour être, au moins en partie, supprimé sélectivement selon le résultat d'une mesure de l'anisochronisme de l'oscillateur 300 complet, pour le rétablissement de son isochronisme.In a variant, the third zone Z3 contains a sacrificial excess of iron or magnets, this sacrificial excess is intended to be, at least in part, selectively removed according to the result of a measurement of the anisochronism of the oscillator 300 complete, for the restoration of its isochronism.

Plus particulièrement, l'agencement magnétique 30 est réalisé avec un surplus de pixels d'aimants dans la troisième zone Z3, les aimants excédentaires peuvent ensuite être supprimés par ablation laser sélective après avoir effectué une mesure de l'anisochronisme.More particularly, the magnetic arrangement 30 is produced with a surplus of pixels of magnets in the third zone Z3, the excess magnets can then be removed by selective laser ablation after having carried out a measurement of the anisochronism.

Dans la variante comportant une plaquette ferromagnétique d'épaisseur variable dans la troisième zone Z3, l'interaction se fait en attraction plutôt qu'en répulsion.In the variant comprising a ferromagnetic plate of variable thickness in the third zone Z3, the interaction takes place in attraction rather than in repulsion.

L'invention peut donc être réalisée selon différentes configurations, mais toujours avec une première zone barrière magnétique Z1, et notamment et non limitativement:

  • une première zone Z1 de barrière magnétique, et une deuxième zone Z2 d'amélioration de l'auto-démarrage, avec seulement un patin magnétique 32;
  • une première zone Z1 de barrière magnétique, une deuxième zone Z2 d'amélioration de l'auto-démarrage, avec un patin magnétique 32, et un talon magnétique 33;
  • une première zone Z1 de barrière magnétique et une troisième zone Z3 de correction de l'isochronisme ;
  • une première zone Z1 de barrière magnétique, une deuxième zone Z2 d'amélioration de l'auto-démarrage, et une troisième zone Z3 correction de l'isochronisme, avec seulement un patin magnétique 32,
  • une première zone Z1 de barrière magnétique, une deuxième zone Z2 d'amélioration de l'auto-démarrage, et une troisième zone Z3 correction de l'isochronisme, avec un patin magnétique 32 et un talon magnétique 33.
The invention can therefore be implemented in different configurations, but always with a first magnetic barrier zone Z1, and in particular and not limited to:
  • a first magnetic barrier zone Z1, and a second self-starting improvement zone Z2, with only a magnetic pad 32;
  • a first magnetic barrier zone Z1, a second self-starting improvement zone Z2, with a magnetic pad 32, and a magnetic heel 33;
  • a first magnetic barrier area Z1 and a third isochronism correction area Z3;
  • a first zone Z1 of magnetic barrier, a second zone Z2 for improving self-starting, and a third zone Z3 correction of isochronism, with only one magnetic pad 32,
  • a first zone Z1 of magnetic barrier, a second zone Z2 for improving self-starting, and a third zone Z3 correction of isochronism, with a magnetic pad 32 and a magnetic heel 33.

Il est naturellement possible de faire une inversion technique de l'invention telle que décrite ci-dessus, qui consiste à mettre des aimants ponctuels sur les palettes du résonateur 100, et à agencer sur la roue d'échappement 20 des structures magnétiques plus compliquées, afin de produire les mêmes effets de barrière magnétique, patin magnétique, impulsion et correcteur d'anisochronisme exposés ci-dessus.It is of course possible to make a technical inversion of the invention as described above, which consists in placing point magnets on the pallets of the resonator 100, and in arranging more complicated magnetic structures on the escape wheel 20, in order to produce the same effects of magnetic barrier, magnetic pad, impulse and anisochronism corrector exposed above.

