WO2020152578A1 - Mouvement de piece d'horlogerie - Google Patents
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Definitions
- Such a device for stopping an oscillator may be necessary to stop the oscillation of the balance of a mechanical watch in order to set the second hand to the time by positioning it at 12 o'clock. , from the watch control rod, in order to restart the movement at a precise moment, indicated for example by a time signal.
- This solution has the drawback of necessarily requiring an additional component, which is the core.
- this construction lack of compactness because it requires a certain height in order to be able to position the heart on the balance axis as well as a large hammer which must pass under the oscillator to be able to reach the heart.
- the balance is provided with a rim, said rim constituting the locking element, the elastic member possibly being an elastic leaf system or a spiral spring.
- the balance 3 is stopped in a certain manner always in the same ideal predetermined angular position making it possible to guarantee an immediate and precise restart at its stable amplitude.
- this angular stop position of the oscillator is unique.
- the stop protrusion has two sides and therefore two stop walls at the predefined positioning, there are then only two possible angular stop positions of the oscillator, preferably symmetrical with respect to the line of centers, ensuring, at each stop of the oscillator, a precise and immediate restart of the oscillator at its stable amplitude.
- the cutout 10, 12 has an angle preventing the exit of the stopper 14 from the cutout 10, 12 when it is in its final active position.
- the operation of the stop device used in the present invention is as follows:
- the stop protrusion 8 on the rim 4 of the oscillator 1 rotating around its axis meets the stop element 14, the latter presses with its beak 14a on the side 8b, 8c of the protuberance of stop 8 with which it came into contact.
- the force F of the stopper 14 exerted on the stopper protrusion 8 is shown by its line of action perpendicular to the surface of the side 8c of the stopper protrusion 8, and d is the distance from the axis of rotation of oscillator 1 to the normal of F.
- the moment M exerted by the stop element 14 on the oscillator is equal to F x d.
- the stop wall 4b of the cutout 12 has been positioned to form the angle a as defined above , so that the only possible stop position of the balance 3 corresponds with certainty to its static amplitude onnary predetermined as a function of the elastic member 2 and at non-zero potential energy, making it possible to guarantee, at each stop of the balance, a time to resume running at its stationary speed as short as possible and precise.
- the oscillator may have a physical axis, the elastic member then being a spiral spring mounted on this physical axis.
- the amplitude of the balance and the dimensions of the stop protrusion can be adapted accordingly, the condition of the positioning of the stop wall according to the angle a being respected.
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Abstract
L'invention concerne un mouvement de pièce d'horlogerie comprenant un oscillateur mécanique (1) comprenant un balancier (3) muni d'une serge (4) et un organe élastique (2), et un dispositif d'arrêt dudit oscillateur comprenant un élément d'arrêt (14) et un organe d'actionnement (16) dudit élément d'arrêt (14). La serge (4) comprend, sur son bord périphérique, une protubérance d'arrêt (8) terminée par au moins une découpe (10, 12) dans la serge (4) faisant apparaitre au moins une paroi d'arrêt (4a, 4b) formant butée et positionnée de manière à former avec la ligne des centres (L) un angle α sensiblement égal à l'amplitude stationnaire. En outre, l'élément d'arrêt (14) est agencé pour évoluer entre une position inactive sans contact avec la serge (4), une position active initiale dans laquelle, après activation par l'organe d'actionnement (16), il est apte à venir au contact de la protubérance d'arrêt (8), et une position active finale dans laquelle il bute contre la paroi d'arrêt (4a, 4b) de la serge (4) et arête le balancier (3). La protubérance d'arrêt (8) présente une géométrie choisie pour que la force (F) résultant de l'action de l'élément d'arrêt (14) sur la protubérance d'arrêt (8) soit telle que le moment exercé par l'élément d'arrêt (14) sur l'oscillateur (1), depuis la position active initiale de l'élément d'arrêt (14) en contact avec la protubérance d'arrêt (8) jusqu'à la position active finale de l'élément d'arrêt (14), est non nul et de signe constant de manière à ramener et à maintenir la serge (4) en butée contre l'élément d'arrêt (14).
