EP4390555A1 - Constant force escapement mechanism for a clock movement - Google Patents
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- EP4390555A1 EP4390555A1 EP22215169.8A EP22215169A EP4390555A1 EP 4390555 A1 EP4390555 A1 EP 4390555A1 EP 22215169 A EP22215169 A EP 22215169A EP 4390555 A1 EP4390555 A1 EP 4390555A1
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G04—HOROLOGY
- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B15/00—Escapements
- G04B15/10—Escapements with constant impulses for the regulating mechanism
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- G04B15/12—Adjusting; Restricting the amplitude of the lever or the like
Definitions
- the present invention relates to the field of watchmaking. It concerns, more particularly, a constant force escapement mechanism.
- the exhaust mechanism which is the subject of the present invention is based on that initially revealed by the document CH353679 and developed further in the document CH704275 . Furthermore, an escapement of this type was also used in a piece produced by Fabrication de Montres Normandes in 2009 (see https://forumamontres.forumactif.com/t68941-fabrication-de-montres-normandes ).
- the escape wheel is coaxial with a reset wheel, which appears at first glance to be an additional escape wheel.
- the reset wheel is integral in rotation with a wheel or pinion which receives the torque coming from the barrel, while the escape wheel is mounted loosely around the same geometric axis. These two wheels are connected to each other via an elastic return element, such that the escape wheel is rotated by the latter.
- the escape wheel cooperates with an anchor in a conventional manner, and also cooperates with a blocking rocker which has two levels of pallets, of which the pallets of a first level cooperate with the teeth of the escape wheel while the pallets of a second level cooperate with those of the reset wheel in order to block and release them alternately when it moves from one of its stable positions to the other.
- the reset wheel advances in steps in synchronism with the escapement wheel, which ensures that the force provided by the elastic element remains substantially constant and that the escapement is not not subject to torque variations when the mainspring disarms. Since the advances of the reset wheel take place between those of the escape wheel with an angular and temporal offset, the latter take place when the anchor is not cooperating with the balance, which minimizes or eliminates the disturbance of the latter.
- a first disadvantage of this system is that the moment of release of the locking lever relative to that of the escape wheel is predetermined by the geometry of the blocking lever (including its pallets) as well as by the positioning of its pivot axis. Consequently it is impossible to adjust the release moment of the reset wheel (and therefore its phase shift relative to the escape wheel) other than by modifying the geometry of the locking rocker. Secondly, the angular movements of the locking rocker adversely affect the operation of the escapement. Indeed, when the seesaw reaches its stop, shocks occur which cause the latter to bounce back.
- the aim of the invention is therefore to provide a constant force escape mechanism in which the aforementioned defects are at least partially overcome.
- said escape mechanism further comprises a control wheel mounted integral in rotation with said escape wheel and angularly adjustable relative to the latter, said control wheel having a plurality of teeth and being arranged to cooperate with said locking rocker in order to make it move between one of its stable positions to the other.
- said profile of all of said teeth is identical, and each wheel has the same number of teeth, but this does not necessarily have to be the case.
- the exact moment of release of the locking lever can be modified by the watchmaker to optimize the operation of the escapement mechanism for each escapement individual, thus improving performance and/or walking.
- said control wheel is arranged between said escape wheel and said reset wheel, which represents the simplest solution to implement, but other configurations of the three wheels are also possible.
- said reset wheel is integral in rotation with a pinion arranged to be rotated by said driving source, said pinion being extended by an axis around which is mounted free to rotate an assembly comprising said control wheel and said wheel. 'exhaust.
- said escape wheel is made integral in rotation with said control wheel via at least one adjustment screw or by friction using a friction element.
- said locking rocker has a plurality of pallets arranged to cooperate with on the one hand the reset wheel, and on the other hand the control wheel, each pallet having a trapezoidal section. This allows the same standard pallets to be used for each pallet.
- the teeth of the escape wheel, the reset wheel and the control wheel are substantially identical, or alternatively simply have the same number of teeth but different profiles.
- said reset wheel has the same number of teeth as said control wheel, but a lower number of teeth than said escape wheel.
- the teeth of the reset wheel and the control wheel are regularly distributed around each wheel and have the same theoretical tooth pitch as the escape wheel, but certain teeth have been omitted. In doing so, the blocking rocker is triggered after a predetermined number of steps of the escape wheel instead of each step of the latter.
- said locking rocker cooperates with a flywheel.
- This flywheel increases the effective inertia of the locking rocker and makes it possible to smooth its movements, which improves the operation of the escapement compared to those of the prior art cited above.
- said flywheel is a plate mounted in rotation, typically on a frame element. This can in particular allow the use of standard components already available, in particular balance plates.
- said plate comprises a pin which cooperates with a fork which comprises said blocking rocker.
- said locking rocker takes the form of an anchor. Again, this allows the use of standard components that are already available.
- FIG 1 illustrates a first embodiment of an exhaust mechanism 1 according to the invention
- FIG 2 illustrates the particular arrangement of the wheels that mechanism 1 comprises.
- This mechanism 1 comprises an escape wheel 3 pivotally mounted around an axis A1 and arranged to maintain in oscillation a balance oscillator 5 - balance spring 7 arranged in such a way that said balance spring 7 exerts a restoring torque on said balance 5 of such as to make the latter oscillate around a neutral point, in a known manner.
- the escape wheel 3 cooperates with a Swiss-type anchor 9 pivotally mounted around an axis A2.
- This escape wheel 3 is arranged to be blocked and released by the anchor 9, as well as to provide impulses to the balance 5 in a known manner.
- a trigger system an Omega-Daniels exhaust or any other type of exhaust known to those skilled in the art can be used. In doing so, the escape mechanism 1 - balance 5 - hairspring 7 assembly forms a regulating system.
- the escape wheel 3 is coaxial with a reset wheel 11, which has a plurality of teeth and is integral in rotation with a pinion 13 which serves as force input from the driving source (not shown, typically a barrel housing a driving spring in a known manner).
