EP4160323A1 - Mechanical timepiece regulator comprising a self-starting semi-free escapement with low angle of lift - Google Patents

Mechanical timepiece regulator comprising a self-starting semi-free escapement with low angle of lift Download PDF

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EP4160323A1
EP4160323A1 EP21200709.0A EP21200709A EP4160323A1 EP 4160323 A1 EP4160323 A1 EP 4160323A1 EP 21200709 A EP21200709 A EP 21200709A EP 4160323 A1 EP4160323 A1 EP 4160323A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
escapement
fork
phase
rest
regulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21200709.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Olivier LEASSER
Gregory Musy
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.)
Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Original Assignee
Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM filed Critical Centre Suisse dElectronique et Microtechnique SA CSEM
Priority to EP21200709.0A priority Critical patent/EP4160323A1/en
Priority to US17/937,808 priority patent/US20230106693A1/en
Publication of EP4160323A1 publication Critical patent/EP4160323A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/14—Component parts or constructional details, e.g. construction of the lever or the escape wheel
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B15/00—Escapements
    • G04B15/06—Free escapements
    • G04B15/08—Lever 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
    • 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
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/02—Regulator or adjustment devices; Indexing devices, e.g. raquettes

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking, more specifically, the present invention relates to a mechanical watch regulator comprising an escapement and an oscillator.
  • a clock regulator mechanism typically includes an escapement as illustrated in figure 1 .
  • Such an escapement 10 typically comprises an escape wheel 11 provided with teeth 112 configured to cooperate with pallets 121 of an anchor 12.
  • the anchor 12 comprises a fork 122 cooperating with a pin 130 of a plate 131.
  • the plate 131 is rigidly linked to an oscillator (or regulator member) not shown.
  • the purpose of the escapement is to maintain and count the oscillations of the oscillator.
  • a mechanical oscillator comprises an inertial element, a guide and an elastic return element.
  • the mechanical oscillator can comprise a hairspring balance in which the balance wheel constitutes the inertial element, the guide corresponds to the balance shaft and to the stones of the plate and bridge, and the hairspring constitutes the elastic return element.
  • FIG 2a shows a diagram showing different oscillation angles of the balance wheel of a spiral balance oscillator, cooperating with an escapement as described above.
  • the balance wheel having an amplitude Ao of the order of 300°, can be characterized by a portion of free oscillation ⁇ LI and a portion of oscillation corresponding to the angle of lift ⁇ LE , of the order of 50°, where the release of the escape wheel and the impulse from the escapement to the inertial element occur.
  • the amplitude Ao is the maximum angular position, with respect to the line of centers, that takes the inertial element during an oscillation (or alternation).
  • the line of centers ⁇ 0 is defined as the angular position of the inertial element at equilibrium without the escapement (when the elastic return element is completely relaxed).
  • a horological oscillator on flexible guidance, or with a flexible pivot is an oscillator whose inertial element (which may include a balance wheel) is guided in rotation by an arrangement of elastic parts and not by a physical axis of rotation rotating in conventional bearings (eg: ruby bearing), as in the case of a balance spring.
  • the flexible pivot exerts an elastic return torque on the balance like the hairspring of a hairspring balance oscillator.
  • FIG. 2b shows a diagram plotting different oscillation angles of an oscillator on flexible guidance (for example, such as that shown in figure 19 ) cooperating with an escapement as described above.
  • the inertial element having an amplitude Ao typically comprised between 10° and 50°, is characterized by a portion of free oscillation ⁇ LI typically of the order of 10° to 20°, and by an angle of lifting ⁇ LE , of the order of 6° maximum.
  • ⁇ LI free oscillation
  • ⁇ LE angle of lifting
  • an oscillator on flexible guidance is distinguished by greater rigidity of the elastic return element and by lower amplitudes of oscillations Ao.
  • the lift half-angle ⁇ LE /2 of an oscillator corresponds to the angle between the line of the centers of the inertial element ⁇ 0 and its angular position at the end of the pulse ⁇ IM .
  • minimizing the lift angle ⁇ LE amounts to bringing the end-of-pulse angular position ⁇ IM closer to the line of centers ⁇ 0 and therefore to reducing the elastic restoring torque of the oscillator at the end of the pulse, this which facilitates self-starting.
  • Self-starting is the property of an escapement that starts only thanks to the torque supplied by the escape wheel following winding of the barrel in its working area. Self-starting guarantees start-up of the oscillator without outside help during the barrel winding phase, for example after the watch has been stored for a long time. Self-starting is an advantageous property of any wristwatch escapement because it is regularly subject to shocks, which causes the balance wheel to brake against its shock absorbers. This braking can lead to momentary stops of the balance. If the escapement is not self-starting, the balance wheel will remain blocked until the intervention of the user or a watchmaker. Thus an escapement which is not self-starting poses reliability problems in the context of the wristwatch.
  • a system is self-starting when the torque at the escape wheel is sufficient to, among other things, complete the pulse phase.
  • the elastic return torque of the oscillator (this elastic return torque is directly proportional to the stiffness of the return spring and to the end-of-pulse angular position ⁇ FI ) is then counterbalanced by the torque at the escape wheel .
  • Increasing the torque at the escape wheel to ensure the self-starting of an oscillator on flexible guidance amounts to increasing its energy consumption, which is not a satisfactory solution given that the energy available in a watch bracelet is limited.
  • the document CH715589A1 describes a rubbing rest escapement which is adapted to an oscillator on a flexible guide.
  • the advantage of a rubbing rest escapement is that it can be sized to be compatible with a lift angle ⁇ LE on the balance arm of less than 6°, which is advantageous for self-starting.
  • the disadvantage is that the balance wheel is linked to the lever (elastically in this specific case) which implies a permanent rotation of the lever during the oscillation of the balance wheel and therefore a permanent rubbing contact between the escape wheel and the 'anchor.
  • the loss of energy resulting from this rubbing contact is substantial, which de facto limits the operating amplitudes of the oscillator to low values, of the order of 6 to 8°.
  • the Swiss lever escapement is a free escapement because it only comes into contact with the oscillator during the lift angle to perform the release and impulse phases.
  • the present invention relates to a watchmaking mechanical regulator comprising an escapement cooperating with a watchmaking mechanical oscillator provided with an inertial element oscillating in an oscillation plane thanks to an elastic return element.
  • the exhaust comprises a pin rigidly linked to the inertial element, an anchor and an escape wheel.
  • the anchor comprises a fork configured to cooperate with the peg, an input pallet and an output pallet, each of the pallets being configured to cooperate with the teeth of the escape wheel.
  • the escapement is configured so that, during a release phase, the peg pushes the fork in order to release the escape wheel from one of the pallets and, during an impulse phase, the fork pushes the peg in order to transmitting to the inertial element the torque of the escape wheel which is in contact with one of the pallets.
  • the regulator is configured so that the release phase is preceded by a first frictional rest phase, itself preceded by a first free oscillation phase, and the pulse phase is followed by a second frictional rest phase. , itself followed by a second phase of free oscillation.
  • the inertial element oscillates freely without contact between the pin and the fork; and during the first and second frictional rest phase, the pin is in contact with the fork so as to push it, a tooth of the escape wheel being in frictional contact with one of the pallets.
  • the escapement is at rest rubbing during a given portion of oscillation, but is free outside this portion of oscillation.
  • the oscillation portions in frictional rest make it possible to guarantee the self-starting of the oscillator because, thanks to them, it is possible to build a fork-peg mechanism with a very low angle of lift as well as reasonable games and safeties.
  • the lift angle can be at least twice as small as what is attainable with the escapements proposed in the state of the art, ie typically between 2° and 6°.
  • the escapement thus makes it possible to recover the self-starting property of the oscillator, even in the case where the operating amplitude of the oscillator is low and its rigidity high.
  • the regulator according to the invention also allows a portion of oscillation of the inertial element to be largely free and there is therefore no frictional contact between the escape wheel and the lever during a large part of the oscillation of the inertial element. This makes it possible to minimize the energy loss of the regulator and therefore to obtain a higher amplitude of the inertial element. This makes it possible to guarantee the isochronism of a flexible-guided oscillator (for most flexible-guided oscillators and escapements, isochronism faults are generally critical below 10° of amplitude) and makes the element inertial less disturbed by shocks against stops.
  • the regulator described here can be applied to any type of escapement whose wheel and lever form a double impulse escapement.
  • the principle can easily be applied in the case of a free lever escapement.
  • the regulator proposed here greatly simplifies the design of the oscillator compared to the solution proposed in the document CH714361 .
  • the anchor of the present invention does not need a dart to cooperate with such an oscillator.
  • the anchor and the wheel can therefore be parts produced on one level.
  • the regulator described here is simple in its implementation and makes it possible to ensure low energy consumption and the self-starting of an oscillator on flexible guidance.
  • the escapement 10 comprises an escapement wheel 11 provided with teeth 112 configured to cooperate with an entry pallet 121 and an exit pallet 127 of an anchor 12.
  • the anchor 12 pivotally mounted on an axis, comprises a fork 122 cooperating with an impulse cam 130 (here a pin) of a plate 131.
  • the escapement 10 cooperates with an oscillator (not shown) comprising an inertial element 21 (for example a pendulum or other) capable of oscillating around of an oscillator axis 23 thanks to an elastic return element.
  • the plate 131 is intended to cooperate with the oscillator.
  • the plate 131 can be arranged concentric with the oscillator so as to pivot with an inertial element, as in a conventional clockwork regulator mechanism.
  • FIG 4a shows a detail of the input palette 121
  • the figure 4b shows a detail of the output pallet 127
  • the figure 4c shows a detail of a tooth 112 comprising a tooth nose 112a and a tooth heel 112b.
  • Each of the input pallet 121 and the output pallet 127 is provided with a pallet rubbing rest plane P RF , a pallet release plane P DE , and a pallet impulse plane P IM .
  • the pallet release plane P DE corresponds to a rest plane, that is to say, the plane on which a tooth 112 of the escape wheel presses at the time of its release.
  • the P IM vane impulse plane has three sections with variable curvature, continuous and tangent.
  • the vane impulse plane P IM can also be formed from a single or multiple curved or planar sections.
  • the vane rubbing rest plane P RF and the vane clearance plane P DE are also shown as two continuous sections of different curvatures but these two planes could also be realized as a single flat surface.
  • the pallet rubbing rest plane P RF is pull-type and the pallet release plane P DE may or may not be pull-type.
  • the pallets 121, 127 of the anchor 12 of the escapement 10 therefore comprise an additional resting plane, the pallet rubbing resting plane P RF , configured to block the escapement wheel 11 during the rubbing rests of the escapement .
  • THE figures 5a and 5b show a diagram reporting different angles of oscillation of an inertial element of an oscillator on flexible guide cooperating with the escapement 10, when the oscillator oscillates counterclockwise ( figure 5a ) and schedule ( figure 5b ).
  • the exhaust 10 has two different operating regimes.
  • the escapement 10 functions as an escapement at rest rubbing, that is to say that the amplitude of oscillation of the inertial element is greater than the half-angle of lift ⁇ LE /2 and less than half -friction angle of repose ⁇ RF /2.
  • the angle of lift ⁇ LE corresponds to the portion of oscillation of the inertial element from the start angular position of release ⁇ DE to the end angular position of the pulse ⁇ IM .
  • the angle of frictional rest ⁇ RF corresponds to the portion of oscillation from the angular position of the inertial element from the start of the first frictional rest ⁇ RF1 to the end angular position of the second frictional rest ⁇ RF2 .
  • the oscillator At greater amplitude of oscillation of the inertial element, greater than the half-angle of rest rubbing at ⁇ RF /2, the oscillator also has a portion of free oscillation (angle of free oscillation ⁇ LI ).
  • THE figures 6 to 15 show the escapement 10 during the different phases of its operation.
  • the diagram of the figure 5 is also reproduced: the angle of oscillator 2 corresponding to the phase illustrated is indicated there by an arrow.
  • a drop or fork clearance compensation
  • a drop occurs as a transition between two escapement operating phases and is not considered as an escapement phase.
  • the fall is added in the construction of the escapement in order to avoid the blocking of the mechanism which would be caused by a double contact between two escapement parts (safeties of the escapement).
  • the chute is dimensioned according to the assembly and manufacturing tolerances of the system. It must be minimized because it causes a loss of energy that does not contribute to the accuracy of the system's time base.
  • FIG. 6 shows the escapement 10 at the start of a first phase of rubbing rest, when the oscillator oscillates in the anti-clockwise direction.
  • the first phase of frictional rest occurs following a first phase of free oscillation during which the inertial element 21 oscillates freely without contact between the pin 130 and the fork 122 .
  • the first phase of rubbing rest occurs before a release phase of the escapement 10.
  • the escapement wheel 11 is blocked by the anchor 12 and cannot move forward.
  • the pin 130 (for example arranged coaxial with an axis of the inertial element) rotates counter-clockwise and meets a fork first plane 122a of the fork 122.
  • the anchor 12 then pivots clockwise (around its pivot axis 126). Under the action of pin 130 on fork 122, pallet 121 will cause escape wheel 11 to move back slightly. A tooth 112 of the escape wheel is in frictional contact on the frictional rest plane of the pallet P RF of the input palette 121.
  • lever 12 rotates while escape wheel 11 is almost stationary. There is therefore a frictional contact between a tooth 112 and the input pallet 121 (on the pallet frictional rest plane P RF ) of the anchor 12.