Description
Mouvement de pièce d’horlogerie
La présente invention concerne un mouvement de pièce d’horlogerie comprenant un oscillateur mécanique comprenant un balancier et un organe élastique, et un dispositif d’arrêt dudit oscillateur comprenant un élément d’arrêt et un organe d’actionnement dudit élément d’arrêt.
Un tel dispositif d'arrêt d’un oscillateur, parfois appelé "stop-balancier", peut être nécessaire pour arrêter l'oscillation du balancier d'une montre mécanique pour mettre à l'heure l'aiguille de seconde en la positionnant à 12h, à partir de la tige de commande de la montre, afin de redémarrer le mouvement à un instant précis, indiqué par exemple par un top horaire.
Un dispositif d'arrêt d’un oscillateur peut être également nécessaire pour arrêter l'oscillation d’un balancier dédié à un chronographe. Un tel balancier ne se met en mouvement que lorsqu’un chronométrage est réalisé et doit être arrêté une fois la mesure réalisée.
Les dispositifs d'arrêt de balancier traditionnellement utilisés comprennent un levier d’arrêt commandé par la position de mise à l’heure de la tige ou par une pression sur un poussoir STOP pour venir en appui contre la serge ou contre l’axe du balancier afin de le stopper. Une autre solution, telle que décrite dans le brevet US 2,212,535 propose d’utiliser plusieurs vis de balancier reparties sur la serge et dirigées vers l’extérieur comme des butées agencées pour coopérer avec une goupille prévue à l’extrémité d’un levier d’arrêt lorsque ledit levier d’arrêt est actionné.
L’inconvénient de tels dispositifs est que la position angulaire d’arrêt de l’oscillateur par le levier d’arrêt est aléatoire. Il y a notamment un risque à ce que le balancier soit arrêté alors que l’organe élastique présente une énergie potentielle nulle, de sorte que le balancier ne pourra pas redémarrer. Si le balancier est arrêté alors que l’organe élastique présente une énergie potentielle non nulle, cette énergie sera différente en fonction de la position angulaire du balancier lors de son
arrêt. De ce fait, l’amplitude du balancier lors de son redémarrage va varier de sorte que la reprise de marche ne sera pas précise.
Une solution a été proposée par le brevet US 3,733,805 qui consiste à prévoir sur le pourtour de la serge du balancier, au moins une portion dentelée constituée d’une série d’indentations concaves alternant avec des protubérances convexes, ladite portion dentelée étant positionnée sur la serge pour que le balancier soit stoppé dans une position angulaire différente de la position neutre dans laquelle il est ramené par le spiral. Chaque portion dentelée s’étend sur un secteur angulaire de 30° à 90°, les indentations et les protubérances étant arrondies de sorte que lorsqu’un fil ressort flexible monté à l’extrémité d’un levier coopère avec ladite portion dentelée pour arrêter le balancier, ledit fil ressort passe au-dessus de plusieurs protubérances avant l’arrêt du balancier. Ainsi les contraintes dues à un arrêt brusque sont évitées. Toutefois, même si cette solution permet de ne pas arrêter le balancier dans la position dans laquelle l’organe élastique présente une énergie potentielle nulle du fait du positionnement de la portion dentelée, la position angulaire d’arrêt du balancier par le fil ressort est aléatoire, le fil ressort passant au- dessus d’un nombre aléatoire de protubérances avant l’arrêt du balancier. L’amplitude du balancier lors de son redémarrage va varier, entraînant une imprécision lors de la reprise de marche, ce qui n’est pas acceptable notamment lorsque le balancier est dédié à un chronographe, censé donner une mesure du temps avec une grande précision.
Une autre solution a été proposée par la demande EP 2 221 678 qui consiste à prévoir une came en forme de cœur solidaire d’un axe d’un balancier associé à un ressort-spiral et un levier sous la forme d’un marteau, qui lorsqu’il est actionné, vient prendre appui sur le cœur pour bloquer le balancier. Le cœur est positionné de manière à amener le balancier à s'arrêter dans une position angulaire déterminée pour laquelle le ressort-spiral présente une énergie potentielle non nulle.