- This pinion 13 acts as an exhaust pinion, and is kinematically connected to said driving source by an ad hoc gear train (typically called "finishing gear train").
- the escape wheel 3 is integral in rotation with a control wheel 15, which can be angularly offset relative to the escape wheel 3.
- adjustment screws 17 serve to make the two wheels 3, 15 integral in rotation, but by unscrewing them, the watchmaker can move one of these wheels 3, 15 angularly relative to the other for reasons which will appear more clearly later.
- the two wheels 3, 15 can be mounted with smooth friction relative to each other, provided that the latter remain united in rotation during normal operation of the exhaust 1. Any type of known friction connection between wheels 3 and 15 can be considered, to the extent that the friction torque is dimensioned accordingly.
- the assembly comprising the escape wheel 3 and the control wheel 15 is mounted free to rotate relative to the assembly comprising the reset wheel 11 and the pinion 13.
- the pinion 13 is extended by an axis 13a which extends through the wheels 3, 15, and supports this assembly between first bearings 18.
- the assembly comprising the wheels 3, 15 is mounted free to pivot around this axis 13a by means of second bearings 19 which surround the latter.
- the reset wheel 11 is linked to the escape wheel 3 via a return element 21, here a spiral spring, which is preloaded in order to provide sufficient torque to pivot the escape wheel 3 and maintain the oscillator 5, 7.
- a return element 21 here a spiral spring, which is preloaded in order to provide sufficient torque to pivot the escape wheel 3 and maintain the oscillator 5, 7.
- the inner end of the return element 21 is integral in rotation with the axis 13a (which is, as a reminder, integral in rotation with the reset wheel 11) , while its outer end is fixed to a pin 3a secured to the escape wheel 3. Consequently, the assembly comprising the two wheels 3, 15 is kinematically connected to the assembly comprising the reset wheel 11 and the pinion 13 via this return element 21, which ensures that the torque which is subjected to the escape wheel 3 remains substantially constant provided that the return element 21 can be recharged by the driving source .
- control wheel 15 is interposed between the escape wheel 3 and the reset wheel 11, and although the construction illustrated is the simplest to implement, the stacking of the wheels 3, 11, 15 along axis A1 can be defined differently. Indeed, one or the other of the wheels 3, 11 can be located in the middle, and the control wheel 15 can be on one side or the other. To this end, provided that all of the wheels 3, 15 are connected to all of the reset wheel 11 and to the pinion 13 via the return element 21, the connection between these two sets can be arranged in an ad hoc manner, according to the needs of the manufacturer.
- one of the ends of the return element 21 can be fixed to one or other of the wheels 3, 15, while its other end can be fixed to the wheel 3 directly or to the axle 13a, depending on the configuration chosen.
- the return element 21 can alternatively be integrated into one or the other (or even several) of the wheels 3, 11, 15 (in particular the reset wheel 11 and/or the control wheel 15 ), being made up of flexible elements (such as flexible blades) arranged in an ad hoc manner.
- a stud 23 carried by the escape wheel assembly 3 - control wheel 15 is provided, this stud 23 taking place in a slot 11a which the reset wheel has in order to limit the angular phase shift between the wheels 3 and 11 as well as to maintain the initial pre-arming of the element of reminder 21.
- other arrangements make it possible to limit the angular difference between the two sets 11, 13 respectively 3, 15 are also possible in order to obtain the same result, for example that used in the document CH704275 .
- a locking rocker 25 is arranged to block and release the reset wheel 11 under the control of the control wheel 15, which pivots depending on the escape wheel 3.
- the locking rocker 25 is mounted in pivoting around an axis of rotation A3 (which can be a traditional physical axis or a virtual axis in the case where the locking rocker 25 is supported by flexible guidance), which is distinct from the axis A2, in such a way that it is arranged to pivot between a first and a second stable positions (extreme positions), and comprises two pairs of pallets 25a, 25b, located on two different levels in order to cooperate respectively with the reset wheel 11 and the control wheel 15.
- the pallets 25a, 25b can take any ad hoc shapes, and can be made integrally with the locking lever 25 or be constituted by elements attached to the latter. In the non-limiting embodiment illustrated, they each take a conventional trapezoidal shape (that is to say a section perpendicular to the axis A3 which is trapezoidal), similar to that of a Swiss lever escapement. In other words, they each include straight sides linked by an end face forming an oblique impulse plane.
- the pallets 25a of the first level have a sufficient length so that a right side of each pallet can block the teeth of the reset wheel 11 when the blocking rocker 25 is in a corresponding extreme angular position, a side of one pallets 25a thus being in the trajectory of the latter.
- the pallets 25b are shorter than the pallets 25a (that is to say they extend less far from the blocking lever 25 than the latter), so that only their oblique ends can penetrate into the trajectory of the teeth of the control wheel 15 when the stop rocker 25 is in a respective extreme angular position.
- the side of each pallet 25a, 25b, which is located upstream is shorter than that which is downstream, such that the end face is configured to pivot the locking rocker 25 when the teeth of the wheels 11, 15 cooperate with the end flanks of the pallets 25a, 25b.
- the escape wheel 3 is blocked by a side of one of the pallets 9a of the anchor 9, and the reset wheel 11 is also blocked by a side of one of the pallets 25a of the first level.
- the watchmaker can determine the moment in the cycle at which the locking lever 25 is pivoted in order to optimize the performance of the escapement mechanism 1, by optimizing the period of time between the release of the escape wheel 3 and that of the reset wheel 11. Since the control wheel 15 is integral in rotation with the escape wheel 3, the releases of the wheel reset 11 are always carried out as a function of the rotations of the escape wheel 3, even if it is the teeth of the control wheel 15 which control the pivoting of the locking rocker 25.
- the latter takes the form of an anchor, the rod 25c of which carries a fork 25d which cooperates with a pin (not visible) of a plate 27 of a type which is well known in the context of a balance wheel, pivoted between standard bearings 28.