  • the inertial element oscillates from the angular position of the start of the first rubbing rest ⁇ RF1 to the angular position of the start of disengagement ⁇ DE .
  • FIG. 7 shows the escapement 10 at the start of a release phase, corresponding to the end of the first rubbing rest.
  • the balance pin 130 continues to rotate counter-clockwise and to push on the first fork plane 122a of the fork 122.
  • the escapement wheel 11 is stationary, or recoils slightly, and the anchor 12 continues to turn clockwise.
  • a tooth 112 of the escape wheel 11 leaves the pallet rubbing rest plane P RF to join the pallet release plane P DE of the input pallet 121.
  • the angular position of the inertial element is that of start of release ⁇ DE .
  • FIG 8 shows the escapement 10 at the start of the backlash adjustment of the fork 122 occurring at the end of the release phase.
  • the beginning of the backlash of the fork 122 is identical to that of a classic lever escapement.
  • Pin 130 continues to rotate counter-clockwise.
  • a tooth 112 of the escape wheel 11 leaves the pallet clearance plane P DE to join the pallet impulse plane P IM of the entry pallet 121.
  • the escape wheel 11 will then actuate the anchor 12 which will allow the second plane of the fork 122b to catch up with the pin 130 and strike it at the end of the backlash of the fork 122.
  • the elastic return torque of the oscillator must at least be sized to be able to bring back, without momentum, the escapement 10 in the position of the figure 8 . Otherwise the escapement 10 is not self-starting.
  • FIG. 9 shows the escapement 10 at the start of a pulse phase occurring at the end of the first fork drop and corresponds to the start of the input pallet pulse 121.
  • This first pulse phase is identical to that of a classic lever escapement.
  • Pin 130 continues to rotate counter-clockwise.
  • the second fork plane 122b of fork 122 has joined pin 130 and is beginning to push pin 130 counterclockwise.
  • the escapement wheel 11 continues to rotate clockwise and actuates the pin 130 via the lever 12.
  • the tooth nose 112a of the tooth 112 of the escapement wheel 11 pushes on the plane of pallet pulse P IM from the input pallet 121.
  • FIG 10 shows the escapement 10 during the pulse phase, at the transition between the pulse of the tooth nose 112a on the pallet plane and the tooth plane pulse on the pallet nose.
  • Pin 130 continues to rotate counterclockwise and second fork plane 122b continues to push pin 130 counterclockwise.
  • the escape wheel 11 also continues to rotate clockwise and actuates the peg 130 through the anchor 12.
  • FIG. 11 shows escapement 10 during a first drop of escape wheel 11 and a second drop of fork 122 occurring at the end of the impulse phase.
  • This transition is identical to that of a conventional lever escapement for the drop of the escapement wheel 11.
  • pin 130 continues to rotate counterclockwise.
  • the peg 130 leaves the second fork plane 122b because the lever 12 is no longer actuated by the escapement wheel 11.
  • a tooth 112 of the escapement wheel 11 separates from the end of the impulse plane of pallet P IM of the input pallet 121.
  • the escapement wheel 11 drops, that is to say rotates in a vacuum, and will join the rubbing rest plane of the pallet P RF of the output pallet 127.
  • the angular position of the inertial element corresponds approximately to the end of pulse angular position ⁇ IM with respect to the reference position of the line of centers ⁇ 0 (this corresponds to the half-angle of lift ⁇ LE /2).
  • the exhaust 10 is characterized by a lift angle ⁇ LE typically of at most 6°.
  • FIG 12 shows the escapement 10 at the start of a second rubbing rest phase occurring after the impulse phase, at the end of the fall of the escape wheel 11 and of the second fall of the fork 122.
  • This second phase of rubbing rest does not exist in a conventional lever escapement.
  • Pin 130 continues to rotate counter-clockwise, joins first fork plane 122a and pushes fork 122 out.
  • the escape wheel 11 is blocked by the anchor 12 but pivots very slightly clockwise due to the pull.
  • the anchor 12 still pivots clockwise under the action of the pin 130.
  • the tooth beak 112a of the tooth 112 of the escapement wheel 11 will therefore rub against the rubbing rest plane of the pallet P RF of the exit pallet 127. There is therefore a frictional contact between the escapement wheel 11 and the pallet 12 and between the pallet 12 and the peg 130.
  • the expression “frictional contact” means that at the point of contact between the tooth 112 and the frictional resting plane of the paddle P RF and between the pin 130 and the first fork plane 122a, there is a regular relative displacement between these exhaust parts during the first and the second rubbing rest phase.
  • the angular position of the inertial element goes from the angular position of the end of the pulse ⁇ IM to the angular position of the end of the second frictional rest ⁇ RF2 .
  • FIG 13 shows the escapement 10 at the end of the second rubbing rest phase.
  • the peg 130 has finished pushing the first fork plane 122a and is freed from it.
  • the anchor 12 has not yet joined the exit stop 125b, the draw is therefore not finished.
  • a tooth 112 of the escapement wheel 11 rests on the rubbing resting plane of the pallet P RF of the output pallet 127.
  • the escapement wheel 11 transmits a torque to the anchor 12 which allows it to always pivot clockwise to reach the exit stop 125b and its rest position.
  • the angular position of the inertial element is slightly greater than the angular position at the end of the second rubbing rest ⁇ RF2 . Similar to falls, we do not consider, in this document, the draw as a phase of the escapement strictly speaking.
  • FIG 14 shows the escapement 10 during a second phase of free oscillation occurring after the second phase of rubbing rest.
  • the ankle 130 is free and will remain so until the next rubbing rest phase.
  • Fork 122 of anchor 12 has joined exit stop 125b.
  • the escape wheel 11 is blocked by the anchor 12 and both are stationary.
  • Contact between pin 130 and fork 122 occurs during the second phase of frictional rest.
  • the angular position of the inertial element is greater than the angular position at the end of the second frictional rest ⁇ RF2 .
  • FIG. 15 shows the escapement 10 at the start of the first rubbing rest phase, when the oscillator oscillates clockwise.
  • This phase does not exist in a classic lever escapement.
  • Pin 130 which rotates clockwise, meets second fork plane 122b of anchor 12, which is about to rotate counter-clockwise. In this position, if the system were stopped, it is the elastic torque of the oscillator which would cause the escapement 10 to rotate.
  • the escapement wheel 11 is blocked by the lever 12 and cannot move forward.
  • the lever 12 rotates, under the action of the pin 130 on the second fork plane 122b of the fork 122, the escapement wheel 11 will move back slightly, pushed back by the rubbing rest plane of the pallet P RF of the output pallet 127.
  • the inertial element pivots from the angular position of the start of the first frictional rest ⁇ RF1 to the angular position of the start of disengagement ⁇ DE .
  • Pin 130 is therefore configured to push fork 122 during the first frictional rest phase and the second frictional rest phase. During these phases, a tooth 112 of the escapement wheel 11 is in frictional contact against the frictional rest plane of the pallet P RF of the input pallet 121 or of the output pallet 127. The pin 130 is not in contact with the fork 122 on the free oscillation portions of the inertial element, preceding the first frictional rest phase and following the second frictional rest phase.
  • the self-starting of the escapement 10 does not depend on the angle of rest rubbing ⁇ RF but only on the angle of lift ⁇ LE .
  • the proposed escapement considerably facilitates the self-starting of the oscillator.
  • the presence of the first phase of rubbing rest and of the first phase of free oscillation makes it possible to characterize the escapement 10 as a semi-free escapement.
  • the escapement 10 is also self-starting.
  • the escapement 10 can be configured so that the frictional rest angle ⁇ RF , corresponding to the portion of oscillation from the angular position of the inertial element from the start of the first frictional rest ⁇ RF1 to the end angular position of the second rubbing rest ⁇ RF2 , ie at most 12°.
  • the escapement must be configured so that the pin 130 is in contact with the fork 122 so as to push it when the angular position of the inertial element with respect to the line of centers ⁇ 0 is smaller than the half-angle of rest rubbing ⁇ RF /2 and greater than the half-angle of lift ⁇ LE /2. More particularly, the first fork plane 122a and the second fork plane 122b must be dimensioned so that they can be engaged with the pin 130 in this angular range.
  • the escapement 10 When oscillator 2 starts up or in operation at amplitudes less than or equal to the half-angle of friction rest ⁇ RF /2, the escapement 10 functions as a friction rest escapement. In this mode, the anti-rollover devices are useless since the pin does not leave the fork. If the escapement 10 can push the inertial element 21 to the limit of the half-angle of lift ⁇ LE /2 (corresponding to the angular position of end of pulse ⁇ IM ), then the system is self-starting.
  • the kinematics of the escapement 10 at the start of the oscillator or in operation at amplitudes less than or equal to a half-angle of rest rubbing at ⁇ RF /2 is illustrated in figures 16a-16c when the oscillator swings clockwise and at figures 16d to 16f when the oscillator swings counterclockwise.
  • a tooth 112 bears against the anchor output rest plane 127a of the output pallet 127.
  • the second fork plane 122b of the fork 122 is in contact with the pin 130 and follows the inertial element 21 in its swing. If the oscillation is large enough, then the escapement wheel 11 outlines a slight movement due to the pulling of the anchor exit rest plane 127a.
  • the inertial element 21 has entered the lift angle ⁇ LE and has completed the disengagement.
  • the fork has caught up and is pushing peg 130 with the fork foreground.
  • Tooth 112 provides its impulse to output pallet 127, via anchor output impulse plane 127b.
  • the inertial element 21 reaches the limit of the lift angle ⁇ LE .
  • another tooth 112' drops onto the anchor entry rest 121a of the entry pallet 121.
  • the pin 130 still engaged in the fork 122, carrying the latter with it.
  • THE figures 16d-16f illustrate the same phases as the figures 16a-16c , respectively.
  • a tooth 112 comes into contact with the anchor entry rest plane 121a of the entry pallet 121 ( figures 16a and 16b ).
  • the inertial element 21 and the anchor 12 rotate in the opposite direction to the direction illustrated in figures 16a-16c .
  • the balance 21 reaches the limit of the angle of lift ⁇ LE ( figure 16f )
  • another tooth 112' falls on the anchor exit rest plane 127a of the exit pallet 127.
  • the fork-pin mechanism of the escapement 10 must be equipped with sufficient securities and safeties to prevent the escapement from being brought into a blocking position.
  • the securities and sureties in question are distances between the pin 130 and the fork 122 in particular positions of the exhaust 10 and must be dimensioned according to the inaccuracies of manufacture and assembly of the exhaust parts.
  • FIG 17a illustrates the play E and the penetration P of the peg 130 into the fork 122 in a position of start of impulse (corresponds to the position of the escapement at the figure 9 ).
  • the play E serves to prevent the ankle from getting stuck in the fork and the penetration P to ensure that the second plane of the fork 122b pushes the ankle during the impulse.
  • FIG 17b illustrates the free movement D of the ankle 130 in the fork 122 in a position at the end of the second rubbing rest (corresponds to the position of the figure 13 , to the nearest draw).
  • the release action D serves to guarantee that the peg 130 can come out of the fork 122. It is these three distances (E, P and D) which become too small when constructing a traditional free lever escapement (without rest rubbing) for lift angles less than approximately 10°.
  • the pin 130 comes out of the fork 122.
  • the anchor 12 is then at rest, resting against the entry stop 125a ( picture 18a ) or the exit stop 125b ( figure 18b ), and escape wheel 11 remains stationary.
  • the escapement 10 must then include a device preventing overturning, that is to say preventing the rocking of the lever 12 which would cause the plate pin 130 to meet the lug 123.
  • a device preventing the overturning may comprise a stinger 124 and/or a pair of horns 123.
  • THE figures 19a-19f illustrate different positions of the fork 122 and of a tooth 112 with respect to the pallets 121, 127, for amplitudes of oscillation of the inertial element 21 beyond the half-angle of rest rubbing ⁇ RF /2.
  • the inertial element 21 freely traverses its additional arc. Thanks to the pulling of the tooth 112 on the pallet rubbing rest plane P RF of the output pallet 127, the fork 122 is wedged against the output stop 125b or against any other limiting device.
  • the rest position is such that on the return of the inertial element 21, the pin 130 enters freely into the fork 122.
  • the dart 124 has entered the notch 132a of the small plate 132.
  • the dart 124 is inactive and unable to retain the anchor 12. It is then the horn 123, blocked by the pin 130, which prevents overturning in the event of an impact.
  • the tooth beak 112a of the tooth 112 is still engaged on the rubbing rest plane of the pallet P RF of the output pallet 127. Once the shock has passed, the anchor 12 returns to its equilibrium position thanks to the pull.
  • the escapement 10 according to the invention can be made of silicon using the usual etching techniques.
  • This material has many advantages: it does not undergo fatigue failure, is non-magnetic and has no plastic domain.
  • silicon makes it possible to manufacture parts in series with high machining precision, while offering great design freedom.
  • the exhaust 10 can be made of a material selected from the group of materials comprising a ceramic, a glass, an alloy or a metallic glass.
  • the material selected may include silicon nitride, silicon carbide, steel, gold or one of its alloys, nickel, nickel-phosphorus, brass, steel, an amorphous alloy , a copper alloy, copper-beryllium, or nickel silver.
  • the escapement 10 can be configured so that the angle of rest rubbing ⁇ RF is at most 12°, and the lugs 123 can prevent any overturning of the anchor up to an amplitude of 36°, thus the anchor 12 may not include dart 124. It is then possible to manufacture anchor 12 on a single level, that is to say that anchor 12 may be included in a single plane, without dart 124 fixed at a level above (or below) the level of the anchor 12 and the fork 122.
  • the regulator 1 described here is particularly suitable for an oscillator 2 on flexible guidance.
  • An example of integration of the escapement 10 with a CR3 type oscillator as described in the patent EP3299905B1 by the present applicant is illustrated in figure 20 .
  • There figure 21 shows a detail of the escapement 10.
  • the pin 130 which interacts with the anchor 12, as well as the stops 125a, 125b, are directly integrated into the inertial element 21 of the oscillator 2.
  • the oscillator 2 comprises an elastic return element comprising a flexible pivot comprising flexible blades 22.
  • the flexible pivot 22 performs both the role of elastic return and of guiding in rotation of the inertial element 21.
  • the flexible pivot 22 is of one side fixed to a plate (not shown) and the other linked to the inertial element 21.
  • Oscillator 2 typically has 20° amplitude.
  • the horns 123 can prevent any overturning of the anchor 12 up to an amplitude of 36°, so a dart is unnecessary in this example.
  • the frictional angle of repose ⁇ RF is about 10° and the lift angle ⁇ LE is about 5°.