Cette solution présente l’inconvénient de nécessiter obligatoirement un composant supplémentaire que constitue le cœur. En outre, cette construction
manque de compacité car elle nécessite une certaine hauteur afin de pouvoir positionner le cœur sur l’axe du balancier ainsi qu’un grand marteau qui doit passer sous l’oscillateur pour pouvoir atteindre le cœur.
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif d’arrêt d’un oscillateur permettant d’arrêter l’oscillateur dans une position angulaire prédéterminée pour garantir une reprise de marche rapide et précise.
La présente invention vise également à proposer un dispositif d’arrêt d’un oscillateur permettant d’arrêter ledit oscillateur dans une position à énergie potentielle non nulle autorisant un auto-démarrage immédiat.
A cet effet, la présente invention concerne un mouvement de pièce d’horlogerie comprenant un oscillateur mécanique comprenant un balancier et un organe élastique, et un dispositif d’arrêt dudit oscillateur comprenant un élément d’arrêt et un organe d’actionnement dudit élément d’arrêt.
Selon l’invention, le dispositif d’arrêt comprend un élément de blocage solidaire en rotation du balancier et présentant, sur son bord périphérique, une protubérance d’arrêt terminée par au moins une découpe dans ledit élément de blocage faisant apparaître au moins une paroi d’arrêt formant butée et positionnée de manière à former avec la ligne des centres un angle a sensiblement égal à l’amplitude stationnaire. En outre, l’élément d’arrêt est agencé pour évoluer entre une position inactive sans contact avec l’élément de blocage, une position active initiale dans laquelle, après activation par l’organe d’actionnement, il est apte à venir au contact de la protubérance d’arrêt, une position active intermédiaire dans laquelle il glisse sur la protubérance d’arrêt et une position active finale dans laquelle, engagé dans la découpe, il bute contre la paroi d’arrêt de l’élément de blocage et arrête le balancier. De plus, la protubérance d’arrêt présente une géométrie choisie pour que la force résultant de l'action de l'élément d'arrêt sur la protubérance d’arrêt soit telle que le moment exercé par l’élément d’arrêt sur l’élément de blocage, depuis la position active initiale de l’élément d’arrêt en contact avec la protubérance d’arrêt jusqu’à la position active finale de l’élément d’arrêt, est
non nul et de signe constant de manière à ramener et à maintenir l’élément de blocage en butée contre l’élément d’arrêt.
Ainsi le dispositif d’arrêt de l’oscillateur permet de garantir l’arrêt de l’oscillateur toujours dans la même position angulaire idéale prédéterminée, à énergie potentielle non nulle, et de garantir, à chaque arrêt, un redémarrage précis et immédiat à son régime stationnaire, avec une amplitude stabilisée.
L’amplitude stationnaire est comprise entre 10° et 160°, de préférence entre 20° et 45°, l’angle a étant égal à l’amplitude stationnaire ± 10%.
Selon un premier mode de réalisation, le balancier est muni d’une serge, ladite serge constituant l’élément de blocage, l’organe élastique pouvant être un système à lames élastiques ou un ressort spiral.
Selon un deuxième mode de réalisation, le mouvement comporte un mécanisme d’échappement comprenant un plateau solidaire du balancier, ledit plateau constituant l’élément de blocage, l’organe élastique étant un ressort spiral.
D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de différents modes de réalisation de l’invention, donnés à titre d’exemples non limitatifs, et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels :
- les figures 1 à 4 montrent un oscillateur et un dispositif d’arrêt selon un premier mode de réalisation de l’invention, l’élément d’arrêt étant respectivement en position inactive, en position active initiale, en position active intermédiaire, et en position active finale ; et
- la figure 5 montre un oscillateur et un élément de blocage d’un dispositif d’arrêt selon un second mode de réalisation de l’invention.
En référence aux figures 1 à 4, il est représenté un premier mode de réalisation de l’invention, selon lequel l’oscillateur mécanique 1 d’un mouvement horloger comprend un balancier 3 muni d’une serge 4, de forme générale circulaire, ladite serge constituant l’élément de blocage solidaire en rotation du balancier. De plus, selon une première variante, ledit oscillateur mécanique 1 est un oscillateur à
pivot flexible 1 comprenant comme organe élastique de rappel un système à lames élastiques, et conçu pour pivoter sans axe de rotation physique autour d’un axe de rotation virtuel.