- the latter acts as a flywheel and makes it possible to increase the effective inertia of the locking rocker 25 and to smooth its movements, which improves the operation of exhaust 1 compared to those in the documents CH353679 And CH704275 .
- This flywheel makes it possible to counterbalance the dynamic effects of shocks during rebounds of the locking rocker, in particular when it abuts against the limiting pins 29 or during fork-ellipse contacts.
- FIG. 3 illustrates another embodiment of an escape mechanism 1 according to the invention.
- the latter differs from that of the figure 1 regarding the positioning of axis A2 relative to axis A1.
- the angle between the straight lines connecting the axes A2-A1 and A3-A1 is obtuse, in that of the Figure 3 it is acute, so that the two axes A2, A3 are on the same side of the mechanism, considered in the plane of the latter.
- the three wheels 3, 11, 15 can be substantially identical, or at least have substantially identical tooth shapes.
- the anchor 9 and the locking lever 25 can also be identical, with the exception of an attached or thickened part to carry one of the pairs of pallets 25a, 25b. Even more, the pallets 9a, 25a, 25b can be of classic and identical shape, with the exception of the length of the pallets 25b. The number of different parts to be manufactured can thus be minimized.
- the shape of the teeth of the control wheel 15 and/or the reset wheel 11 can be chosen as desired, and does not necessarily have to be conventional.
- the reset wheel 11 and/or the control wheel 15 can be constituted by any type of element suitable for producing the operation described, such as for example a wheel with edge teeth, a wheel in which the teeth are made up of pins, fingers or the like, “teeth” therefore being understood in the broad sense to encompass all of the less common variations known to those skilled in the art.
- the wheels 11, 15, or the wheels 3, 15, can also be made of material from one another, the connection between the two being by means of flexible elements, such as flexible blades. In the case where the wheels 11, 15 are made from material, the flexible elements connecting them can also serve as a return element 21.
- the entire range of materials in contemporary watchmaking can be considered (metals, non-metals such as silicon, silicon compounds, synthetic diamond, sapphire, structurable glasses, ceramics, glass-ceramics, glasses metallic, polymers, composites, materials capable of additive manufacturing, etc.), and it should be noted that the pallets 9a, 25a, 25b can not only be separate parts attached to the anchor 9, respectively the rocker 25, but can be come from matter with the latter.
- the escapement mechanism 1 is also compatible with an inclined balance wheel and is capable of being integrated into a tourbillon mechanism, whether of the mono-, bi- or triaxial type, but also in a carousel mechanism .
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Abstract
Mécanisme d'échappement (1) à force constante pour pièce d'horlogerie, comprenant :- une roue d'échappement (3) présentant une pluralité de dents et agencée pour entretenir un oscillateur balancier-spiral (5, 7) ;- une roue de réarmage (11) présentant une pluralité de dents et agencée pour être entraînée en rotation par une source motrice, ladite roue de réarmage (11) étant reliée à ladite roue d'échappement (3) par l'intermédiaire d'un élément de rappel (21) ;- une bascule de blocage (25) montée en pivotement et agencée pour évoluer entre une première et une seconde positions angulaires stables en fonction de la rotation de ladite roue d'échappement (3), et pour bloquer et libérer ladite roue de réarmage (11) à raison d'un pas de sa rotation lors de l'évolution de ladite bascule de blocage de l'une de ses positions stables à l'autre.Selon l'invention, ledit mécanisme d'échappement (1) comporte en outre une roue de commande (15) montée solidaire en rotation de ladite roue d'échappement (3) et de façon réglable angulairement par rapport à cette dernière, ladite roue de commande présentant une pluralité de dents et étant agencée pour coopérer avec ladite bascule de blocage (25) afin de la faire évoluer entre l'une de ses positions stables à l'autre.Alternativement, ladite bascule de blocage (25) coopère avec un volant d'inertie (27).Constant force escapement mechanism (1) for a timepiece, comprising: - an escapement wheel (3) having a plurality of teeth and arranged to maintain a balance-spring oscillator (5, 7); - a wheel reset wheel (11) having a plurality of teeth and arranged to be rotated by a driving source, said reset wheel (11) being connected to said escape wheel (3) via a return element (21);- a locking rocker (25) pivotally mounted and arranged to move between a first and a second stable angular positions depending on the rotation of said escape wheel (3), and to lock and release said wheel reset (11) at the rate of one step of its rotation during the evolution of said locking rocker from one of its stable positions to the other. According to the invention, said escape mechanism (1) further comprises a control wheel (15) mounted integrally in rotation with said escape wheel (3) and angularly adjustable relative to the latter, said control wheel having a plurality of teeth and being arranged to cooperate with said locking rocker (25) in order to make it move between one of its stable positions to the other. Alternatively, said blocking rocker (25) cooperates with a flywheel (27).
Description
La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un mécanisme d'échappement à force constante.The present invention relates to the field of watchmaking. It concerns, more particularly, a constant force escapement mechanism.
Le mécanisme d'échappement faisant l'objet de la présente invention se base sur celui initialement dévoilé par le document
Dans ce type d'échappement, la roue d'échappement est coaxiale à une roue de réarmage, qui apparait à première vue comme étant une roue d'échappement supplémentaire. La roue de réarmage est solidaire en rotation d'une roue ou d'un pignon qui reçoit le couple venant du barillet, tandis que la roue d'échappement est montée folle autour du même axe géométrique. Ces deux roues sont reliées entre elles par l'intermédiaire d'un élément de rappel élastique, de telle sorte que la roue d'échappement est entraînée en rotation par ce dernier.In this type of escapement, the escape wheel is coaxial with a reset wheel, which appears at first glance to be an additional escape wheel. The reset wheel is integral in rotation with a wheel or pinion which receives the torque coming from the barrel, while the escape wheel is mounted loosely around the same geometric axis. These two wheels are connected to each other via an elastic return element, such that the escape wheel is rotated by the latter.