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Abstract

La présente invention concerne un régulateur mécanique horloger (1) comprenant un échappement (10) coopérant avec un oscillateur pourvu d'un élément inertiel (21) oscillant dans un plan d'oscillation grâce à un élément de rappel (22). L'échappement comprend une cheville (130) rigidement liée à l'élément inertiel (21), une ancre (12) comportant une fourchette (122) coopérant avec la cheville (130), et deux palettes (121, 127) coopérant avec des dents (112) d'une roue d'échappement (11). Le régulateur est configuré de sorte que, pendant une première phase de repos frottant se produisant avant une phase de dégagement, et pendant une seconde phase de repos frottant se produisant après une phase d'impulsion, la cheville (130) est en contact avec la fourchette (122) de manière à la pousser, et une dent (112) de la roue d'échappement (11) est en contact frottant avec l'une des palettes (121, 127).

Figure imgaf001
The present invention relates to a mechanical watch regulator (1) comprising an escapement (10) cooperating with an oscillator provided with an inertial element (21) oscillating in an oscillation plane thanks to a return element (22). The escapement comprises a pin (130) rigidly linked to the inertial element (21), an anchor (12) comprising a fork (122) cooperating with the pin (130), and two pallets (121, 127) cooperating with teeth (112) of an escape wheel (11). The regulator is configured such that, during a first frictional rest phase occurring before a release phase, and during a second frictional rest phase occurring after an impulse phase, the pin (130) is in contact with the fork (122) so as to push it, and a tooth (112) of the escape wheel (11) is in frictional contact with one of the pallets (121, 127).
Figure imgaf001

Description

Domaine techniqueTechnical area

La présente invention concerne le domaine de l'horlogerie, plus précisément, la présente invention concerne un régulateur mécanique horloger comprenant un échappement et un oscillateur.The present invention relates to the field of watchmaking, more specifically, the present invention relates to a mechanical watch regulator comprising an escapement and an oscillator.

Etat de la techniqueState of the art

Un mécanisme régulateur d'horlogerie comprend typiquement un échappement tel qu'illustré à la figure 1 . Un tel échappement 10 comprend typiquement une roue d'échappement 11 munie de dents 112 configurées pour coopérer avec des palettes 121 d'une ancre 12. L'ancre 12 comporte une fourchette 122 coopérant avec une cheville 130 d'un plateau 131. Le plateau 131 est lié rigidement à un oscillateur (ou organe régulateur) non représenté. L'échappement a pour but d'entretenir et de compter les oscillations de l'oscillateur. Un oscillateur mécanique comporte un élément inertiel, un guidage et un élément de rappel élastique. Par exemple, l'oscillateur mécanique peut comprendre un balancier spiral dans lequel le balancier constitue l'élément inertiel, le guidage correspond à l'axe de balancier et aux pierres de platine et pont, et le spiral constitue l'élément de rappel élastique.A clock regulator mechanism typically includes an escapement as illustrated in figure 1 . Such an escapement 10 typically comprises an escape wheel 11 provided with teeth 112 configured to cooperate with pallets 121 of an anchor 12. The anchor 12 comprises a fork 122 cooperating with a pin 130 of a plate 131. The plate 131 is rigidly linked to an oscillator (or regulator member) not shown. The purpose of the escapement is to maintain and count the oscillations of the oscillator. A mechanical oscillator comprises an inertial element, a guide and an elastic return element. For example, the mechanical oscillator can comprise a hairspring balance in which the balance wheel constitutes the inertial element, the guide corresponds to the balance shaft and to the stones of the plate and bridge, and the hairspring constitutes the elastic return element.

La figure 2a montre un diagramme reportant différents angles d'oscillation du balancier d'un oscillateur balancier spiral, coopérant avec un échappement tel que décrit ci-dessus. Le balancier, ayant une amplitude Ao de l'ordre 300°, peut être caractérisé par une portion d'oscillation libre ΘLI et une portion d'oscillation correspondant à l'angle de levée ΘLE, de l'ordre de 50°, où le dégagement de la roue d'échappement et l'impulsion de l'échappement à l'élément inertiel se produisent. L'amplitude Ao est la position angulaire maximale, par rapport à la ligne des centres, que prend l'élément inertiel durant une oscillation (ou alternance). La ligne des centres θ0 est définie comme la position angulaire de l'élément inertiel à l'équilibre sans l'échappement (lorsque l'élément de rappel élastique est complètement détendu).There figure 2a shows a diagram showing different oscillation angles of the balance wheel of a spiral balance oscillator, cooperating with an escapement as described above. The balance wheel, having an amplitude Ao of the order of 300°, can be characterized by a portion of free oscillation Θ LI and a portion of oscillation corresponding to the angle of lift Θ LE , of the order of 50°, where the release of the escape wheel and the impulse from the escapement to the inertial element occur. The amplitude Ao is the maximum angular position, with respect to the line of centers, that takes the inertial element during an oscillation (or alternation). The line of centers θ 0 is defined as the angular position of the inertial element at equilibrium without the escapement (when the elastic return element is completely relaxed).

Un oscillateur horloger sur guidage flexible, ou à pivot flexible, est un oscillateur dont l'élément inertiel (pouvant comprendre un balancier) est guidé en rotation par un agencement de parties élastiques et non pas par un axe de rotation physique tournant dans des paliers classiques (ex : palier rubis), comme dans le cas d'un balancier spiral. En plus de sa fonction de guidage en rotation, le pivot flexible exerce un couple de rappel élastique sur le balancier à l'instar du spiral d'un oscillateur balancier spiral. La figure 2b montre un diagramme reportant différents angles d'oscillation d'un oscillateur sur guidage flexible (par exemple, tel que celui représenté en figure 19) coopérant avec un échappement tel que décrit ci-dessus. Dans cette configuration, l'élément inertiel, ayant une amplitude Ao typiquement comprise entre 10° et 50°, est caractérisé par une portion d'oscillation libre ΘLI typiquement de l'ordre de 10° à 20°, et par un angle de levée ΘLE, de l'ordre de 6° maximum. Par rapport à un oscillateur de type balancier spiral, un oscillateur sur guidage flexible se démarque par une rigidité plus importante de l'élément de rappel élastique et par des amplitudes d'oscillations Ao plus faibles.A horological oscillator on flexible guidance, or with a flexible pivot, is an oscillator whose inertial element (which may include a balance wheel) is guided in rotation by an arrangement of elastic parts and not by a physical axis of rotation rotating in conventional bearings (eg: ruby bearing), as in the case of a balance spring. In addition to its function of guiding in rotation, the flexible pivot exerts an elastic return torque on the balance like the hairspring of a hairspring balance oscillator. There figure 2b shows a diagram plotting different oscillation angles of an oscillator on flexible guidance (for example, such as that shown in figure 19 ) cooperating with an escapement as described above. In this configuration, the inertial element, having an amplitude Ao typically comprised between 10° and 50°, is characterized by a portion of free oscillation Θ LI typically of the order of 10° to 20°, and by an angle of lifting Θ LE , of the order of 6° maximum. Compared to an oscillator of the spiral balance type, an oscillator on flexible guidance is distinguished by greater rigidity of the elastic return element and by lower amplitudes of oscillations Ao.

Le demi-angle de levée ΘLE/2 d'un oscillateur correspond à l'angle entre la ligne des centres de l'élément inertiel θ0 et sa position angulaire en fin d'impulsion θIM. Ainsi, minimiser l'angle de levée ΘLE revient à rapprocher la position angulaire de fin d'impulsion θIM de la ligne des centres θ0 et donc de diminuer le couple de rappel élastique de l'oscillateur en fin d'impulsion, ce qui facilite l'auto-démarrage.The lift half-angle Θ LE /2 of an oscillator corresponds to the angle between the line of the centers of the inertial element θ 0 and its angular position at the end of the pulse θ IM . Thus, minimizing the lift angle Θ LE amounts to bringing the end-of-pulse angular position θ IM closer to the line of centers θ 0 and therefore to reducing the elastic restoring torque of the oscillator at the end of the pulse, this which facilitates self-starting.

Dans le cas d'un échappement 10 traditionnel à ancre suisse coopérant avec un oscillateur sur guidage flexible, il n'est pas possible de redimensionner la fourchette pour rendre cette dernière compatible avec un angle de levée ΘLE au balancier de 6° ou moins. En effet, dans ce cas, les jeux et sécurités entre la fourchette et la cheville de plateau seraient irréalisables en pratique. Par ailleurs, du fait de la rigidité plus élevée de l'élément de rappel élastique d'un oscillateur sur guidage flexible par rapport à un balancier spiral, il est alors difficile d'assurer l'auto-démarrage d'un oscillateur sur guidage flexible.In the case of a traditional Swiss lever escapement 10 cooperating with an oscillator on a flexible guide, it is not possible to resize the fork to make the latter compatible with a lift angle Θ LE on the balance wheel of 6° or less. Indeed, in this case, the Games and safeties between the fork and the chainring peg would be impracticable in practice. Furthermore, due to the higher rigidity of the elastic return element of an oscillator on flexible guide compared to a spiral balance, it is then difficult to ensure the self-starting of an oscillator on flexible guide. .

L'auto-démarrage est la propriété d'un échappement qui démarre uniquement grâce au couple fourni par la roue d'échappement suite au remontage du barillet dans sa zone de travail. L'auto-démarrage garantit le démarrage de l'oscillateur sans aide extérieure pendant la phase de remontage du barillet, par exemple après une longue période de stockage de la montre. L'auto-démarrage est une propriété avantageuse à tout échappement d'une montre bracelet car celle-ci est régulièrement sujette à des chocs ce qui provoque des freinages du balancier contre ses antichocs. Ces freinages peuvent mener à des arrêts momentanés du balancier. Si l'échappement n'est pas auto-démarrant, le balancier restera bloqué jusqu'à l'intervention de l'utilisateur ou d'un horloger. Ainsi un échappement qui n'est pas auto-démarrant pose des problèmes de fiabilité dans le contexte de la montre bracelet.Self-starting is the property of an escapement that starts only thanks to the torque supplied by the escape wheel following winding of the barrel in its working area. Self-starting guarantees start-up of the oscillator without outside help during the barrel winding phase, for example after the watch has been stored for a long time. Self-starting is an advantageous property of any wristwatch escapement because it is regularly subject to shocks, which causes the balance wheel to brake against its shock absorbers. This braking can lead to momentary stops of the balance. If the escapement is not self-starting, the balance wheel will remain blocked until the intervention of the user or a watchmaker. Thus an escapement which is not self-starting poses reliability problems in the context of the wristwatch.

Un système est auto-démarrant lorsque le couple à la roue d'échappement est suffisant pour, entre autres, achever la phase d'impulsion. Le couple de rappel élastique de l'oscillateur (ce couple de rappel élastique est directement proportionnel à la raideur du ressort de rappel et à la position angulaire de fin d'impulsion θFI) est alors contrebalancé par le couple à la roue d'échappement. Augmenter le couple à la roue d'échappement pour assurer l'auto-démarrage d'un oscillateur sur guidage flexible revient à en augmenter la consommation énergétique, ce qui n'est pas une solution satisfaisante étant donné que l'énergie disponible dans une montre bracelet est limitée.A system is self-starting when the torque at the escape wheel is sufficient to, among other things, complete the pulse phase. The elastic return torque of the oscillator (this elastic return torque is directly proportional to the stiffness of the return spring and to the end-of-pulse angular position θ FI ) is then counterbalanced by the torque at the escape wheel . Increasing the torque at the escape wheel to ensure the self-starting of an oscillator on flexible guidance amounts to increasing its energy consumption, which is not a satisfactory solution given that the energy available in a watch bracelet is limited.

Le document CH715589A1 décrit un échappement à repos frottant qui est adapté à un oscillateur sur guidage flexible. L'avantage d'un échappement à repos frottant est qu'il peut être dimensionné pour être compatible avec un angle de levée ΘLE au balancier inférieur à 6°, ce qui est avantageux pour l'auto-démarrage. L'inconvénient est que le balancier est lié à l'ancre (élastiquement dans ce cas précis) ce qui implique une rotation permanente de l'ancre durant l'oscillation du balancier et donc un contact frottant permanent entre la roue d'échappement et l'ancre. La perte d'énergie consécutive à ce contact frottant est substantielle, ce qui limite de facto les amplitudes de fonctionnement de l'oscillateur à de faibles valeurs, de l'ordre de 6 à 8°. Par opposition, l'échappement à ancre suisse est un échappement libre car il n'entre en contact avec l'oscillateur que pendant l'angle de levée pour effectuer les phases de dégagement et d'impulsion.The document CH715589A1 describes a rubbing rest escapement which is adapted to an oscillator on a flexible guide. The advantage of a rubbing rest escapement is that it can be sized to be compatible with a lift angle Θ LE on the balance arm of less than 6°, which is advantageous for self-starting. The disadvantage is that the balance wheel is linked to the lever (elastically in this specific case) which implies a permanent rotation of the lever during the oscillation of the balance wheel and therefore a permanent rubbing contact between the escape wheel and the 'anchor. The loss of energy resulting from this rubbing contact is substantial, which de facto limits the operating amplitudes of the oscillator to low values, of the order of 6 to 8°. In contrast, the Swiss lever escapement is a free escapement because it only comes into contact with the oscillator during the lift angle to perform the release and impulse phases.

Un exemple d'échappement libre qui a été adapté pour un oscillateur sur guidage flexible est présenté dans le document CH714361 . Ce document décrit un régulateur avec résonateur à pivot flexible muni d'un échappement libre à ancre avec fourchette élargie par rapport à celle d'une ancre suisse classique. L'échappement est particulièrement adapté au pivot flexible présenté dans le document EP3035126 et va de pair avec le mécanisme de résonateur sur guidage flexible dévoilé dans le document EP3545365 . Ce dernier document décrit un échappement libre à ancre avec un angle de levée ΘLE de 10°, avec des éléments inertiels aux propriétés spécifiques. Cet échappement a une cinématique traditionnelle avec une phase d'oscillation libre, puis un dégagement suivi d'une phase d'impulsion. Du fait de son angle de levée trop grand (10°), l'échappement en question ne peut pas être à la fois auto-démarrant et avoir un couple à la roue d'échappement suffisamment petit pour avoir une consommation énergétique raisonnable.An example of free exhaust which has been adapted for an oscillator on flexible guidance is presented in the document CH714361 . This document describes a regulator with a resonator with a flexible pivot fitted with a free lever escapement with an enlarged fork compared to that of a conventional Swiss lever. The escapement is particularly suitable for the flexible pivot presented in the document EP3035126 and goes hand in hand with the resonator mechanism on flexible guide disclosed in the document EP3545365 . This latter document describes a free anchor escapement with a lift angle Θ LE of 10°, with inertial elements with specific properties. This escapement has a traditional kinematics with a free oscillation phase, then a release followed by an impulse phase. Due to its excessively large lift angle (10°), the escapement in question cannot be both self-starting and have a torque at the escape wheel that is small enough to have reasonable energy consumption.