On remarque que les versions présentées ci-dessus et illustrées, avec des aimants ponctuels sur la roue d'échappement, possèdent l'avantage de minimiser l'inertie de la roue d'échappement 20. Ceci est important pour garantir le bon fonctionnement de l'échappement lorsque l'oscillateur 300 subit des accélérations externes, ce qui est fréquent lors de l'utilisation normale d'une montre, et pour garantir une excellente tenue au porté.Note that the versions presented above and illustrated, with point magnets on the escape wheel, have the advantage of minimizing the inertia of the escape wheel 20. This is important to guarantee the proper functioning of the escapement when the oscillator 300 undergoes external accelerations, which is frequent during normal use of a watch, and to guarantee excellent resistance to wear.

L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 500 comportant au moins un tel oscillateur 300.The invention also relates to a timepiece movement 500 comprising at least one such oscillator 300.

L'invention concerne encore une montre 1000 comportant au moins un tel mouvement 500 et/ou au moins un tel oscillateur 300.The invention also relates to a watch 1000 comprising at least one such movement 500 and / or at least one such oscillator 300.

Claims (18)

Oscillateur (300) d'horlogerie, comportant au moins un résonateur (100), avec une masse inertielle (1) rappelée par des moyens de rappel élastique (2) par rapport à une structure fixe (3), ledit résonateur (100) oscillant autour d'un axe d'oscillation (OR), ladite masse inertielle (1) portant une palette d'entrée (PE) et une palette de sortie (PS), ledit oscillateur (300) comportant un mécanisme d'échappement (200) comportant une roue d'échappement (20) agencée pour tourner autour d'un axe de rotation (OE) et comportant des dents d'extrémité (22), chacune agencée pour coopérer avec ladite palette d'entrée (PE) ou avec ladite palette de sortie (PS) pour l'entretien de l'oscillation dudit résonateur (100), caractérisé en ce que ledit mécanisme d'échappement (200) est magnéto-mécanique et que ladite roue d'échappement (20) comporte au moins un aimant (23) au bout de chaque dite dent (22), lesdites dents (22) étant agencées pour agir alternativement avec lesdites palettes d'entrée et de sortie (PE; PS), et en ce que ladite palette d'entrée (PE) comporte un premier agencement magnétique (30), en ce que ladite palette de sortie (PS) comporte un deuxième agencement magnétique (30), et en ce que ledit premier agencement magnétique (30) et ledit deuxième agencement magnétique (30) comportent chacun un secteur annulaire, centré sur ledit axe d'oscillation (OR) dudit résonateur (100), et définissant une première zone de barrière magnétique (Z1), qui s'étend au-dessus et/ou au-dessous de ladite palette mécanique (16) de ladite palette d'entrée (PE) ou de ladite palette de sortie (PS), en référence à la direction dudit axe d'oscillation (OR), sur toute la longueur de ladite palette mécanique apte à servir d'appui auxdites dents (22) pendant ledit arc libre, de façon à constituer un mécanisme d'échappement à cylindre magnétique.Clock oscillator (300), comprising at least one resonator (100), with an inertial mass (1) returned by elastic return means (2) relative to a fixed structure (3), said resonator (100) oscillating around an axis of oscillation (OR), said inertial mass (1) carrying an input pallet (PE) and an output pallet (PS), said oscillator (300) comprising an escape mechanism (200) comprising an escape wheel (20) arranged to rotate about an axis of rotation (OE) and comprising end teeth (22), each arranged to cooperate with said inlet pallet (PE) or with said pallet output (PS) for maintaining the oscillation of said resonator (100), characterized in that said exhaust mechanism (200) is magneto-mechanical and that said escape wheel (20) comprises at least one magnet (23) at the end of each said tooth (22), said teeth (22) being arranged to act alternately with said p inlet and outlet louvers (PE; PS), and in that said inlet pallet (PE) has a first magnetic arrangement (30), in that said outlet pallet (PS) has a second magnetic arrangement (30), and in that said first arrangement magnetic (30) and said second magnetic arrangement (30) each have an annular sector, centered on said axis of oscillation (OR) of said resonator (100), and defining a first magnetic barrier zone (Z1), which extends above and / or below said mechanical pallet (16) of said input pallet (PE) or said output