La roue d'échappement coopère avec une ancre de façon conventionnelle, et coopère également avec une bascule de blocage qui comporte deux niveaux de palettes, dont les palettes d'un premier niveau coopèrent avec les dents de la roue d'échappement tandis que les palettes d'un second niveau coopèrent avec celles de la roue de réarmage afin de les bloquer et les libérer par alternances lorsqu'elle évolue de l'une de ses positions stables à l'autre.The escape wheel cooperates with an anchor in a conventional manner, and also cooperates with a blocking rocker which has two levels of pallets, of which the pallets of a first level cooperate with the teeth of the escape wheel while the pallets of a second level cooperate with those of the reset wheel in order to block and release them alternately when it moves from one of its stable positions to the other.
Après chaque libération de l'ancre et lors du pivotement de la roue d'échappement, l'une des dents de cette dernière entre en contact avec l'une des palettes du premier niveau afin de déclencher un pivotement de la bascule de blocage de l'une de ses positions stables à l'autre. Ce faisant, la roue de réarmage pivote sous l'effet du ressort moteur stocké dans le barillet et remonte l'élément élastique, avant d'être rebloquée par la bascule de blocage.After each release of the anchor and during the pivoting of the escape wheel, one of the teeth of the latter comes into contact with one of the pallets of the first level in order to trigger a pivoting of the locking rocker of the 'one of its stable positions to the other. In doing so, the reset wheel pivots under the effect of the mainspring stored in the barrel and raises the elastic element, before being reblocked by the locking lever.
Ce faisant, lors du fonctionnement de l'échappement, la roue de réarmage avance par pas en synchronisme avec la roue d'échappement, ce qui assure que la force fournie par l'élément élastique reste substantiellement constante et que l'échappement n'est pas soumis à des variations de couple lorsque le ressort moteur se désarme. Puisque les avances de la roue de réarmage ont lieu entre celles de la roue d'échappement avec un décalage angulaire et temporel, ces dernières s'effectuent lorsque l'ancre n'est pas en train de coopérer avec le balancier, ce qui minimise ou élimine la perturbation de ce dernier.In doing so, during operation of the escapement, the reset wheel advances in steps in synchronism with the escapement wheel, which ensures that the force provided by the elastic element remains substantially constant and that the escapement is not not subject to torque variations when the mainspring disarms. Since the advances of the reset wheel take place between those of the escape wheel with an angular and temporal offset, the latter take place when the anchor is not cooperating with the balance, which minimizes or eliminates the disturbance of the latter.
Un premier désavantage de ce système est que le moment du dégagement de la bascule de blocage par rapport à celui de la roue d'échappement est prédéterminé par la géométrie de la bascule de blocage (y compris ses palettes) ainsi que par le positionnement de son axe de pivotement. Par conséquent il est impossible de régler le moment de libération de la roue de réarmage (et donc son déphasage par rapport à la roue d'échappement) autre qu'en modifiant la géométrie de la bascule de blocage. Deuxièmement, les déplacements angulaires de la bascule de blocage nuisent au fonctionnement de l'échappement. En effet, lorsque la bascule arrive en butée, il se produit des chocs qui provoquent des rebonds de cette dernière.A first disadvantage of this system is that the moment of release of the locking lever relative to that of the escape wheel is predetermined by the geometry of the blocking lever (including its pallets) as well as by the positioning of its pivot axis. Consequently it is impossible to adjust the release moment of the reset wheel (and therefore its phase shift relative to the escape wheel) other than by modifying the geometry of the locking rocker. Secondly, the angular movements of the locking rocker adversely affect the operation of the escapement. Indeed, when the seesaw reaches its stop, shocks occur which cause the latter to bounce back.
Le but de l'invention est par conséquent de proposer un mécanisme d'échappement à force constante dans lequel les défauts susmentionnés sont au moins partiellement surmontés.The aim of the invention is therefore to provide a constant force escape mechanism in which the aforementioned defects are at least partially overcome.
De façon plus précise, l'invention concerne un mécanisme d'échappement à force constante pour pièce d'horlogerie, comme défini dans une première revendication indépendante. Ce mécanisme comprend :
- une roue d'échappement présentant une pluralité de dents et agencée pour entretenir un oscillateur balancier-spiral de façon connue, typiquement par l'intermédiaire d'une ancre suisse ou autre ;
- une roue de réarmage présentant une pluralité de dents et agencée pour être entraînée en rotation par une source motrice telle qu'un ressort moteur logé dans un barillet ou tout autre source motrice connue, ladite roue de réarmage étant reliée à ladite roue d'échappement par l'intermédiaire d'un élément de rappel, qui peut être formé par un ressort en spiral, un autre type de ressort, un système à guidage flexible intégré à l'une ou l'autre de ces roues, ou tout autre élément convenable ;
- une bascule de blocage montée en pivotement autour d'un axe physique ou virtuel et agencée pour évoluer entre une première et une seconde positions angulaires stables en fonction de la rotation de ladite roue d'échappement, et pour bloquer et pour libérer ladite roue de réarmage à raison d'un pas de sa rotation (c'est-à-dire typiquement à raison d'un demi pas de sa denture) lors de son évolution de l'une de ses positions stables à l'autre.
- an escape wheel having a plurality of teeth and arranged to maintain a balance-spring oscillator in a known manner, typically via a Swiss anchor or other;
- a reset wheel having a plurality of teeth and arranged to be rotated by a driving source such as a mainspring housed in a barrel or any other known driving source, said reset wheel being connected to said escape wheel by via a return element, which can be formed by a spiral spring, another type of spring, a flexible guiding system integrated into one or other of these wheels, or any other suitable element;
- a locking rocker pivotally mounted around a physical or virtual axis and arranged to move between a first and a second stable angular positions depending on the rotation of said escape wheel, and to block and release said reset wheel at the rate of one step of its rotation (that is to say typically at the rate of half a step of its teeth) during its evolution from one of its stable positions to the other.