Bref résumé de l'inventionBrief summary of the invention

La présente invention concerne un régulateur mécanique horloger comprenant un échappement coopérant avec un oscillateur mécanique horloger pourvu d'un élément inertiel oscillant dans un plan d'oscillation grâce à un élément de rappel élastique. L'échappement comprend une cheville liée rigidement à l'élément inertiel, une ancre et une roue d'échappement. L'ancre comporte une fourchette configurée pour coopérer avec la cheville, une palette d'entrée et une palette de sortie, chacune des palettes étant configurée pour coopérer avec des dents de la roue d'échappement. L'échappement est configuré de sorte que, pendant une phase de dégagement, la cheville pousse la fourchette afin de libérer la roue d'échappement de l'une des palettes et, pendant une phase d'impulsion, la fourchette pousse la cheville afin de transmettre à l'élément inertiel le couple de la roue d'échappement qui est en contact avec l'une des palettes. Le régulateur est configuré de sorte que la phase de dégagement est précédée d'une première phase de repos frottant, elle-même précédée par une première phase d'oscillation libre, et la phase d'impulsion est suivie par une seconde phase de repos frottant, elle-même suivie d'une seconde phase d'oscillation libre. Pendant chacune des phases d'oscillation libre, l'élément inertiel oscille librement sans contact entre la cheville et la fourchette; et pendant la première et seconde phase de repos frottant, la cheville est en contact avec la fourchette de manière à la pousser, une dent de la roue d'échappement étant en contact frottant avec l'une des palettes.The present invention relates to a watchmaking mechanical regulator comprising an escapement cooperating with a watchmaking mechanical oscillator provided with an inertial element oscillating in an oscillation plane thanks to an elastic return element. The exhaust comprises a pin rigidly linked to the inertial element, an anchor and an escape wheel. The anchor comprises a fork configured to cooperate with the peg, an input pallet and an output pallet, each of the pallets being configured to cooperate with the teeth of the escape wheel. The escapement is configured so that, during a release phase, the peg pushes the fork in order to release the escape wheel from one of the pallets and, during an impulse phase, the fork pushes the peg in order to transmitting to the inertial element the torque of the escape wheel which is in contact with one of the pallets. The regulator is configured so that the release phase is preceded by a first frictional rest phase, itself preceded by a first free oscillation phase, and the pulse phase is followed by a second frictional rest phase. , itself followed by a second phase of free oscillation. During each of the free oscillation phases, the inertial element oscillates freely without contact between the pin and the fork; and during the first and second frictional rest phase, the pin is in contact with the fork so as to push it, a tooth of the escape wheel being in frictional contact with one of the pallets.

L'échappement est à repos frottant pendant une portion d'oscillation donnée, mais est libre en dehors de cette portion d'oscillation. Les portions d'oscillation en repos frottant permettent de garantir l'auto-démarrage de l'oscillateur car, grâce à elles, il est possible de construire un mécanisme fourchette-cheville avec un très faible angle de levée ainsi que des jeux et sécurités raisonnables. Par exemple, l'angle de levée peut être au moins deux fois plus petit que ce qui est atteignable avec les échappements proposés dans l'état de la technique, soit typiquement entre 2° et 6°. L'échappement permet ainsi de récupérer la propriété d'auto-démarrage de l'oscillateur, même dans le cas où l'amplitude de fonctionnement de l'oscillateur est faible et sa rigidité importante.The escapement is at rest rubbing during a given portion of oscillation, but is free outside this portion of oscillation. The oscillation portions in frictional rest make it possible to guarantee the self-starting of the oscillator because, thanks to them, it is possible to build a fork-peg mechanism with a very low angle of lift as well as reasonable games and safeties. . For example, the lift angle can be at least twice as small as what is attainable with the escapements proposed in the state of the art, ie typically between 2° and 6°. The escapement thus makes it possible to recover the self-starting property of the oscillator, even in the case where the operating amplitude of the oscillator is low and its rigidity high.

Le régulateur selon l'invention permet également une portion d'oscillation de l'élément inertiel en grande partie libre et il n'y a donc pas de contact frottant entre la roue d'échappement et l'ancre durant une grande partie de l'oscillation de l'élément inertiel. Cela permet de minimiser la perte d'énergie du régulateur et donc d'obtenir une amplitude de l'élément inertiel plus élevée. Cela permet de garantir l'isochronisme d'un oscillateur à guidage flexible (pour la plupart des oscillateurs à guidage flexible et des échappements, les défauts d'isochronisme sont en général critiques en dessous de 10° d'amplitude) et rend l'élément inertiel moins perturbable par des chocs contre des butées.The regulator according to the invention also allows a portion of oscillation of the inertial element to be largely free and there is therefore no frictional contact between the escape wheel and the lever during a large part of the oscillation of the inertial element. This makes it possible to minimize the energy loss of the regulator and therefore to obtain a higher amplitude of the inertial element. This makes it possible to guarantee the isochronism of a flexible-guided oscillator (for most flexible-guided oscillators and escapements, isochronism faults are generally critical below 10° of amplitude) and makes the element inertial less disturbed by shocks against stops.

Le régulateur décrit ici peut être appliqué à tout type d'échappement dont la roue et l'ancre forment un échappement à double impulsion. Par exemple, le principe peut être facilement appliqué dans le cas d'un échappement libre à ancre. Le régulateur proposé ici simplifie grandement la conception de l'oscillateur par rapport à la solution proposée dans le document CH714361 . Par exemple, étant donné les faibles amplitudes caractérisant les oscillateurs sur guidages flexibles, l'ancre de la présente invention n'a pas besoin de dard pour coopérer avec un tel oscillateur. L'ancre et la roue peuvent donc être des pièces produites sur un seul niveau.The regulator described here can be applied to any type of escapement whose wheel and lever form a double impulse escapement. For example, the principle can easily be applied in the case of a free lever escapement. The regulator proposed here greatly simplifies the design of the oscillator compared to the solution proposed in the document CH714361 . For example, given the low amplitudes characterizing oscillators on flexible guides, the anchor of the present invention does not need a dart to cooperate with such an oscillator. The anchor and the wheel can therefore be parts produced on one level.

Le régulateur décrit ici est simple dans sa mise en oeuvre et permet d'assurer une faible consommation énergétique et l'auto-démarrage d'un oscillateur sur guidage flexible.The regulator described here is simple in its implementation and makes it possible to ensure low energy consumption and the self-starting of an oscillator on flexible guidance.

Brève description des figuresBrief description of figures

Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :

  • la figure 1 illustre un régulateur classique d'horlogerie;
  • les figures 2a et 2b montrent l'amplitude d'oscillation et l'angle de levée pour un oscillateur de type balancier spiral (figure 2a) et pour un oscillateur sur guidage flexible (figure 2b) ;
  • la figure 3 montre un régulateur dont l'échappement comprend une cheville, une fourchette et une roue d'échappement, selon un mode de réalisation;
  • les figures 4a-4c montrent un détail de la palette d'entrée (figure 4a), de la palette de sortie (figure 4b) de la fourchette et d'une dent de la roue d'échappement (figure 4c);
  • Les figures 5a et 5b montrent un diagramme reportant différents angles d'oscillation d'un élément inertiel d'un oscillateur sur guidage flexible coopérant avec l'échappement 10, lorsque l'oscillateur oscille dans le sens anti-horaire (figure 5a) et horaire (figures 5b);
  • la figure 6 montre l'échappement au début d'une première phase de repos frottant lorsque l'oscillateur oscille dans le sens anti-horaire;
  • la figure 7 montre l'échappement au début d'une phase de dégagement;
  • la figure 8 montre l'échappement pendant un premier rattrapage de jeu de fourchette;
  • la figure 9 montre l'échappement au début d'une phase d'impulsion;
  • la figure 10 montre l'échappement pendant la phase d'impulsion;
  • la figure 11 montre l'échappement au début d'une première chute de la roue d'échappement;
  • la figure 12 montre l'échappement au début d'une seconde phase de repos frottant après un deuxième rattrapage de jeu de fourchette;
  • la figure 13 montre l'échappement à la fin d'une seconde phase de repos frottant;
  • la figure 14 montre l'échappement pendant une phase d'oscillation libre;
  • la figure 15 montre l'échappement pendant la première phase de repos frottant, lorsque l'oscillateur oscille dans le sens horaire;
  • les figures 16a-16f montrent des phases de l'échappement aux faibles amplitudes de l'oscillateur;
  • Les figures 17a-17b illustrent l'ébat et la pénétration (figure 17a) de la cheville dans la fourchette dans une position de début d'impulsion et l'ébat de dégagement (figure 17b) de la cheville dans la fourchette dans une position de fin de second repos frottant;
  • les figures 18a-18b montrent des phases de l'échappement pour des amplitudes d'oscillation au-delà du demi-angle de repos frottant;
  • les figures 19a-19f illustrent différentes positions de la fourchette et d'une dent par rapport aux palettes, pour des amplitudes d'oscillation de l'élément inertiel au-delà du demi-angle de repos frottant;
  • la figure 20 montre l'échappement coopérant avec oscillateur sur guidage flexible, selon un premier exemple; et
  • la figure 21 montre un détail de l'échappement de la figure 20.
Examples of implementation of the invention are indicated in the description illustrated by the appended figures in which:
  • there figure 1 illustrates a classic clock regulator;
  • THE figures 2a and 2b show the oscillation amplitude and lift angle for a spiral balance type oscillator ( figure 2a ) and for an oscillator on a flexible guide ( figure 2b );
  • there picture 3 shows a regulator whose escapement comprises a pin, a fork and an escape wheel, according to one embodiment;
  • THE Figures 4a-4c show a detail of the input palette ( figure 4a ), the output palette ( figure 4b ) of the fork and one tooth of the escape wheel ( figure 4c );
  • THE figures 5a and 5b show a diagram reporting different angles of oscillation of an inertial element of an oscillator on flexible guide cooperating with the escapement 10, when the oscillator oscillates in the anti-clockwise direction ( figure 5a ) and schedule ( figure 5b );
  • there figure 6 shows the escapement at the start of a first rubbing rest phase as the oscillator swings counter-clockwise;
  • there figure 7 shows the escapement at the start of a release phase;
  • there figure 8 shows the escapement during a first fork play recovery;
  • there figure 9 shows the escapement at the start of a pulse phase;
  • there figure 10 shows the escapement during the pulse phase;
  • there figure 11 shows the escapement at the start of a first fall of the escape wheel;
  • there figure 12 shows the escapement at the start of a second resting phase rubbing after a second fork play recovery;
  • there figure 13 shows the escapement at the end of a second phase of rubbing rest;
  • there figure 14 shows the escapement during a phase of free oscillation;
  • there figure 15 shows the escapement during the first phase of rubbing rest, when the oscillator oscillates clockwise;
  • THE Figures 16a-16f show phases of the escapement at low oscillator amplitudes;
  • THE figures 17a-17b illustrate frolic and penetration ( Figure 17a ) of the ankle in the fork in a start-of-impulse position and the release frenzy ( figure 17b ) of the ankle in the fork in a position at the end of the second rubbing rest ;
  • THE figures 18a-18b show phases of the escapement for oscillation amplitudes beyond the frictional half-angle of repose;
  • THE figures 19a-19f illustrate different positions of the fork and of a tooth with respect to the pallets, for oscillation amplitudes of the inertial element beyond the half-angle of friction rest;
  • there figure 20 shows the escapement cooperating with an oscillator on a flexible guide, according to a first example; And
  • there figure 21 shows a detail of the exhaust of the figure 20 .

Exemple(s) de mode de réalisation de l'inventionExample(s) of embodiment of the invention

La figure 3 montre un régulateur 1 comportant un échappement 10, selon un mode de réalisation. L'échappement 10 comprend une roue d'échappement 11 munie de dents 112 configurées pour coopérer avec une palette d'entrée 121 et une palette de sortie 127 d'une ancre 12. L'ancre 12, montée pivotante sur un axe, comporte une fourchette 122 coopérant avec une came d'impulsion 130 (ici une cheville) d'un plateau 131. L'échappement 10 coopère avec un oscillateur (non représenté) comportant un élément inertiel 21 (par exemple un balancier ou autre) apte à osciller autour d'un axe d'oscillateur 23 grâce à un élément de rappel élastique. Le plateau 131 est destiné à coopérer avec l'oscillateur. Par exemple, le plateau 131 peut être arrangé concentrique avec l'oscillateur de manière à pivoter avec élément inertiel, comme dans un mécanisme régulateur d'horlogerie conventionnel.There picture 3 shows a regulator 1 comprising an exhaust 10, according to one embodiment. The escapement 10 comprises an escapement wheel 11 provided with teeth 112 configured to cooperate with an entry pallet 121 and an exit pallet 127 of an anchor 12. The anchor 12, pivotally mounted on an axis, comprises a fork 122 cooperating with an impulse cam 130 (here a pin) of a plate 131. The escapement 10 cooperates with an oscillator (not shown) comprising an inertial element 21 (for example a pendulum or other) capable of oscillating around of an oscillator axis 23 thanks to an elastic return element. The plate 131 is intended to cooperate with the oscillator. For example, the plate 131 can be arranged concentric with the oscillator so as to pivot with an inertial element, as in a conventional clockwork regulator mechanism.