pallet (PS), with reference to the direction of said axis of oscillation (OR), on the entire length of said mechanical pallet capable of serving as a support for said teeth (22) during said free arc, so as to constitute an escape mechanism with a magnetic cylinder. Oscillateur (300) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier agencement magnétique (30) et/ou ledit deuxième agencement magnétique (30) comporte, pour l'amélioration de l'auto-démarrage, au niveau de ladite palette d'entrée (PE) et/ou au niveau de ladite palette de sortie (PS), au moins un patin magnétique (32) qui comporte au moins un aimant, et qui s'étend dans une deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage (Z2), qui est un secteur annulaire, centré sur ledit axe de rotation (OE) de ladite roue (20), et qui s'étend, pour ladite palette d'entrée (PE), sensiblement selon une direction tangente d'entrée (D2+, D2-) qui est tangente à ladite roue (20) et qui passe au-dessus et/ou au-dessous de ladite palette mécanique (16) de ladite palette d'entrée (PE), et/ou pour ladite palette de sortie (PS), sensiblement selon une direction tangente de sortie (D4+, D4-) qui est tangente à ladite roue (20) et qui passe au-dessus et/ou au-dessous de ladite palette mécanique (16) de ladite palette de sortie (PS), en référence à la direction dudit axe d'oscillation (OR), de façon à recouvrir au moins un plan d'impulsion que comporte à son extrémité ladite palette d'entrée (PE) et/ou ladite palette de sortie (PS).Oscillator (300) according to claim 1, characterized in that said first magnetic arrangement (30) and / or said second magnetic arrangement (30) comprises, for the improvement of self-starting, at the level of said pallet input (PE) and / or at said output pallet (PS), at least one magnetic pad (32) which comprises at least one magnet, and which extends in a second area of improvement of the self starting (Z2), which is an annular sector, centered on said axis of rotation (OE) of said wheel (20), and which extends, for said input pallet (PE), substantially in a tangent direction from inlet (D2 +, D2-) which is tangent to said wheel (20) and which passes above and / or below said mechanical pallet (16) of said input pallet (PE), and / or for said output pallet (PS), substantially in a tangent exit direction (D4 +, D4-) which is tangent to said wheel (20) and which passes above and / or below said mechanical pallet (16) of said output pallet (PS), with reference to the direction of said axis of oscillation (OR), so as to cover at least one impulse plane that comprises at its end said input pallet (PE) and / or said output palette (PS). Oscillateur (300) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit patin magnétique (32) est prolongé, depuis ladite barrière magnétique (31) et dans la direction tangente à ladite roue (20) et qui va dans le sens de rotation de ladite roue (20), par un talon magnétique (33), qui est sensiblement dans l'alignement dudit patin magnétique (32), et qui est agencé pour appliquer à un dit aimant (23) de ladite roue (20) un effort tendant à le chasser tangentiellement, et qui est agencé pour combattre la force de frottement à l'extrémité distale de ladite palette du côté de ladite roue d'échappement (20).Oscillator (300) according to claim 2, characterized in that said magnetic pad (32) is extended, from said magnetic barrier (31) and in the direction tangent to said wheel (20) and which goes in the direction of rotation of said wheel (20), by a magnetic bead (33), which is substantially in alignment with said magnetic pad (32), and which is arranged to apply to a said magnet (23) of said wheel (20) a force tending to drive it tangentially, and which is arranged to combat the friction force at the distal end of said pallet on the side of said escape wheel (20). Oscillateur (300) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit talon magnétique (33) est agencé par rayons croissants depuis ledit axe de rotation (OE) de ladite roue (20) en s'éloignant dudit patin magnétique (32).Oscillator (300) according to claim 3, characterized in that said magnetic heel (33) is arranged by increasing spokes from said axis of rotation (OE) of said wheel (20) moving away from said magnetic pad (32). Oscillateur (300) selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que ledit talon magnétique (33) est réalisé en escalier avec des gradins dégressifs.Oscillator (300) according to claim 3 or 4, characterized in that said magnetic heel (33) is