Selon un premier aspect de l'invention, ledit mécanisme d'échappement comporte en outre une roue de commande montée solidaire en rotation de ladite roue d'échappement et de façon réglable angulairement par rapport à cette dernière, ladite roue de commande présentant une pluralité de dents et étant agencée pour coopérer avec ladite bascule de blocage afin de la faire évoluer entre l'une de ses positions stables à l'autre. Typiquement, le profil de l'ensemble desdites dents est identique, et chaque roue comporte le même nombre de dents, mais cela ne doit pas être forcément le cas.According to a first aspect of the invention, said escape mechanism further comprises a control wheel mounted integral in rotation with said escape wheel and angularly adjustable relative to the latter, said control wheel having a plurality of teeth and being arranged to cooperate with said locking rocker in order to make it move between one of its stable positions to the other. Typically, the profile of all of said teeth is identical, and each wheel has the same number of teeth, but this does not necessarily have to be the case.
Puisque la position angulaire de la roue de commande peut être réglée par rapport à la roue d'échappement, le moment exact du dégagement de la bascule de blocage peut être modifié par l'horloger pour optimiser le fonctionnement du mécanisme d'échappement pour chaque échappement individuel, améliorant ainsi le rendement et/ou la marche.Since the angular position of the control wheel can be adjusted relative to the escapement wheel, the exact moment of release of the locking lever can be modified by the watchmaker to optimize the operation of the escapement mechanism for each escapement individual, thus improving performance and/or walking.
Avantageusement, ladite roue de commande est agencée entre ladite roue d'échappement et ladite roue de réarmage, ce qui représente la solution la plus simple à mettre en oeuvre, mais d'autres configurations des trois roues sont également possibles.Advantageously, said control wheel is arranged between said escape wheel and said reset wheel, which represents the simplest solution to implement, but other configurations of the three wheels are also possible.
Avantageusement, ladite roue de réarmage est solidaire en rotation d'un pignon agencé pour être entraînée en rotation par ladite source motrice, ledit pignon étant prolongé par un axe autour duquel est monté libre en rotation un ensemble comportant ladite roue de commande et ladite roue d'échappement.Advantageously, said reset wheel is integral in rotation with a pinion arranged to be rotated by said driving source, said pinion being extended by an axis around which is mounted free to rotate an assembly comprising said control wheel and said wheel. 'exhaust.
Avantageusement, ladite roue d'échappement est rendue solidaire en rotation de ladite roue de commande par l'intermédiaire d'au moins une vis de réglage ou par frottement gras par le biais d'un élément de friction.Advantageously, said escape wheel is made integral in rotation with said control wheel via at least one adjustment screw or by friction using a friction element.
Avantageusement, ladite bascule de blocage présente une pluralité de palettes agencées pour coopérer avec d'une part la roue de réarmage, et d'autre part la roue de commande, chaque palette présentant une section trapézoïdale. Cela permet l'utilisation des mêmes palettes standards pour chaque palette.Advantageously, said locking rocker has a plurality of pallets arranged to cooperate with on the one hand the reset wheel, and on the other hand the control wheel, each pallet having a trapezoidal section. This allows the same standard pallets to be used for each pallet.
Avantageusement, les dentures de la roue d'échappement, de la roue de réarmage et de la roue de commande sont substantiellement identiques, ou alternativement comportent simplement le même nombre de dents mais de profils différents.Advantageously, the teeth of the escape wheel, the reset wheel and the control wheel are substantially identical, or alternatively simply have the same number of teeth but different profiles.
Dans une autre variante, ladite roue de réarmage comporte le même nombre de dents que ladite roue de commande, mais un nombre de dents inférieur à ladite roue d'échappement. Dans un tel cas, les dentures de la roue de réarmage et la roue de commande sont régulièrement reparties autour de chaque roue et présentent le même pas de denture théorique que la roue d'échappement, mais certaines dents ont été omises. Ce faisant, le déclenchement de la bascule de blocage s'effectue après un nombre prédéterminé de pas de la roue d'échappement au lieu de chaque pas de cette dernière.In another variant, said reset wheel has the same number of teeth as said control wheel, but a lower number of teeth than said escape wheel. In such a case, the teeth of the reset wheel and the control wheel are regularly distributed around each wheel and have the same theoretical tooth pitch as the escape wheel, but certain teeth have been omitted. In doing so, the blocking rocker is triggered after a predetermined number of steps of the escape wheel instead of each step of the latter.
Selon un autre aspect, l'invention concerne également un mécanisme d'échappement à force constante pour pièce d'horlogerie, comme défini dans une seconde revendication indépendante. Ce mécanisme d'échappement comprend :
- une roue d'échappement présentant une pluralité de dents et agencée pour entretenir un oscillateur balancier-spiral de façon connue, typiquement par l'intermédiaire d'une ancre suisse ou autre ;
- une roue de réarmage présentant une pluralité de dents et agencée pour être entraînée en rotation par une source motrice telle qu'un ressort moteur logé dans un barillet, ladite roue de réarmage étant reliée à ladite roue d'échappement par l'intermédiaire d'un élément de rappel, qui peut être formé par un ressort en spiral, un autre type de ressort, un système à guidage flexible intégré à l'une ou l'autre de ces roues, ou tout autre élément convenable ;
- une bascule de blocage montée en pivotement autour d'un axe physique ou virtuel et agencée pour évoluer entre une première et une seconde positions angulaires stables en fonction de la rotation de ladite roue d'échappement, et pour bloquer et pour libérer ladite roue de réarmage à raison d'un pas de sa rotation (c'est-à-dire typiquement à raison d'un demi pas de sa denture) lors de son évolution de l'une de ses positions stables à l'autre.