La figure 4a montre un détail de la palette d'entrée 121, la figure 4b montre un détail de la palette de sortie 127 et la figure 4c montre un détail d'une dent 112 compotant un bec de dent 112a et un talon de dent 112b. Chacune de la palette d'entrée 121 et la palette de sortie 127 est dotée d'un plan de repos frottant de palette PRF, un plan de dégagement de palette PDE, et un plan d'impulsion de palette PIM. Ici, le plan de dégagement de palette PDE correspond à un plan de repos, c'est-à-dire, le plan sur lequel appuie une dent 112 de la roue d'échappement au moment de son dégagement.There figure 4a shows a detail of the input palette 121, the figure 4b shows a detail of the output pallet 127 and the figure 4c shows a detail of a tooth 112 comprising a tooth nose 112a and a tooth heel 112b. Each of the input pallet 121 and the output pallet 127 is provided with a pallet rubbing rest plane P RF , a pallet release plane P DE , and a pallet impulse plane P IM . Here, the pallet release plane P DE corresponds to a rest plane, that is to say, the plane on which a tooth 112 of the escape wheel presses at the time of its release.

Dans l'exemple des figures 4a-4b, le plan d'impulsion de palette PIM comporte trois sections à courbure variable, continues et tangentes. Cependant, le plan d'impulsion de palette PIM peut également être formé d'une seule ou de plusieurs sections courbes ou planes.. Le plan de repos frottant de palette PRF et le plan de dégagement de palette PDE sont également représentés comme deux sections continues de courbures différentes mais ces deux plans pourraient également être réalisés comme une seule surface plane . Préférablement, le plan de repos frottant de palette PRF est à tirage et le plan de dégagement de palette PDE peuvent être ou non à tirage. Le tirage signifie que ces deux plans de palette peuvent être orientés de telle sorte que la force exercée par le bec de dent 112a de la dent 112 contre l'un de ces plans de palette engendre un couple à l'ancre 12 provoquant la rotation de cette dernière contre l'une de ses butées 125a, 125b. Le tirage permet de s'assurer que l'ancre s'arrête dans une position bien déterminée, définie par ses butées 125, durant l'oscillation libre de l'élément inertiel 21. Pendant la première phase d'oscillation libre il n'y a pas de contact entre la cheville 130 et la fourchette 122. Un contact entre la cheville 130 et la fourchette 122 se produit pendant la première phase de repos frottant.In the example of Figures 4a-4b , the P IM vane impulse plane has three sections with variable curvature, continuous and tangent. However, the vane impulse plane P IM can also be formed from a single or multiple curved or planar sections. The vane rubbing rest plane P RF and the vane clearance plane P DE are also shown as two continuous sections of different curvatures but these two planes could also be realized as a single flat surface. Preferably, the pallet rubbing rest plane P RF is pull-type and the pallet release plane P DE may or may not be pull-type. The draw means that these two pallet planes can be oriented so that the force exerted by the tooth nose 112a of the tooth 112 against one of these pallet planes generates a torque at the anchor 12 causing the rotation of the latter against one of its stops 125a, 125b. Pulling makes it possible to ensure that the anchor stops in a well-determined position, defined by its stops 125, during the free oscillation of the inertial element 21. During the first phase of free oscillation there is no There is no contact between peg 130 and fork 122. Contact between peg 130 and fork 122 occurs during the first phase of rubbing rest.

Les palettes 121, 127 de l'ancre 12 de l'échappement 10 comportent donc un plan de repos additionnel, le plan de repos frottant de palette PRF, configuré pour bloquer la roue d'échappement 11 lors des repos frottant de l'échappement.The pallets 121, 127 of the anchor 12 of the escapement 10 therefore comprise an additional resting plane, the pallet rubbing resting plane P RF , configured to block the escapement wheel 11 during the rubbing rests of the escapement .

Les figures 5a et 5b montrent un diagramme reportant différents angles d'oscillation d'un élément inertiel d'un oscillateur sur guidage flexible coopérant avec l'échappement 10, lorsque l'oscillateur oscille dans le sens antihoraire (figure 5a) et horaire (figures 5b). L'échappement 10 possède deux régimes différents de fonctionnement. Au démarrage, l'échappement 10 fonctionne comme un échappement à repos frottant, c'est-à-dire que l'amplitude d'oscillation de l'élément inertiel est supérieure au demi-angle de levée ΘLE/2 et inférieure au demi-angle de repos frottant ΘRF/2. L'angle de levée ΘLE correspond à la portion d'oscillation de l'élément inertiel depuis la position angulaire de début de dégagement θDE jusqu'à la position angulaire de fin de l'impulsion θIM. L'angle de repos frottant ΘRF correspond à la portion d'oscillation depuis la position angulaire de l'élément inertiel du début du premier repos frottant θRF1 jusqu'à la position angulaire de fin du second repos frottant θRF2.THE figures 5a and 5b show a diagram reporting different angles of oscillation of an inertial element of an oscillator on flexible guide cooperating with the escapement 10, when the oscillator oscillates counterclockwise ( figure 5a ) and schedule ( figure 5b ). The exhaust 10 has two different operating regimes. On start-up, the escapement 10 functions as an escapement at rest rubbing, that is to say that the amplitude of oscillation of the inertial element is greater than the half-angle of lift Θ LE /2 and less than half -friction angle of repose Θ RF /2. The angle of lift Θ LE corresponds to the portion of oscillation of the inertial element from the start angular position of release θ DE to the end angular position of the pulse θ IM . The angle of frictional rest Θ RF corresponds to the portion of oscillation from the angular position of the inertial element from the start of the first frictional rest θRF1 to the end angular position of the second frictional rest θRF2 .

A plus grande amplitude d'oscillation de l'élément inertiel, supérieure au demi-angle de repos frottant à ΘRF/2, l'oscillateur a également une portion d'oscillation libre (angle d'oscillation libre ΘLI).At greater amplitude of oscillation of the inertial element, greater than the half-angle of rest rubbing at Θ RF /2, the oscillator also has a portion of free oscillation (angle of free oscillation Θ LI ).

Les figures 6 à 15 montrent l'échappement 10 pendant les différentes phases de son fonctionnement. Le diagramme de la figure 5 est également reproduit : l'angle de l'oscillateur 2 correspondant à la phase illustrée y est indiqué par une flèche. Notons qu'une chute (ou rattrapage de jeu de fourchette) intervient comme une transition entre deux phases de fonctionnement de l'échappement et n'est pas considérée comme une phase de l'échappement. A noter que, pour faciliter l'analyse et la compréhension d'un échappement, il est d'usage de faire l'approximation que l'élément inertiel ne pivote pas pendant une chute. La chute est ajoutée dans la construction de l'échappement afin d'éviter le blocage du mécanisme qui serait provoqué par un double contact entre deux pièces d'échappement (sécurités de l'échappement). La chute est dimensionnée en fonction des tolérances d'assemblage et de fabrication du système. Elle doit être minimisée car elle occasionne une perte d'énergie non-contributive à la précision de la base de temps du système.THE figures 6 to 15 show the escapement 10 during the different phases of its operation. The diagram of the figure 5 is also reproduced: the angle of oscillator 2 corresponding to the phase illustrated is indicated there by an arrow. It should be noted that a drop (or fork clearance compensation) occurs as a transition between two escapement operating phases and is not considered as an escapement phase. Note that, to facilitate the analysis and understanding of an escapement, it is customary to make the approximation that the inertial element does not pivot during a fall. The fall is added in the construction of the escapement in order to avoid the blocking of the mechanism which would be caused by a double contact between two escapement parts (safeties of the escapement). The chute is dimensioned according to the assembly and manufacturing tolerances of the system. It must be minimized because it causes a loss of energy that does not contribute to the accuracy of the system's time base.

Fonctionnement normal (à grande amplitude)Normal operation (at large amplitude)

La figure 6 montre l'échappement 10 au début d'une première phase de repos frottant, lorsque l'oscillateur oscille dans le sens anti-horaire. La première phase de repos frottant se produit à la suite d'une première phase d'oscillation libre pendant laquelle l'élément inertiel 21 oscille librement sans contact entre la cheville 130 et la fourchette 122 . La première phase de repos frottant se produit avant une phase de dégagement de l'échappement 10. Dans la première phase de repos frottant, qui n'existe pas dans un échappement libre à ancre conventionnel, la roue d'échappement 11 est bloquée par l'ancre 12 et ne peut pas avancer. La cheville 130 (par exemple arrangée coaxiale avec un axe de l'élément inertiel) tourne dans le sens anti-horaire et rencontre un premier plan de fourchette 122a de la fourchette 122. L'ancre 12 pivote alors dans le sens horaire (autour de son axe de pivotement 126). Sous l'action de la cheville 130 sur la fourchette 122, la palette 121 va faire légèrement reculer la roue d'échappement 11. Une dent 112 de la roue d'échappement est en contact frottant sur le plan de repos frottant de palette PRF de la palette d'entrée 121.There figure 6 shows the escapement 10 at the start of a first phase of rubbing rest, when the oscillator oscillates in the anti-clockwise direction. The first phase of frictional rest occurs following a first phase of free oscillation during which the inertial element 21 oscillates freely without contact between the pin 130 and the fork 122 . The first phase of rubbing rest occurs before a release phase of the escapement 10. In the first phase of rubbing rest, which does not exist in a conventional lever escapement, the escapement wheel 11 is blocked by the anchor 12 and cannot move forward. The pin 130 (for example arranged coaxial with an axis of the inertial element) rotates counter-clockwise and meets a fork first plane 122a of the fork 122. The anchor 12 then pivots clockwise (around its pivot axis 126). Under the action of pin 130 on fork 122, pallet 121 will cause escape wheel 11 to move back slightly. A tooth 112 of the escape wheel is in frictional contact on the frictional rest plane of the pallet P RF of the input palette 121.

Pendant la première phase de repos frottant d'entrée, l'ancre 12 tourne tandis que la roue d'échappement 11 est presque immobile. Il existe donc un contact frottant entre une dent 112 et la palette d'entrée 121 (sur le plan de repos frottant de palette PRF) de l'ancre 12. Pendant la première phase de repos frottant, l'élément inertiel oscille depuis la position angulaire de début du premier repos frottant θRF1 à la position angulaire de début de dégagement θDE.During the first entry rubbing rest phase, lever 12 rotates while escape wheel 11 is almost stationary. There is therefore a frictional contact between a tooth 112 and the input pallet 121 (on the pallet frictional rest plane P RF ) of the anchor 12. During the first phase of frictional rest, the inertial element oscillates from the angular position of the start of the first rubbing rest θ RF1 to the angular position of the start of disengagement θ DE .

La figure 7 montre l'échappement 10 au début d'une phase de dégagement, correspondant à la fin du premier repos frottant. Pendant la phase de dégagement, la cheville 130 de balancier continue à tourner dans le sens anti-horaire et à pousser sur le premier plan de fourchette 122a de la fourchette 122. La roue d'échappement 11 est immobile, ou recule légèrement, et l'ancre 12 continue à tourner dans le sens horaire. Une dent 112 de la roue d'échappement 11 quitte le plan de repos frottant de palette PRF pour rejoindre le plan de dégagement de palette PDE de la palette d'entrée 121. Au début de la phase de dégagement, la position angulaire de l'élément inertiel est celle de début de dégagement θDE.There figure 7 shows the escapement 10 at the start of a release phase, corresponding to the end of the first rubbing rest. During the release phase, the balance pin 130 continues to rotate counter-clockwise and to push on the first fork plane 122a of the fork 122. The escapement wheel 11 is stationary, or recoils slightly, and the anchor 12 continues to turn clockwise. A tooth 112 of the escape wheel 11 leaves the pallet rubbing rest plane P RF to join the pallet release plane P DE of the input pallet 121. At the start of the release phase, the angular position of the inertial element is that of start of release θ DE .

La figure 8 montre l'échappement 10 au début du rattrapage de jeu de la fourchette 122 se produisant à la fin de la phase de dégagement. Le début du rattrapage de jeu de la fourchette 122 est identique à celle d'un échappement à ancre classique. La cheville 130 continue à tourner dans le sens anti-horaire. Une dent 112 de la roue d'échappement 11 quitte le plan de dégagement de palette PDE pour rejoindre le plan d'impulsion de palette PIM de la palette d'entrée 121. La roue d'échappement 11 va alors actionner l'ancre 12 ce qui va permettre au second plan de fourchette 122b de rattraper la cheville 130 et la percuter à la fin du rattrapage de jeu de la fourchette 122. Le couple de rappel élastique de l'oscillateur doit au moins être dimensionné pour pouvoir ramener, sans élan, l'échappement 10 dans la position de la figure 8. Dans le cas contraire l'échappement 10 n'est pas auto-démarrant.There figure 8 shows the escapement 10 at the start of the backlash adjustment of the fork 122 occurring at the end of the release phase. The beginning of the backlash of the fork 122 is identical to that of a classic lever escapement. Pin 130 continues to rotate counter-clockwise. A tooth 112 of the escape wheel 11 leaves the pallet clearance plane P DE to join the pallet impulse plane P IM of the entry pallet 121. The escape wheel 11 will then actuate the anchor 12 which will allow the second plane of the fork 122b to catch up with the pin 130 and strike it at the end of the backlash of the fork 122. The elastic return torque of the oscillator must at least be sized to be able to bring back, without momentum, the escapement 10 in the position of the figure 8 . Otherwise the escapement 10 is not self-starting.

La figure 9 montre l'échappement 10 au début d'une phase d'impulsion se produisant à la fin de la première chute de fourchette et correspond au début de l'impulsion de la palette d'entrée 121. Cette première phase d'impulsion est identique à celle d'un échappement à ancre classique. La cheville 130 continue à tourner dans le sens anti-horaire. Le second plan de fourchette 122b de la fourchette 122 a rejoint la cheville 130 et commence à pousser la cheville 130 dans le sens anti-horaire. La roue d'échappement 11 continue à tourner dans le sens horaire et actionne la cheville 130 par l'intermédiaire de l'ancre 12. Le bec de dent 112a de la dent 112 de la roue d'échappement 11 pousse sur le plan d'impulsion de palette PIM de la palette d'entrée 121.There figure 9 shows the escapement 10 at the start of a pulse phase occurring at the end of the first fork drop and corresponds to the start of the input pallet pulse 121. This first pulse phase is identical to that of a classic lever escapement. Pin 130 continues to rotate counter-clockwise. The second fork plane 122b of fork 122 has joined pin 130 and is beginning to push pin 130 counterclockwise. The escapement wheel 11 continues to rotate clockwise and actuates the pin 130 via the lever 12. The tooth nose 112a of the tooth 112 of the escapement wheel 11 pushes on the plane of pallet pulse P IM from the input pallet 121.