made in staircase with tapering steps. Oscillateur (300) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la longueur curviligne totale dudit patin magnétique (32) et d'un talon magnétique (33) éventuel, qui prolonge ledit patin magnétique (32), est voisine du demi-pas des extrémités desdites dents (22) sur un cercle (CE) qui définit l'enveloppe de la trajectoire desdites dents (22) de ladite roue d'échappement (20).Oscillator (300) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the total curvilinear length of said magnetic pad (32) and of a possible magnetic heel (33), which extends said magnetic pad (32), is close of the half-pitch of the ends of said teeth (22) on a circle (CE) which defines the envelope of the path of said teeth (22) of said escape wheel (20). Oscillateur (300) selon la revendication 3, ou selon l'une des revendications 4 à 6 selon la revendication 3, caractérisé en ce que la longueur dudit patin magnétique (32) est supérieure à celle dudit talon magnétique (33), afin de donner une première impulsion.Oscillator (300) according to claim 3, or according to one of claims 4 to 6 according to claim 3, characterized in that the length of said magnetic pad (32) is greater than that of said magnetic heel (33), in order to give a first impulse. Oscillateur (300) selon la revendication 3 ou 7, ou selon l'une des revendications 4 à 6 selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit patin magnétique (32) et ledit talon magnétique (33) sont agencés de façon à définir un champ magnétique continu sur l'arc curviligne sur lequel ils sont agencés.Oscillator (300) according to claim 3 or 7, or according to one of claims 4 to 6 according to claim 3, characterized in that said magnetic shoe (32) and said magnetic heel (33) are arranged so as to define a continuous magnetic field on the curvilinear arc on which they are arranged. Oscillateur (300) selon l'une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit patin magnétique (32) comporte, à son extrémité distale opposée à ladite barrière magnétique (31), un ergot magnétique, du côté opposé à ladite roue d'échappement (20), et prolongeant la deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage (Z2).Oscillator (300) according to one of claims 2 to 8, characterized in that said magnetic pad (32) has, at its distal end opposite to said magnetic barrier (31), a magnetic lug, on the side opposite to said escape wheel (20), and extending the second self-starting improvement zone (Z2). Oscillateur (300) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que ledit agencement magnétique (30) comporte une troisième zone de correction de l'isochronisme (Z3) qui s'étend, du point de vue desdites dents (22) de ladite roue (20), en amont de ladite première zone de barrière magnétique (Z1), et, par rapport audit axe de rotation (OE) de ladite roue d'échappement (20), au-delà de l'extrémité distale de ladite palette (16), au niveau de l'entrée selon une direction tangentielle d'entrée (D2-) opposée au sens de rotation de la dite roue (20) et selon une direction radiale d'entrée (D1-) s'éloignant du centre de rotation (OE) de ladite roue (20), et au niveau de la sortie selon une direction tangentielle de sortie (D4-) opposée au sens de rotation de la dite roue (20) et selon une direction radiale de sortie (D3-) s'éloignant du centre de rotation (OE) de ladite roue (20), de façon à recouvrir, au-dessus et/ou au-dessous de ladite palette mécanique (16) de ladite palette d'entrée (PE) ou de ladite palette de sortie (PS), en référence à la direction dudit axe d'oscillation (OR), un dit aimant (23) de ladite roue (20) qui se trouve en appui sur ladite palette durant l'arc libre.Oscillator (300) according to one of claims 1 to 9, characterized in that said magnetic arrangement (30) comprises a third isochronism correction zone (Z3) which extends, from the point of view of said teeth (22 ) of said wheel (20), upstream of said first magnetic barrier zone (Z1), and, relative to said axis of rotation (OE) of said escape wheel (20), beyond the distal end of said pallet (16), at the entry in a tangential entry direction (D2-) opposite to the direction of rotation of said wheel (20) and in a radial entry direction (D1-) s' away from the center of rotation (OE) of said wheel (20), and at the outlet in a tangential direction of exit (D4-) opposite to the direction of rotation of said wheel (20) and in a radial direction of exit (D3-) moving away from the center of rotation (OE) of said wheel (20), so