- an escape wheel having a plurality of teeth and arranged to maintain a balance-spring oscillator in a known manner, typically via a Swiss anchor or other;
- a reset wheel having a plurality of teeth and arranged to be rotated by a driving source such as a mainspring housed in a barrel, said reset wheel being connected to said escape wheel via a return element, which can be formed by a spiral spring, another type of spring, a flexible guiding system integrated into one or other of these wheels, or any other suitable element;
- a locking rocker pivotally mounted around a physical or virtual axis and arranged to move between a first and a second stable angular positions depending on the rotation of said escape wheel, and to block and release said reset wheel at the rate of one step of its rotation (that is to say typically at the rate of half a step of its teeth) during its evolution from one of its stable positions to the other.
Selon cet aspect de l'invention, ladite bascule de blocage coopère avec un volant d'inertie.According to this aspect of the invention, said locking rocker cooperates with a flywheel.
Ce volant d'inertie augmente l'inertie effective de la bascule de blocage et permet de lisser ses mouvements, ce qui améliore le fonctionnement de l'échappement par rapport à ceux de l'art antérieur cités ci-dessus.This flywheel increases the effective inertia of the locking rocker and makes it possible to smooth its movements, which improves the operation of the escapement compared to those of the prior art cited above.
Avantageusement, ledit volant d'inertie est un plateau monté en rotation, typiquement sur un élément de bâti. Ceci peut notamment permettre l'utilisation de composants standards déjà disponibles, notamment des plateaux de balancier. Typiquement, ledit plateau comporte une cheville qui coopère avec une fourchette que comporte ladite bascule de blocage.Advantageously, said flywheel is a plate mounted in rotation, typically on a frame element. This can in particular allow the use of standard components already available, in particular balance plates. Typically, said plate comprises a pin which cooperates with a fork which comprises said blocking rocker.
Avantageusement, ladite bascule de blocage prend la forme d'une ancre. À nouveau, ceci permet l'utilisation de composants standards qui sont déjà disponibles.Advantageously, said locking rocker takes the form of an anchor. Again, this allows the use of standard components that are already available.
Bien entendu, les deux aspects de l'invention peuvent être combinés dans un même mécanisme d'échappement.Of course, the two aspects of the invention can be combined in the same escape mechanism.
D'autres détails de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
-
Figure 1 est une vue isométrique d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme d'échappement selon l'invention ; -
Figure 2 est une vue isométrique coupée de l'empilement de roues du mode de réalisation de lafigure 1 ; -
Figure 3 est une vue isométrique partielle d'un deuxième mode de réalisation d'un mécanisme d'échappement selon l'invention.
-
Figure 1 is an isometric view of a first embodiment of an exhaust mechanism according to the invention; -
Figure 2 is a cut isometric view of the wheel stack of the embodiment of thefigure 1 ; -
Figure 3 is a partial isometric view of a second embodiment of an exhaust mechanism according to the invention.
La
Ce mécanisme 1 comporte une roue d'échappement 3 montée en pivotement autour d'un axe A1 et agencée pour entretenir en oscillation un oscillateur balancier 5 - spiral 7 agencé de telle sorte que ledit spiral 7 exerce un couple de rappel sur ledit balancier 5 de telle sorte à faire osciller ce dernier autour d'un point neutre, de manière connue.This
Dans le mode de réalisation illustré, la roue d'échappement 3 coopère avec une ancre 9 de type suisse montée en pivotement autour d'un axe A2. Cette roue d'échappement 3 est agencée pour être bloquée et libérée par l'ancre 9, ainsi que pour fournir des impulsions au balancier 5 de façon connue. Toutefois, un système à détente, un échappement Omega-Daniels ou tout autre type d'échappement connu de l'homme du métier peut être utilisé. Ce faisant, l'ensemble mécanisme d'échappement 1 - balancier 5 - spiral 7 forme un système réglant.In the illustrated embodiment, the
La roue d'échappement 3 est coaxiale à une roue de réarmage 11, qui comporte une pluralité de dents et est solidaire en rotation d'un pignon 13 qui sert d'entrée de force depuis la source motrice (non illustrée, typiquement un barillet logeant un ressort moteur de façon connue). Ce pignon 13 fait office de pignon d'échappement, et est relié cinématiquement à ladite source motrice par un rouage ad hoc (typiquement appelé « rouage de finissage »).The
La roue d'échappement 3 est solidaire en rotation d'une roue de commande 15, qui peut être décalée angulairement par rapport à la roue d'échappement 3. Dans le mode de réalisation illustrée, des vis de réglage 17 servent à rendre les deux roues 3, 15 solidaires en rotation, mais en les dévissant, l'horloger peut déplacer l'une de ces roues 3, 15 angulairement par rapport à l'autre pour des raisons qui apparaîtront plus clairement par la suite. Alternativement, les deux roues 3, 15 peuvent être montées à frottement gras l'une par rapport à l'autre, pour autant que ces dernières restent solidaires en rotation lors du fonctionnement normal de l'échappement 1. Tout type de liaison à friction connu entre les roues 3 et 15 peut être envisagé, dans la mesure où le couple de friction est dimensionné en conséquence.The
L'ensemble comportant la roue d'échappement 3 et la roue de commande 15 est monté libre en rotation par rapport à l'ensemble comportant la roue de réarmage 11 et le pignon 13. À cet effet, le pignon 13 est prolongé par un axe 13a qui s'étend au travers des roues 3, 15, et soutient cet ensemble entre des premiers paliers 18. L'ensemble comprenant les roues 3, 15 est monté libre en pivotement autour de cet axe 13a par le biais de deuxièmes paliers 19 qui entourent ce dernier.The assembly comprising the