La figure 10 montre l'échappement 10 en cours de phase d'impulsion, à la transition entre l'impulsion du bec de dent 112a sur le plan de palette et l'impulsion de plan de dent sur bec de palette. La cheville 130 continue à tourner dans le sens anti-horaire et le second plan de fourchette 122b continue à pousser la cheville 130 dans le sens anti-horaire. La roue d'échappement 11 continue également à tourner dans le sens horaire et actionne la cheville 130 par l'intermédiaire de l'ancre 12. La seconde partie de phase d'impulsion, et avec elle la première impulsion, se termine lorsque le bec de palette 128 rejoint le talon de dent 112b de la roue d'échappement 11 (voir aussi la figure 4a).There figure 10 shows the escapement 10 during the pulse phase, at the transition between the pulse of the tooth nose 112a on the pallet plane and the tooth plane pulse on the pallet nose. There Pin 130 continues to rotate counterclockwise and second fork plane 122b continues to push pin 130 counterclockwise. The escape wheel 11 also continues to rotate clockwise and actuates the peg 130 through the anchor 12. The second part of the impulse phase, and with it the first impulse, ends when the beak pallet 128 joins the heel of the tooth 112b of the escapement wheel 11 (see also the figure 4a ).

La figure 11 montre l'échappement 10 pendant une première chute de la roue d'échappement 11 et une seconde chute de fourchette 122 se produisant à la fin de la phase d'impulsion. Cette transition est identique à celle d'un échappement à ancre conventionnel pour la chute de la roue d'échappement 11. Cependant, dans un échappement conventionnel, il n'y a pas de seconde chute de fourchette 122 car la cheville 130 quitte la fourchette 122 à la fin de l'impulsion sans rejoindre le premier plan de fourchette 122a. Dans la présente transition, la cheville 130 continue à tourner dans le sens anti-horaire. La cheville 130 quitte le second plan de fourchette 122b car l'ancre 12 n'est plus actionnée par la roue d'échappement 11. Une dent 112 de la roue d'échappement 11 se sépare de l'extrémité du plan d'impulsion de palette PIM de la palette d'entrée 121. La roue d'échappement 11 chute, c'est-à-dire tourne dans le vide, et va rejoindre le plan de repos frottant de palette PRF de la palette de sortie 127.There figure 11 shows escapement 10 during a first drop of escape wheel 11 and a second drop of fork 122 occurring at the end of the impulse phase. This transition is identical to that of a conventional lever escapement for the drop of the escapement wheel 11. However, in a conventional escapement, there is no second drop of fork 122 because the peg 130 leaves the fork 122 at the end of the pulse without joining the first fork plane 122a. In the present transition pin 130 continues to rotate counterclockwise. The peg 130 leaves the second fork plane 122b because the lever 12 is no longer actuated by the escapement wheel 11. A tooth 112 of the escapement wheel 11 separates from the end of the impulse plane of pallet P IM of the input pallet 121. The escapement wheel 11 drops, that is to say rotates in a vacuum, and will join the rubbing rest plane of the pallet P RF of the output pallet 127.

Durant cette transition correspondant à la chute de la roue d'échappement et de la seconde chute de fourchette, la position angulaire de l'élément inertiel correspond approximativement à la position angulaire de fin d'impulsion θIM par rapport à la position de référence de la ligne des centres θ0 (cela correspond au demi-angle de levée ΘLE/2). A la différence d'un échappement conventionnel, l'échappement 10 est caractérisé par un angle de levée ΘLE typiquement d'au plus 6°.During this transition corresponding to the drop of the escape wheel and the second drop of the fork, the angular position of the inertial element corresponds approximately to the end of pulse angular position θ IM with respect to the reference position of the line of centers θ 0 (this corresponds to the half-angle of lift Θ LE /2). Unlike a conventional exhaust, the exhaust 10 is characterized by a lift angle Θ LE typically of at most 6°.

La figure 12 montre l'échappement 10 au début d'une seconde phase de repos frottant se produisant après la phase d'impulsion, à la fin de la chute de la roue d'échappement 11 et de la seconde chute de fourchette 122. Cette seconde phase de repos frottant n'existe pas dans un échappement à ancre classique. La cheville 130 continue à tourner dans le sens anti-horaire, rejoint le premier plan de fourchette 122a et pousse la fourchette 122 pour s'en dégager. La roue d'échappement 11 est bloquée par l'ancre 12 mais pivote très légèrement dans le sens horaire du fait du tirage. L'ancre 12 pivote toujours dans le sens horaire sous l'action de la cheville 130. Le bec de dent 112a de la dent 112 de la roue d'échappement 11 va donc frotter contre le plan de repos frottant de palette PRF de la palette de sortie 127. Il y a donc un contact frottant entre la roue d'échappement 11 et l'ancre 12 et entre l'ancre 12 et la cheville 130.There figure 12 shows the escapement 10 at the start of a second rubbing rest phase occurring after the impulse phase, at the end of the fall of the escape wheel 11 and of the second fall of the fork 122. This second phase of rubbing rest does not exist in a conventional lever escapement. Pin 130 continues to rotate counter-clockwise, joins first fork plane 122a and pushes fork 122 out. The escape wheel 11 is blocked by the anchor 12 but pivots very slightly clockwise due to the pull. The anchor 12 still pivots clockwise under the action of the pin 130. The tooth beak 112a of the tooth 112 of the escapement wheel 11 will therefore rub against the rubbing rest plane of the pallet P RF of the exit pallet 127. There is therefore a frictional contact between the escapement wheel 11 and the pallet 12 and between the pallet 12 and the peg 130.

Ici, l'expression "contact frottant" signifie qu'au point de contact entre la dent 112 et le plan de repos frottant de palette PRF et entre la cheville 130 et le premier plan de fourchette 122a, il y a un déplacement relatif régulier entre ces pièces d'échappement pendant la première et la seconde phase de repos frottant.Here, the expression "frictional contact" means that at the point of contact between the tooth 112 and the frictional resting plane of the paddle P RF and between the pin 130 and the first fork plane 122a, there is a regular relative displacement between these exhaust parts during the first and the second rubbing rest phase.

Pendant la seconde phase de repos frottant, la position angulaire de l'élément inertiel va de la position angulaire de fin d'impulsion θIM jusqu'à la position angulaire de fin du second repos frottant θRF2.During the second phase of frictional rest, the angular position of the inertial element goes from the angular position of the end of the pulse θ IM to the angular position of the end of the second frictional rest θ RF2 .

La figure 13 montre l'échappement 10 à la fin de la seconde phase de repos frottant. La cheville 130 a terminé de pousser le premier plan de fourchette 122a et s'en libère. L'ancre 12 n'a pas encore rejoint la butée de sortie 125b, le tirage n'est donc pas terminé. Une dent 112 de la roue d'échappement 11 est en appui sur le plan de repos frottant de palette PRF de la palette de sortie 127. La roue d'échappement 11 transmet un couple à l'ancre 12 qui lui permet de pivoter toujours dans le sens horaire pour rejoindre la butée de sortie 125b et sa position de repos.There figure 13 shows the escapement 10 at the end of the second rubbing rest phase. The peg 130 has finished pushing the first fork plane 122a and is freed from it. The anchor 12 has not yet joined the exit stop 125b, the draw is therefore not finished. A tooth 112 of the escapement wheel 11 rests on the rubbing resting plane of the pallet P RF of the output pallet 127. The escapement wheel 11 transmits a torque to the anchor 12 which allows it to always pivot clockwise to reach the exit stop 125b and its rest position.

Pendant le tirage, la position angulaire de l'élément inertiel est légèrement supérieure à la position angulaire de fin du second repos frottant θRF2. Similairement aux chutes, on ne considère pas, dans ce document, le tirage comme une phase de l'échappement à proprement parlé.During the pull, the angular position of the inertial element is slightly greater than the angular position at the end of the second rubbing rest θ RF2 . Similar to falls, we do not consider, in this document, the draw as a phase of the escapement strictly speaking.

La figure 14 montre l'échappement 10 pendant une seconde phase d'oscillation libre se produisant après la seconde phase de repos frottant. La cheville 130 est libre et va le rester jusqu'à la prochaine phase de repos frottant. La fourchette 122 de l'ancre 12 a rejoint la butée de sortie 125b. La roue d'échappement 11 est bloquée par l'ancre 12 et sont tous deux à l'arrêt. Pendant la seconde phase d'oscillation libre il n'y a pas de contact entre la cheville 130 et la fourchette 122. Un contact entre la cheville 130 et la fourchette 122 se produit pendant la seconde phase de repos frottant.There figure 14 shows the escapement 10 during a second phase of free oscillation occurring after the second phase of rubbing rest. The ankle 130 is free and will remain so until the next rubbing rest phase. Fork 122 of anchor 12 has joined exit stop 125b. The escape wheel 11 is blocked by the anchor 12 and both are stationary. During the second phase of free oscillation there is no contact between pin 130 and fork 122. Contact between pin 130 and fork 122 occurs during the second phase of frictional rest.

Pendant la seconde phase d'oscillation libre, la position angulaire de l'élément inertiel est supérieure à la position angulaire de fin du second repos frottant θRF2.During the second phase of free oscillation, the angular position of the inertial element is greater than the angular position at the end of the second frictional rest θ RF2 .

La figure 15 montre l'échappement 10 au début de la première phase de repos frottant, lorsque l'oscillateur oscille dans le sens horaire. Cette phase n'existe pas dans un échappement à ancre classique. La cheville 130, qui tourne dans le sens horaire, rencontre le second plan de fourchette 122b de l'ancre 12 qui s'apprête à tourner dans le sens anti-horaire. Dans cette position, si le système était à l'arrêt, c'est le couple élastique de l'oscillateur qui ferait tourner l'échappement 10. La roue d'échappement 11 est bloquée par l'ancre 12 et ne peut pas avancer. Lorsque l'ancre 12 tourne, sous l'action de la cheville 130 sur le second plan de fourchette 122b de la fourchette 122, la roue d'échappement 11 va reculer légèrement, repoussée par le plan de repos frottant de palette PRF de la palette de sortie 127.There figure 15 shows the escapement 10 at the start of the first rubbing rest phase, when the oscillator oscillates clockwise. This phase does not exist in a classic lever escapement. Pin 130, which rotates clockwise, meets second fork plane 122b of anchor 12, which is about to rotate counter-clockwise. In this position, if the system were stopped, it is the elastic torque of the oscillator which would cause the escapement 10 to rotate. The escapement wheel 11 is blocked by the lever 12 and cannot move forward. When the lever 12 rotates, under the action of the pin 130 on the second fork plane 122b of the fork 122, the escapement wheel 11 will move back slightly, pushed back by the rubbing rest plane of the pallet P RF of the output pallet 127.

Pendant la première phase de repos frottant, l'élément inertiel pivote depuis la position angulaire de début du premier repos frottant θRF1 à la position angulaire de début de dégagement θDE.During the first phase of frictional rest, the inertial element pivots from the angular position of the start of the first frictional rest θ RF1 to the angular position of the start of disengagement θ DE .

La cheville 130 est donc configurée pour pousser la fourchette 122 durant la première phase de repos frottant et la seconde phase de repos frottant. Pendant ces phases, une dent 112 de la roue d'échappement 11 est en contact frottant contre le plan de repos frottant de palette PRF de la palette d'entrée 121 ou de la palette de sortie 127. La cheville 130 n'est pas en contact avec la fourchette 122 sur les portions d'oscillations libres de l'élément inertiel, précédant la première phase de repos frottant et suivant la seconde phase de repos frottant.Pin 130 is therefore configured to push fork 122 during the first frictional rest phase and the second frictional rest phase. During these phases, a tooth 112 of the escapement wheel 11 is in frictional contact against the frictional rest plane of the pallet P RF of the input pallet 121 or of the output pallet 127. The pin 130 is not in contact with the fork 122 on the free oscillation portions of the inertial element, preceding the first frictional rest phase and following the second frictional rest phase.

Il faut noter que l'auto-démarrage de l'échappement 10 ne dépend pas de l'angle de repos frottant ΘRF mais uniquement de l'angle de levée ΘLE. Ainsi comme l'ajout de ces phases de repos frottant permet de réduire l'angle de levée ΘLE, l'échappement proposé facilite considérablement l'auto-démarrage de l'oscillateur. La présence de la première phase de repos frottant et de la première phase d'oscillation libre permet de caractériser l'échappement 10 comme un échappement semi-libre. L'échappement 10 est également auto-démarrant.It should be noted that the self-starting of the escapement 10 does not depend on the angle of rest rubbing Θ RF but only on the angle of lift Θ LE . Thus, as the addition of these rubbing rest phases makes it possible to reduce the lift angle Θ LE , the proposed escapement considerably facilitates the self-starting of the oscillator. The presence of the first phase of rubbing rest and of the first phase of free oscillation makes it possible to characterize the escapement 10 as a semi-free escapement. The escapement 10 is also self-starting.

L'échappement 10 peut être configuré pour que l'angle de repos frottant ΘRF, correspondant à la portion d'oscillation depuis la position angulaire de l'élément inertiel du début du premier repos frottant θRF1 jusqu'à la position angulaire de fin du second repos frottant θRF2, soit d'au plus 12°.The escapement 10 can be configured so that the frictional rest angle Θ RF , corresponding to the portion of oscillation from the angular position of the inertial element from the start of the first frictional rest θ RF1 to the end angular position of the second rubbing rest θ RF2 , ie at most 12°.