L’oscillateur mécanique à pivot flexible 1 comprend une partie de fixation 2 et une partie mobile qui entoure la partie de fixation 2, qui, en fonctionnement, oscille par rapport à la partie de fixation 2 et joue ainsi le rôle du balancier 3. La partie de fixation 2 sert à monter l’oscillateur 1 sur un support tel qu’une platine ou un organe de l’échappement, par exemple une ancre, d’un mouvement horloger. La partie de fixation 2 et le balancier 3 sont reliés par des lames élastiques 5, 6 de même longueur qui se croisent sans contact en s’étendant dans deux plans parallèles différents. En vue plane de dessus, ces lames élastiques 5, 6 se croisent en un point P qui constitue le centre de rotation du balancier 3 par rapport à la partie de fixation 2. La droite passant par le point P et perpendiculaire au plan de l’oscillateur 1 (plan de la figure 1 ) constitue l’axe de rotation du balancier 3 par rapport à la partie de fixation 2, et donc l’axe de rotation de l’élément de blocage. Les lames élastiques 5, 6 exercent sur le balancier 3, par rapport à la partie de fixation 2, un couple de rappel à l’instar du spiral d’un oscillateur balancier-spiral. L’oscillateur 1 est associé à un échappement (non représenté) qui peut être de type classique tel qu’un échappement à ancre suisse ou de tout autre type.
Un tel oscillateur peut être fabriqué de manière monolithique, par exemple en silicium ou dans tout autre matériau approprié selon la technique de gravure ionique réactive profonde dite « DRIE » (Deep Reactive Ion Etching), en nickel, alliage de nickel ou tout autre matériau approprié selon la technique LIGA (lithographie, galvanoplastie, moulage), en acier, cuivre-béryllium, maillechort ou autre alliage métallique par fraisage ou par électroérosion, ou en verre métallique par moulage.
Un tel oscillateur mécanique à pivot flexible 1 est décrit dans la demande WO 2017/055983 et ne nécessite pas ici de description plus détaillée.
Il est également prévu un dispositif d’arrêt de l’oscillateur, comprenant un élément d’arrêt 14 ainsi qu’un organe d’actionnement 16 manuel dudit élément d’arrêt 14 agencé pour commander ledit élément d’arrêt 14.
Conformément à l’invention, ledit dispositif d’arrêt comprend un élément de blocage solidaire en rotation du balancier 3, constitué ici par la serge 4, qui comprend, sur son bord périphérique externe, une seule et unique protubérance d’arrêt 8 terminée par au moins une découpe 10 ou 12 dans l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 faisant apparaître au moins une paroi d’arrêt 4a ou 4b formant butée.
La protubérance d’arrêt 8 présente un profil (forme vue de face) comprenant un sommet 8a tourné vers l’extérieur de l’élément de blocage et au moins un côté 8b ou 8c s’étendant du sommet 8a, ledit côté 8b ou 8c étant terminé par la découpe 10 ou 12 dans l’élément de blocage, constitué ici par la serge 4, faisant apparaître au moins une paroi d’arrêt 4a ou 4b.
Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, la protubérance d’arrêt 8 présente un profil (forme vue de face) comprenant un sommet 8a (unique) tourné vers l’extérieur de la serge 4 et deux côtés 8b, 8c s’étendant de part et d’autre du sommet 8a, chaque côté 8b, 8c étant terminé respectivement par la découpe 10, 12 dans l’élément de blocage constitué ici par la serge 4, ladite découpe 10, 12 faisant apparaître respectivement, face audit côté correspondant 8b, 8c, la paroi d’arrêt 4a, 4b agencée pour former une butée, comme cela sera décrit ci-après.
Ainsi, pour une serge dont le bord périphérique externe présente un rayon R, le sommet 8a de la protubérance d’arrêt 8 présente un rayon de préférence égal à R et les côtés 8b, 8c de la protubérance d’arrêt 8, au niveau de la découpe 10, 12 présentent un rayon inférieur à R.