La roue de réarmage 11 est liée à la roue d'échappement 3 par l'intermédiaire d'un élément de rappel 21, ici un ressort en spirale, qui est précontraint afin de fournir suffisamment de couple pour faire pivoter la roue d'échappement 3 et entretenir l'oscillateur 5, 7. À cet effet, l'extrémité intérieure de l'élément de rappel 21 est solidaire en rotation de l'axe 13a (qui est, pour rappel, solidaire en rotation de la roue de réarmage 11), tandis que son extrémité extérieure est fixée à un piton 3a solidaire de la roue d'échappement 3. Par conséquent, l'ensemble comportant les deux roues 3, 15 est relié cinématiquement à l'ensemble comportant la roue de réarmage 11 et le pignon 13 par l'intermédiaire de cet élément de rappel 21, qui assure que le couple dont est soumis à la roue d'échappement 3 reste substantiellement constant pour autant que l'élément de rappel 21 peut être rechargé par la source motrice.The
Dans la construction illustrée, la roue de commande 15 est interposée entre la roue d'échappement 3 et la roue de réarmage 11, et bien que la construction illustrée soit la plus simple à mettre en oeuvre, l'empilement des roues 3, 11, 15 le long de l'axe A1 peut être défini différemment. En effet, l'une ou l'autre des roues 3, 11 peut se trouver au milieu, et la roue de commande 15 se trouver d'un côté ou de l'autre. À cet effet, pour autant que l'ensemble des roues 3, 15 soit relié à l'ensemble de la roue de réarmage 11 et au pignon 13 par l'intermédiaire de l'élément de rappel 21, la liaison entre ces deux ensembles peut être agencée de façon ad hoc, selon les besoins du constructeur. Par exemple, l'une des extrémités de l'élément de rappel 21 peut être fixée à l'une ou l'autre des roues 3, 15, tandis que son autre extrémité peut être fixée à la roue 3 directement ou à l'axe 13a, selon la configuration choisie. Pour le surplus, l'élément de rappel 21 peut alternativement être intégré à l'une ou l'autre (ou même plusieurs) des roues 3, 11, 15 (en particulier la roue de réarmage 11 et/ou la roue de commande 15), en étant constitué par des éléments flexibles (tels que des lames flexibles) agencés de façon ad hoc.In the construction illustrated, the
Afin de maintenir la précontrainte de l'élément de rappel 21 dans le cas où la source motrice ne fournit plus assez de couple au pignon 13 pour remonter complètement l'élément de rappel 21, un plot 23 porté par l'ensemble roue d'échappement 3 - roue de commande 15 est prévu, ce plot 23 prenant place dans une fente 11a que comporte la roue de réarmage afin de limiter le déphasage angulaire entre les roues 3 et 11 ainsi que de conserver le pré-armage initial de l'élément de rappel 21. Bien entendu, d'autres agencements permettent de limiter l'écart angulaire entre les deux ensembles 11, 13 respectivement 3, 15 sont également possibles afin d'obtenir le même résultat, par exemple celui utilisé dans le document
Une bascule de blocage 25 est agencée pour bloquer et libérer la roue de réarmage 11 sous la commande de la roue de commande 15, qui pivote en fonction de la roue d'échappement 3. À cet effet, la bascule de blocage 25 est montée en pivotement autour d'un axe de rotation A3 (qui peut être un axe physique traditionnel ou un axe virtuel dans le cas où la bascule de blocage 25 est soutenue par un guidage flexible), qui est distinct de l'axe A2, de telle sorte qu'elle est agencée pour pivoter entre une première et une deuxième positions stables (positions extrêmes), et comporte deux paires de palettes 25a, 25b, situées sur deux niveaux différents afin de coopérer respectivement avec la roue de réarmage 11 et la roue de commande 15. Les palettes 25a, 25b peuvent prendre n'importe quelles formes ad hocs, et peuvent être venus de matière avec la bascule de blocage 25 ou être constituées par des éléments rapportés sur cette dernière. Dans le mode de réalisation non-limitatif illustré, elles prennent chacune une forme trapézoïdale conventionnelle (c'est-à-dire une section perpendiculaire à l'axe A3 qui est trapézoïdal), similaire à celle d'un échappement à ancre suisse. En d'autres mots, elles comprennent chacune des flancs droits liés par une face d'extrémité formant un plan d'impulsion oblique. Les palettes 25a du premier niveau présentent une longueur suffisante pour qu'un flanc droit de chaque palette puisse bloquer les dents de la roue de réarmage 11 lorsque la bascule de blocage 25 se trouve dans une position angulaire extrême correspondante, un flanc de l'une des palettes 25a se trouvant ainsi dans la trajectoire de cette dernière. Cependant, les palettes 25b sont plus courtes que les palettes 25a (c'est-à-dire qu'elles s'étendent moins loin depuis la bascule de blocage 25 que ces dernières), de telle sorte que seules leurs extrémités obliques peuvent pénétrer dans la trajectoire des dents de la roue de commande 15 lorsque la bascule d'arrêt 25 se trouve dans une position angulaire extrême respective. Comme c'est le cas pour les palettes d'une ancre, le flanc de chaque palette 25a, 25b, qui se trouve en amont (considéré par rapport au sens de rotation des roues 3, 11, 15), est plus court que celui qui se trouve en aval, de telle sorte que la face d'extrémité est configurée pour faire pivoter la bascule de blocage 25 lorsque les dents des roues 11, 15 coopèrent avec les flancs d'extrémités des palettes 25a, 25b.A locking
Le fonctionnement de l'échappement est par conséquent comme suit :The operation of the exhaust is therefore as follows:
Au repos, la roue d'échappement 3 est bloquée par un flanc de l'une des palettes 9a de l'ancre 9, et la roue de réarmage 11 est également bloquée par un flanc de l'une des palettes 25a du premier niveau.At rest, the
Lorsque l'ancre 9 laisse échapper une dent de la roue d'échappement 3 sous l'effet de la rotation du balancier, cette dernière est libre de pivoter sous l'effet de l'élément de rappel 21 jusqu'à ce que le flanc de l'autre palette 9a de l'ancre l'arrête, de façon connue. La roue de commande 15 étant solidaire en rotation de la roue d'échappement 3, elle pivote aussi.When the