Les mêmes phases que celles décrites ci-dessus se reproduisent lorsque l'oscillateur oscille dans le sens horaire.The same phases as described above recur when the oscillator swings clockwise.

On notera que pour que la première et la seconde phase de repos frottant puissent se produire, l'échappement doit être configuré pour que la cheville 130 soit en contact avec la fourchette 122 de manière à la pousser lorsque la position angulaire de l'élément inertiel par rapport à la ligne des centre θ0 est plus petite que le demi-angle de repos frottant ΘRF/2 et plus grand que le demi-angle de levée ΘLE/2. Plus particulièrement, le premier plan de fourchette 122a et le second plan de fourchette 122b doivent être dimensionnés pour qu'ils puissent être engagés avec la cheville 130 dans cette plage angulaire.It will be noted that for the first and the second frictional rest phase to be able to occur, the escapement must be configured so that the pin 130 is in contact with the fork 122 so as to push it when the angular position of the inertial element with respect to the line of centers θ 0 is smaller than the half-angle of rest rubbing Θ RF /2 and greater than the half-angle of lift Θ LE /2. More particularly, the first fork plane 122a and the second fork plane 122b must be dimensioned so that they can be engaged with the pin 130 in this angular range.

Démarrage et faibles amplitudesStarting and low amplitudes

Au démarrage de l'oscillateur 2 ou en fonctionnement à amplitudes inférieures ou égales au demi-angle de repos frottant ΘRF/2, l'échappement 10 fonctionne comme un échappement à repos frottant. Dans ce mode, les organes anti-renversement sont inutiles puisque la cheville ne quitte pas la fourchette. Si l'échappement 10 peut pousser l'élément inertiel 21 jusqu'à la limite du demi-angle de levée ΘLE/2 (correspondant à la position angulaire de fin d'impulsion θIM), alors le système est auto-démarrant. La cinématique de l'échappement 10 au démarrage de l'oscillateur ou en fonctionnement à amplitudes inférieures ou égales à un demi-angle de repos frottant à ΘRF/2 est illustré aux figures 16a-16c lorsque l'oscillateur oscille dans le sens horaire et aux figures 16d à 16f lorsque l'oscillateur oscille dans le sens antihoraire.When oscillator 2 starts up or in operation at amplitudes less than or equal to the half-angle of friction rest Θ RF /2, the escapement 10 functions as a friction rest escapement. In this mode, the anti-rollover devices are useless since the pin does not leave the fork. If the escapement 10 can push the inertial element 21 to the limit of the half-angle of lift Θ LE /2 (corresponding to the angular position of end of pulse θ IM ), then the system is self-starting. The kinematics of the escapement 10 at the start of the oscillator or in operation at amplitudes less than or equal to a half-angle of rest rubbing at Θ RF /2 is illustrated in figures 16a-16c when the oscillator swings clockwise and at figures 16d to 16f when the oscillator swings counterclockwise.

A la figure 16a, une dent 112 est en appui contre le plan de repos de sortie d'ancre 127a de la palette de sortie 127. Le second plan de fourchette 122b de la fourchette 122 est en contact avec la cheville 130 et suit l'élément inertiel 21 dans son oscillation. Si l'oscillation est suffisamment grande, alors la roue d'échappement 11 esquisse un léger mouvement dû au tirage du plan de repos de sortie d'ancre 127a.To the Figure 16a , a tooth 112 bears against the anchor output rest plane 127a of the output pallet 127. The second fork plane 122b of the fork 122 is in contact with the pin 130 and follows the inertial element 21 in its swing. If the oscillation is large enough, then the escapement wheel 11 outlines a slight movement due to the pulling of the anchor exit rest plane 127a.

A la figure 16b, l'élément inertiel 21 est entré dans l'angle de levée ΘLE et a terminé le dégagement. La fourchette a rattrapé son jeu et pousse la cheville 130 avec le premier plan de fourchette. La dent 112 fournit son impulsion sur la palette de sortie 127, via le plan d'impulsion de sortie d'ancre 127b.To the figure 16b , the inertial element 21 has entered the lift angle Θ LE and has completed the disengagement. The fork has caught up and is pushing peg 130 with the fork foreground. Tooth 112 provides its impulse to output pallet 127, via anchor output impulse plane 127b.

A la figure 16c, l'élément inertiel 21 atteint la limite de l'angle de levée ΘLE. A la fin de l'impulsion sur le plan d'impulsion de sortie d'ancre 127b de la palette de sortie 127, une autre dent 112' chute sur le plan de repos d'entrée d'ancre 121a de la palette d'entrée 121. La cheville 130, toujours engagée dans la fourchette 122, entraînant cette dernière avec elle.To the figure 16c , the inertial element 21 reaches the limit of the lift angle Θ LE . At the end of the impulse on the anchor output impulse plane 127b of the output paddle 127, another tooth 112' drops onto the anchor entry rest 121a of the entry pallet 121. The pin 130, still engaged in the fork 122, carrying the latter with it.

Les figures 16d-16f illustrent les mêmes phases que les figures 16a-16c, respectivement. Une dent 112 vient en contact avec le plan de repos d'entrée d'ancre 121a de la palette d'entrée 121 (figures 16a et 16b). L'élément inertiel 21 et l'ancre 12 tournent dans le sens contraire au sens illustré aux figures 16a-16c. Lorsque le balancier 21 atteint la limite de l'angle de levée ΘLE (figure 16f), une autre dent 112' chute sur le plan de repos de sortie d'ancre 127a de la palette de sortie 127.THE figures 16d-16f illustrate the same phases as the figures 16a-16c , respectively. A tooth 112 comes into contact with the anchor entry rest plane 121a of the entry pallet 121 ( figures 16a and 16b ). The inertial element 21 and the anchor 12 rotate in the opposite direction to the direction illustrated in figures 16a-16c . When the balance 21 reaches the limit of the angle of lift Θ LE ( figure 16f ), another tooth 112' falls on the anchor exit rest plane 127a of the exit pallet 127.

Sécurité et suretésSafety and securities

Le mécanisme fourchette-cheville de l'échappement 10 doit être doté de sécurités et suretés suffisantes afin d'éviter que l'échappement ne puisse être amené dans une position de blocage. Concrètement, les sécurités et suretés en question sont des distances entre la cheville 130 et la fourchette 122 dans des positions particulières de l'échappement 10 et doivent être dimensionnées en fonction des imprécisions de fabrication et d'assemblage des pièces d'échappement. La figure 17a illustre l'ébat E et la pénétration P de la cheville 130 dans la fourchette 122 dans une position de début d'impulsion (correspond à la position de l'échappement à la figure 9). L'ébat E sert à éviter que la cheville ne se coince dans la fourchette et la pénétration P à garantir que le second plan de fourchette 122b pousse la cheville lors de l'impulsion. La figure 17b illustre l'ébat de dégagement D de la cheville 130 dans la fourchette 122 dans une position de fin de second repos frottant (correspond à la position de la figure 13, au tirage près). L'ébat de dégagement D sert à garantir que la cheville 130 puisse sortir de la fourchette 122. Ce sont ces trois distance (E, P et D) qui deviennent trop petite lorsque l'on construit un échappement à ancre libre traditionnel (sans repos frottant) pour des angles de levée inférieur à 10° environ.The fork-pin mechanism of the escapement 10 must be equipped with sufficient securities and safeties to prevent the escapement from being brought into a blocking position. Concretely, the securities and sureties in question are distances between the pin 130 and the fork 122 in particular positions of the exhaust 10 and must be dimensioned according to the inaccuracies of manufacture and assembly of the exhaust parts. There Figure 17a illustrates the play E and the penetration P of the peg 130 into the fork 122 in a position of start of impulse (corresponds to the position of the escapement at the figure 9 ). The play E serves to prevent the ankle from getting stuck in the fork and the penetration P to ensure that the second plane of the fork 122b pushes the ankle during the impulse. There figure 17b illustrates the free movement D of the ankle 130 in the fork 122 in a position at the end of the second rubbing rest (corresponds to the position of the figure 13 , to the nearest draw). The release action D serves to guarantee that the peg 130 can come out of the fork 122. It is these three distances (E, P and D) which become too small when constructing a traditional free lever escapement (without rest rubbing) for lift angles less than approximately 10°.

Comme montré aux figures 18a et18b , pour des amplitudes d'oscillation de l'élément inertiel 21 au-delà du demi-angle de repos frottant ΘRF/2, la cheville 130 sort de la fourchette 122. L'ancre 12 est alors au repos, en appui contre la butée d'entrée 125a (figure 18a) ou la butée de sortie 125b (figure 18b), et la roue d'échappement 11 reste à l'arrêt. L'échappement 10 doit alors comprendre un organe empêchant le renversement, c'est-à-dire empêchant le basculement de l'ancre 12 qui provoquerait la rencontre entre la cheville 130 de plateau et la corne 123. Un organe empêchant le renversement peut comprendre un dard 124 et/ou une paire de cornes 123. Dans le cas d'un oscillateur 2 destiné à l'échappement 1 décrit ici, ses oscillation ont des amplitudes typiquement faibles : Le dard 124 peut alors se révéler inutile et la paire de cornes 123, ou tout système équivalent, peut suffire. Dans le cas où la fourchette (ou la cheville) est suffisamment large il n'y également pas besoin de dard.As shown at figures 18a and 18b , for amplitudes of oscillation of the inertial element 21 beyond the half-angle of rest rubbing Θ RF /2, the pin 130 comes out of the fork 122. The anchor 12 is then at rest, resting against the entry stop 125a ( picture 18a ) or the exit stop 125b ( figure 18b ), and escape wheel 11 remains stationary. The escapement 10 must then include a device preventing overturning, that is to say preventing the rocking of the lever 12 which would cause the plate pin 130 to meet the lug 123. A device preventing the overturning may comprise a stinger 124 and/or a pair of horns 123. In the case of an oscillator 2 intended for the escapement 1 described here, its oscillations have typically low amplitudes: The stinger 124 can then turn out to be useless and the pair of horns 123, or any equivalent system, may suffice. If the fork (or peg) is wide enough there is also no need for a stinger.

Les figures 19a-19f illustrent différentes positions de la fourchette 122 et d'une dent 112 par rapport aux palettes 121, 127, pour des amplitudes d'oscillation de l'élément inertiel 21 au-delà du demi-angle de repos frottant ΘRF/2. En se référant aux figures 19a et 19d, l'élément inertiel 21 parcourt librement son arc supplémentaire. Grâce au tirage de la dent 112 sur le plan de repos frottant de palette PRF de la palette de sortie 127, la fourchette 122 est calée contre la butée de sortie 125b ou contre tout autre organe de limitation. La position de repos est telle qu'au retour de l'élément inertiel 21, la cheville 130 entre librement dans la fourchette 122.THE figures 19a-19f illustrate different positions of the fork 122 and of a tooth 112 with respect to the pallets 121, 127, for amplitudes of oscillation of the inertial element 21 beyond the half-angle of rest rubbing Θ RF /2. By referring to figures 19a and 19d , the inertial element 21 freely traverses its additional arc. Thanks to the pulling of the tooth 112 on the pallet rubbing rest plane P RF of the output pallet 127, the fork 122 is wedged against the output stop 125b or against any other limiting device. The rest position is such that on the return of the inertial element 21, the pin 130 enters freely into the fork 122.

En se référant aux figures 19b et 19e, à la suite d'un choc, la fourchette 122 quitte sa position de repos. Le dard 124 et le petit plateau 132 remplissent leur rôle d'organes anti-renversement. La pointe du dard 124 entre en contact avec le petit plateau 132, empêchant l'ancre 12 de passer du mauvais côté. Le bec de dent 112a est toujours en prise avec le plan de repos frottant de palette PRF de la palette de sortie 127. Une fois le choc passé, l'ancre 12 est remise en position de repos grâce au tirage. La cheville 130 passe librement devant la corne 123.By referring to figures 19b and 19e , following a shock, the fork 122 leaves its rest position. The pin 124 and the small plate 132 fulfill their role as anti-rollover devices. The point of the dart 124 comes into contact with the small plate 132, preventing the anchor 12 from passing on the wrong side. The tooth beak 112a is still in engagement with the rubbing rest plane of the pallet P RF of the output pallet 127. Once the shock has passed, the anchor 12 is returned to the rest position thanks to the pull. Pin 130 passes freely in front of horn 123.

En se référant aux figures 19c et 19f, le dard 124 est entré dans l'encoche 132a du petit plateau 132. Dans cette configuration, le dard 124 est inactif et incapable de retenir l'ancre 12. C'est alors la corne 123, bloquée par la cheville 130, qui empêche le renversement en cas de choc. Le bec de dent 112a de la dent 112 est toujours engagée sur le plan de repos frottant de palette PRF de la palette de sortie 127. Une fois le choc passé, l'ancre 12 retrouve sa position d'équilibre grâce au tirage.By referring to figures 19c and 19f , the dart 124 has entered the notch 132a of the small plate 132. In this configuration, the dart 124 is inactive and unable to retain the anchor 12. It is then the horn 123, blocked by the pin 130, which prevents overturning in the event of an impact. The tooth beak 112a of the tooth 112 is still engaged on the rubbing rest plane of the pallet P RF of the output pallet 127. Once the shock has passed, the anchor 12 returns to its equilibrium position thanks to the pull.

Autres aspectsOther aspects

L'échappement 10 selon l'invention, c'est-à-dire l'ancre 12, la cheville 130, et/ou la roue d'échappement 11, peut être réalisé en silicium en utilisant les techniques de gravure habituelles. Ce matériau possède de nombreux atouts : il ne subit pas de rupture en fatigue, est amagnétique et ne comporte pas de domaine plastique. En outre, le silicium permet de fabriquer des pièces en série avec une grande précision d'usinage, tout en offrant une grande liberté de conception. Alternativement, l'échappement 10 peut être fabriqué en un matériau sélectionné à partir du groupe de matériaux comprenant une céramique, un verre, un alliage ou verre métallique. Par exemple le matériau sélectionné peut comprendre le nitrure de silicium, le carbure de silicium, l'acier, l'or ou l'un de ses alliages, le nickel, le nickel-phosphore, le laiton, l'acier, un alliage amorphe, un alliage cuivreux, le cuivre-béryllium, ou le maillechort.The escapement 10 according to the invention, that is to say the lever 12, the peg 130, and/or the escapement wheel 11, can be made of silicon using the usual etching techniques. This material has many advantages: it does not undergo fatigue failure, is non-magnetic and has no plastic domain. In addition, silicon makes it possible to manufacture parts in series with high machining precision, while offering great design freedom. Alternatively, the exhaust 10 can be made of a material selected from the group of materials comprising a ceramic, a glass, an alloy or a metallic glass. For example, the material selected may include silicon nitride, silicon carbide, steel, gold or one of its alloys, nickel, nickel-phosphorus, brass, steel, an amorphous alloy , a copper alloy, copper-beryllium, or nickel silver.