as to cover, above and / or below said mechanical pallet (16 ) of said input pallet (PE) or of said output pallet (PS), with reference to the direction of said oscillation axis (OR), a said magnet (23) of said wheel (20) which is located support on said pallet during the free arc. Oscillateur (300) selon la revendication 10 et selon l'une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que ladite troisième zone (Z3) est située, par rapport audit axe de rotation (OE) de ladite roue d'échappement (20), au-delà de ladite deuxième zone d'amélioration de l'auto-démarrage (Z2), qui délimite, avec ladite première zone de barrière magnétique (Z1), ladite troisième zone de correction de l'isochronisme (Z3).Oscillator (300) according to claim 10 and according to one of claims 2 to 9, characterized in that said third zone (Z3) is located, relative to said axis of rotation (OE) of said escape wheel (20) , beyond said second self-starting improvement zone (Z2), which defines, with said first magnetic barrier zone (Z1), said third isochronism correction zone (Z3). Oscillateur (300) selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que ladite troisième zone (Z3) est une zone de faible interaction magnétique en attraction ou en répulsion avec un dit aimant (23), d'interaction magnétique inférieure à celle des autres zones d'interaction magnétique dudit agencement magnétique (30) dont elle fait partie.Oscillator (300) according to claim 10 or 11, characterized in that said third zone (Z3) is a zone of weak magnetic interaction in attraction or repulsion with a said magnet (23), of magnetic interaction lower than that of the others magnetic interaction zones of said magnetic arrangement (30) of which it is a part. Oscillateur (300) selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que ladite troisième zone (Z3) contient du fer ou des aimants qui sont en interaction magnétique, attractive ou répulsive, avec un dit aimant (23) pendant l'arc libre.Oscillator (300) according to claim 10 or 11, characterized in that said third zone (Z3) contains iron or magnets which are in magnetic, attractive or repulsive interaction, with a said magnet (23) during the free arc. Oscillateur (300) selon la revendication 13, caractérisé en ce que la quantité moyenne de fer ou d'aimant par unité de surface est constante dans la direction tangente à ladite roue (20), et varie dans la direction tangente à ladite palette, de façon à présenter une interaction magnétique avec un dit aimant, laquelle est variable selon l'angle de ladite masse inertielle (1) avec sa position de repos.Oscillator (300) according to claim 13, characterized in that the average quantity of iron or magnet per unit area is constant in the direction tangent to said wheel (20), and varies in the direction tangent to said pallet, from so as to present a magnetic interaction with a said magnet, which is variable according to the angle of said inertial mass (1) with its rest position. Oscillateur (300) selon l'une des revendications 10 à 14, caractérisé en ce que ladite troisième zone (Z3) contient un excès sacrificiel de fer ou d'aimants, prévu pour être, au moins en partie, supprimé sélectivement selon le résultat d'une mesure de l'anisochronisme dudit oscillateur (300) complet, pour le rétablissement de l'isochronisme dudit oscillateur (300).Oscillator (300) according to one of claims 10 to 14, characterized in that said third zone (Z3) contains a sacrificial excess of iron or magnets, intended to be, at least in part, selectively suppressed according to the result of a measurement of the anisochronism of said complete oscillator (300), for restoring the isochronism of said oscillator (300). Oscillateur (300) selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ladite masse inertielle (1) comporte au moins un balancier.Oscillator (300) according to one of claims 1 to 15, characterized in that said inertial mass (1) comprises at least one balance. Mouvement d'horlogerie (500) comportant au moins un oscillateur (300) selon une des revendications 1 à 16.Clock movement (500) comprising at least one oscillator (300) according to one of claims 1 to 16. Montre (1000) comportant au moins un mouvement (500) selon la revendication 17, et/ou au moins un oscillateur (300) selon une des revendications 1 à 15.Watch (1000) comprising at least one movement (500) according to claim 17, and / or at least one oscillator (300) according to one of claims 1 to 15.
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