Lors de ce pivotement, une dent de la roue de commande 15 entre en contact avec la face d'extrémité de la palette 25b qui est adjacente à la palette 25a qui est engagée avec une dent de la roue de réarmage 11. La coopération entre la dent de la roue de commande 15 et la face d'extrémité oblique de la palette 25b en question fait soulever la bascule de blocage 25, ce qui entraine le dégagement de la palette 25a de la dent de la roue de réarmage 11 et le pivotement de cette dernière sous l'effet du ressort moteur.During this pivoting, a tooth of the
Une coopération entre la dent de la roue de réarmage 11, qui vient d'être libérée, et la face d'extrémité oblique de la palette 25a contribue à accélérer le pivotement de la bascule de blocage 25, et le flanc de l'autre palette 25a du premier niveau bloque la rotation de la roue de réarmage 11.Cooperation between the tooth of the
En réglant la position angulaire de la roue de commande 15 par rapport à la roue d'échappement 3, l'horloger peut déterminer le moment dans le cycle auquel la bascule de blocage 25 est pivotée afin d'optimiser les performances du mécanisme d'échappement 1, en optimisant le laps de temps entre la libération de la roue d'échappement 3 et celle de la roue de réarmage 11. Puisque la roue de commande 15 est solidaire en rotation de la roue d'échappement 3, les libérations de la roue de réarmage 11 se font toujours en fonction des rotations de la roue d'échappement 3, même si ce sont les dents de la roue de commande 15 qui commandent le pivotement de la bascule de blocage 25.By adjusting the angular position of the
Afin de lisser le fonctionnement de la bascule de blocage 25, cette dernière prend la forme d'une ancre, dont la baguette 25c porte une fourchette 25d qui coopère avec une cheville (non visible) d'un plateau 27 d'un type qui est bien connu dans le contexte d'un balancier, pivoté entre des paliers standards 28. Ce dernier agit comme volant d'inertie et permet d'augmenter l'inertie effective de la bascule de blocage 25 et de lisser ses mouvements, ce qui améliore le fonctionnement de l'échappement 1 par rapport à ceux des documents
Cependant, il est également possible d'utiliser un simple levier pour la bascule de blocage 25, comme c'est le cas dans les documents
La
Dans une variante non illustrée, il est également possible que les axes A2 et A3 soient confondus, de telle sorte que l'ancre 9 et la bascule de blocage 25 soient coaxiales et superposées.In a variant not illustrated, it is also possible for the axes A2 and A3 to coincide, such that the
On notera que, dans les modes de réalisation illustrés, les trois roues 3, 11, 15 peuvent être substantiellement identiques, ou au moins présenter des formes de dentures substantiellement identiques. Pour le surplus, l'ancre 9 et la bascule de blocage 25 peuvent également être identiques, à l'exception d'une pièce rapportée ou épaissie pour porter l'une des paires de palettes 25a, 25b. Encore davantage, les palettes 9a, 25a, 25b peuvent être de forme classique et identique, à l'exception de la longueur des palettes 25b. Le nombre de différentes pièces à fabriquer peut ainsi être minimisé. La forme de la denture de la roue de commande 15 et/ou la roue de réarmage 11 peut être choisie à volonté, et ne doit pas forcément être conventionnelle. De plus, la roue de réarmage 11 et/ou la roue de commande 15 peut être constituée par n'importe quel type d'élément adéquat à produire le fonctionnement décrit, comme par exemple une roue à denture de chant, une roue dans laquelle les dents sont constitués par des goupilles, des doigts ou similaires, « dents » étant donc à comprendre dans le sens large pour englober l'ensemble des variations moins communes connues à l'homme du métier. Les roues 11, 15, ou les roues 3, 15, peuvent également être venus de matière l'une de l'autre, la liaison entre les deux étant par le biais d'éléments flexibles, tels que des lames flexibles. Dans le cas où les roues 11, 15 sont venues de matière, les éléments flexibles les reliant peuvent également servir d'élément de rappel 21.It will be noted that, in the illustrated embodiments, the three
Pour le surplus, en réduisant le nombre de dents de la roue de réarmage 11 et en en retirant une sur deux de la roue de commande 15, ou deux sur trois, trois sur quatre, quatre sur cinq etc. par rapport aux dents de la roue d'échappement 3, le nombre d'alternances du balancier entre chaque réarmage de l'élément de rappel 21 peut être augmenté, de la façon similaire à un remontoir d'égalité.For the rest, by reducing the number of teeth of the
En ce qui concerne les matériaux, toute la gamme de matériaux de l'horlogerie contemporaine peut être envisagée (métaux, non-métaux tels que le silicium, composés de silicium, diamant synthétique, saphir, verres structurables, céramiques, verre-céramiques, verres métalliques, polymères, composites, matériaux susceptibles de fabrication additive etc.), et il est à noter que les palettes 9a, 25a, 25b peuvent non seulement être des pièces distinctes rapportées sur l'ancre 9, respectivement la bascule 25, mais peuvent être venues de matière avec ces dernières.Regarding materials, the entire range of materials in contemporary watchmaking can be considered (metals, non-metals such as silicon, silicon compounds, synthetic diamond, sapphire, structurable glasses, ceramics, glass-ceramics, glasses metallic, polymers, composites, materials capable of additive manufacturing, etc.), and it should be noted that the
Le mécanisme d'échappement 1 selon l'invention est également compatible avec un balancier incliné et est susceptible d'être intégré dans un mécanisme de tourbillon, que ce soit de type mono-, bi- ou triaxial, mais également dans un mécanisme de carrousel.The
La présente description a été donnée à titre d'illustration non limitative de l'invention. L'homme du métier pourra apporter des compléments à sa portée, sans toutefois sortir du cadre de l'invention défini par les revendications.The present description has been given by way of non-limiting illustration of the invention. Those skilled in the art will be able to make additions within their scope, without however departing from the scope of the invention defined by the claims.
Claims (15)
Priority Applications (2)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PUAI | Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase |
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