Comme l'échappement 10 peut être configuré pour que l'angle de repos frottant ΘRF soit d'au plus 12°, et que les cornes 123 peuvent empêcher tout renversement de l'ancre jusqu'à une amplitude de 36°, ainsi l'ancre 12 peut ne pas comprendre le dard 124. Il est alors possible de fabriquer l'ancre 12 sur un seul niveau, c'est-à-dire que l'ancre 12 peut être comprise dans un seul plan, sans le dard 124 fixé sur un niveau au-dessus (ou au-dessous) du niveau de l'ancre 12 et de la fourchette 122.As the escapement 10 can be configured so that the angle of rest rubbing Θ RF is at most 12°, and the lugs 123 can prevent any overturning of the anchor up to an amplitude of 36°, thus the anchor 12 may not include dart 124. It is then possible to manufacture anchor 12 on a single level, that is to say that anchor 12 may be included in a single plane, without dart 124 fixed at a level above (or below) the level of the anchor 12 and the fork 122.

Exemples d'implémentationImplementation Examples

Le régulateur 1 décrit ici est particulièrement adapté à un oscillateur 2 sur guidage flexible. Un exemple d'intégration de l'échappement 10 à un oscillateur de type CR3 tel que décrit dans le brevet EP3299905B1 par la présente demanderesse est illustré à la figure 20 . La figure 21 montre un détail de l'échappement 10.The regulator 1 described here is particularly suitable for an oscillator 2 on flexible guidance. An example of integration of the escapement 10 with a CR3 type oscillator as described in the patent EP3299905B1 by the present applicant is illustrated in figure 20 . There figure 21 shows a detail of the escapement 10.

Dans cet exemple, la cheville 130 qui interagit avec l'ancre 12, ainsi que les butées 125a, 125b, sont directement intégrées dans l'élément inertiel 21 de l'oscillateur 2. Outre la cheville 130 interagissant avec l'ancre 12, l'oscillateur 2 comprend un élément de rappel élastique comprenant un pivot flexible comportant des lames flexibles 22. Le pivot flexible 22 assure à la fois le rôle de rappel élastique et de guidage en rotation de l'élément inertiel 21. Le pivot flexible 22 est d'un côté fixé à une platine (non-représentée) et de l'autre lié à l'élément inertiel 21.In this example, the pin 130 which interacts with the anchor 12, as well as the stops 125a, 125b, are directly integrated into the inertial element 21 of the oscillator 2. In addition to the pin 130 interacting with the anchor 12, the oscillator 2 comprises an elastic return element comprising a flexible pivot comprising flexible blades 22. The flexible pivot 22 performs both the role of elastic return and of guiding in rotation of the inertial element 21. The flexible pivot 22 is of one side fixed to a plate (not shown) and the other linked to the inertial element 21.

L'oscillateur 2 a typiquement 20° d'amplitude. Les cornes 123 peuvent empêcher tout renversement de l'ancre 12 jusqu'à une amplitude de 36°, ainsi un dard est inutile dans cet exemple. L'angle de repos frottant ΘRF est d'environ 10° et l'angle de levée ΘLE est d'environ 5°.Oscillator 2 typically has 20° amplitude. The horns 123 can prevent any overturning of the anchor 12 up to an amplitude of 36°, so a dart is unnecessary in this example. The frictional angle of repose Θ RF is about 10° and the lift angle Θ LE is about 5°.

Il est possible de substituer l'oscillateur de type CR3 par un oscillateur de type Wittrick tel que décrit dans le brevet EP3299905B1 par la présente demanderesse.It is possible to substitute the CR3 type oscillator by a Wittrick type oscillator as described in the patent EP3299905B1 by the present plaintiff.

Bien sûr, ces deux exemples ne sont pas limitatifs et, par sa conception, le présent échappement n'est pas limité à une famille spécifique d'oscillateurs sur guidages flexibles.Of course, these two examples are not limiting and, by its design, the present escapement is not limited to a specific family of oscillators on flexible guides.

Numéros de référence employés sur les figuresReference numbers used in the figures

11
régulateur mécanique horlogermechanical watch regulator
1010
échappementexhaust
1111
roue d'échappementescape wheel
112, 112'112, 112'
denttooth
112a112a
bec de denttooth beak
112b112b
talon de denttooth stub
1212
ancreanchor
121121
palette d'entréeinput pallet
122122
fourchettefork
122a122a
premier plan de fourchettefork foreground
122b122b
second plan de fourchettesecond fork plane
123123
cornehorn
124124
dardstinger
125125
butéestopper
125a125a
butée d'entréeentry stop
125b125b
butée de sortieexit stop
126126
axe de pivotement de l'ancreanchor pivot axis
127127
palette de sortieoutput pallet
128128
bec d'impulsion de la palettepaddle impulse spout
130130
came d'impulsion, chevillepulse cam, peg
131131
plateauplateau
132132
petit plateausmall tray
132a132a
encoche du petit plateausmall tray notch
22
oscillateuroscillator
2121
élément inertiel, balancierinertial element, pendulum
2222
élément de rappel élastique, lame flexibleelastic return element, flexible blade
2323
axe d'oscillateuroscillator axis
θDEθDE
position angulaire de début de dégagementstart of release angular position
θIMθIM
position angulaire de fin d'impulsionpulse end angular position
θRF1θRF1
position angulaire de début du premier repos frottantangular position of the start of the first frictional rest
θRF2θRF2
position angulaire de fin du second repos frottantangular position at the end of the second rubbing rest
ΘLEISLAND
angle de levéelift angle
ΘLIΘLI
angle d'oscillation librefree swing angle
ΘRFΘRF
angle de repos frottantrubbing angle of repose
Aoao
amplitude d'oscillationamplitude of oscillation
MM
couplecouple
PDEPDE
plan de dégagement de palettepallet clearance plan
PIMIMP
plan d'impulsion de palettepallet impulse plane
PRFFRP
plan de repos frottant de palettepallet rubbing resting surface
EE
ébat entre la fourchette et la chevillefrolic between fork and ankle
PP
pénétration de la cheville dans la fourchettefork ankle penetration
DD
ébat de dégagement de la chevilleankle release romp

Claims (10)

Régulateur mécanique horloger (1) comprenant un échappement (10) coopérant avec un oscillateur pourvu d'un élément inertiel (21) oscillant dans un plan d'oscillation grâce à un élément de rappel élastique (22); l'échappement (10) comprenant une cheville (130) liée rigidement à l'élément inertiel (21), une ancre (12) et une roue d'échappement (11); l'ancre (12) comportant une fourchette (122) configurée pour coopérer avec la cheville (130), une palette d'entrée (121) et une palette de sortie (127), chacune des palettes (121, 127) étant configurées pour coopérer avec des dents (112) de la roue d'échappement (11); l'échappement étant configuré de sorte que, pendant une phase de dégagement, la cheville (130) pousse la fourchette (122) afin de libérer la roue d'échappement (11) de l'une des palettes (121, 127) et, pendant une phase d'impulsion, la fourchette (122) pousse la cheville (130) afin de transmettre à l'élément inertiel (21) le couple de la roue d'échappement (11) qui est en contact avec l'une des palettes (121, 127);
caractérisé en ce que le régulateur est configuré de sorte que la phase de dégagement est précédée d'une première phase de repos frottant, elle-même précédée par une première phase d'oscillation libre, et la phase d'impulsion est suivie par une seconde phase de repos frottant, elle-même suivie d'une seconde phase d'oscillation libre; pendant chacune des phases d'oscillation libre, l'élément inertiel (21) oscille librement sans contact entre la cheville (130) et la fourchette (122); et pendant la première et seconde phase de repos frottant, la cheville (130) est en contact avec la fourchette (122) de manière à la pousser, une dent (112) de la roue d'échappement (11) étant en contact frottant avec l'une des palettes (121, 127). Mechanical watch regulator (1) comprising an escapement (10) cooperating with an oscillator provided with an inertial element (21) oscillating in an oscillation plane thanks to an elastic return element (22); the escapement (10) comprising a peg (130) rigidly connected to the inertial element (21), an anchor (12) and an escape wheel (11); the anchor (12) comprising a fork (122) configured to cooperate with the peg (130), an input paddle (121) and an output paddle (127), each of the paddles (121, 127) being configured to cooperating with teeth (112) of the escape wheel (11); the escapement being configured so that, during a release phase, the pin (130) pushes the fork (122) in order to release the escapement wheel (11) from one of the pallets (121, 127) and, during an impulse phase, the fork (122) pushes the pin (130) in order to transmit to the inertial element (21) the torque of the escape wheel (11) which is in contact with one of the pallets (121, 127);
characterized in that the regulator is configured so that the release phase is preceded by a first frictional rest phase, itself preceded by a first free oscillation phase, and the pulse phase is followed by a second frictional rest phase , itself followed by a second phase of free oscillation; during each of the free oscillation phases, the inertial element (21) oscillates freely without contact between the pin (130) and the fork (122); and during the first and second frictional rest phase, the pin (130) is in contact with the fork (122) so as to push it, a tooth (112) of the escape wheel (11) being in frictional contact with one of the paddles (121, 127). Le régulateur (1) selon la revendication 1,
dans lequel la fourchette (122) comporte un plan de fourchette (122a, 122b) qui est dimensionné pour qu'il puisse être engagé avec la cheville (130) pendant la première et seconde phase de repos frottant.The regulator (1) according to claim 1,
wherein the fork (122) has a fork plane (122a, 122b) that is sized to be engaged with the peg (130) during the first and second rubbing rest phases. Le régulateur (1) selon la revendication 1 ou 2,
configuré de manière à ce que la cheville n'est pas en contact avec la fourchette pendant les phases d'oscillation libre.The regulator (1) according to claim 1 or 2,
configured in such a way that the peg is not in contact with the fork during the free swing phases. Le régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel chaque palette (121, 127) est dotée d'un plan de dégagement (PDE) venant en contact avec une dent (112) pendant la phase de dégagement, et d'un plan d'impulsion (PIM) venant en contact avec une dent (112) pendant la phase d'impulsion; et dans lequel chacune des palettes (121, 127) est en outre dotée d'un plan de repos frottant (PRF) configuré pour venir en contact frottant avec une dent (112) pendant la première et seconde phase de repos frottant. The regulator (1) according to one of claims 1 to 3, wherein each pallet (121, 127) is provided with a clearance plane (P DE ) coming into contact with a tooth (112) during the clearance phase, and an impulse plane (P IM ) coming into contact with a tooth (112) during the impulse phase; And wherein each of the paddles (121, 127) is further provided with a friction rest plane (P RF ) configured to come into friction contact with a tooth (112) during the first and second friction rest phase. Le régulateur (1) selon la revendication 4,
dans lequel le plan de repos frottant de palette (PRF) est configuré pour bloquer la roue d'échappement (11) lorsque la cheville (130) est en contact avec la fourchette (122).The regulator (1) according to claim 4,
wherein the pallet rubbing rest plane (P RF ) is configured to block the escape wheel (11) when the pin (130) is in contact with the fork (122). Le régulateur (1) selon la revendication 4 ou 5,
dans lequel le plan de repos frottant de palette (PRF) est à tirage.The regulator (1) according to claim 4 or 5,
in which the pallet rubbing rest plane (P RF ) is drawn. Le régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 6,
dans lequel un angle de levée (ΘLE), correspondant à la portion d'oscillation de l'élément inertiel (21) où le dégagement de la roue d'échappement et l'impulsion de l'échappement à l'élément inertiel se produisent, est d'au plus 6°.The regulator (1) according to one of claims 1 to 6,
in which a lift angle (Θ LE ), corresponding to the portion of oscillation of the inertial element (21) where the release of the escape wheel and the impulse from the escapement to the inertial element occur , is at most 6°. Le régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 7,
dans lequel un angle de repos frottant (ΘRF) correspondant à la portion d'oscillation de l'élément inertiel (21) du début du premier repos frottant jusqu'à la fin du second repos frottant, est d'au plus 12°.The regulator (1) according to one of claims 1 to 7,
wherein an angle of frictional rest (Θ RF ) corresponding to the portion of oscillation of the inertial element (21) from the beginning of the first frictional rest until the end of the second frictional rest, is at most 12°. Le régulateur (1) selon l'une des revendications 1 à 8,
dans lequel au moins l'un de l'ancre (12), la cheville (130), et la roue d'échappement (11) est fabriqué en silicium.The regulator (1) according to one of claims 1 to 8,
wherein at least one of the pallet (12), peg (130), and escape wheel (11) is made of silicon. Le régulateur selon l'une des revendications 1 à 9,
dans lequel l'oscillateur (2) comprend un oscillateur sur guidage flexible.The regulator according to one of claims 1 to 9,
wherein the oscillator (2) comprises an oscillator on flexible guidance.
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HORLOGERIE-SUISSE.COM: "Les angles parcourus par l'échappement", 25 February 2014 (2014-02-25), pages 1 - 9, XP055899871, Retrieved from the Internet <URL:https://www.horlogerie-suisse.com/technique/cours-d-echappement/les-angles-parcourus-par-l-echappement#:~:text=L%27angle%20de%20lev%C3%A9e%20virtuel%20de%20l%27ancre%20(th%C3%AAta,11%C2%B0%20et%2013%C2%B0.> [retrieved on 20220310] *

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