De préférence, la protubérance d’arrêt 8 est réalisée de manière monolithique avec le reste de la serge 4.
Il est bien évident que dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, la protubérance d’arrêt 8 peut être configurée de manière à présenter
un profil ne comprenant qu’un seul côté 8b ou 8c s’étendant depuis le sommet 8a et qu’une seule découpe correspondante 10 ou 12 dans la serge faisant apparaître, face audit côté 8b ou 8c, une seule paroi d’arrêt 4a ou 4b correspondante formant butée. Le sommet 8a est alors positionné entre la ligne des centres et la paroi d’arrêt.
D’une manière avantageuse, la paroi d’arrêt 4a, 4b est positionnée sur l’élément de blocage de manière à former, entre la ligne des centres L (ligne reliant les centres du balancier et de l'ancre) et la droite passant par le sommet extérieur de la paroi d’arrêt 4a, 4b et l’axe de rotation de l’élément de blocage, un angle a sensiblement égal à l’amplitude stationnaire prédéfinie de l’oscillateur. Dans la présente description, l’amplitude stationnaire est définie comme l’angle correspondant à l’amplitude prédéterminée permettant une reprise de marche de l’oscillateur à son régime stationnaire de manière immédiate.
L’amplitude stationnaire est avantageusement comprise entre 10° et 160°, de préférence entre 15° et 100°, plus préférentiellement entre 20° et 45°, en particulier lorsque l’oscillateur est à pivot flexible, et plus préférentiellement entre 25° et 30°, l’angle a étant égal à l’amplitude stationnaire ± 10%. L’amplitude stationnaire est inférieure ou égale à l’amplitude maximale de l’oscillateur, qui est de préférence inférieure à 180°, de préférence inférieure ou égale à 1 10°, plus préférentiellement inférieure ou égale à 50° et plus préférentiellement inférieure ou égale à 30°.
De plus, conformément à l’invention, l’élément d’arrêt 14 est agencé pour évoluer entre une position inactive sans contact avec l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 comme représenté sur la figure 1 , une position active initiale dans laquelle, commandé par l’organe d’actionnement 16, il est apte à venir au contact de la protubérance d’arrêt 8, comme représenté sur la figure 2, une position active intermédiaire dans laquelle il glisse sur l’un des côtés 8b, 8c de la protubérance d’arrêt 8, comme représenté sur la figure 3, et une position active finale dans laquelle, engagé dans la découpe 10 ou 12, il est en appui et bute contre l’une des
parois d’arrêt 4a, 4b de l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 et arrête le balancier 3, comme représenté sur la figure 4. A cet effet, l’élément d’arrêt 14 est un levier d’arrêt monté pivotant en A sur le bâti du mouvement afin de pouvoir évoluer entre sa position inactive et sa position active finale une fois actionné par l’organe d’actionnement 16. Le levier d’arrêt peut être pivoté au moyen d’un axe physique ou grâce à un pivotement flexible. Un ressort (non représenté) peut être prévu pour maintenir l’élément d’arrêt 14 contre l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 lorsqu’il est en position active, et plus particulièrement lorsqu’il est en position active finale. Ce ressort peut être monolithique au levier d’arrêt 14, et monostable ou bistable.
L’élément d’arrêt 14 est positionné sur le bâti du mouvement à l’extérieur du balancier 3, et sensiblement dans un même plan. Il présente avantageusement à son extrémité en direction de l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 un bec 14a agencé pour pouvoir être au contact de la protubérance d’arrêt 8, glisser sur l’un des côtés 8b, 8c de la protubérance d’arrêt 8 et pour venir s’engager dans la découpe 10 ou 12 et buter contre la paroi d’arrêt 4a ou 4b, lorsque l’élément d’arrêt 14 évolue entre sa position active initiale et sa position active finale.
D’une manière avantageuse, le bec 14a de l’élément d’arrêt 14 peut comprendre un galet roulant 18 afin de réduire les frottements entre les côtés 8b, 8c de la protubérance d’arrêt 8 et le bec 14a de l’élément d’arrêt 14.
Dans le cas d’un dispositif d’arrêt du type stop-balancier d’un mouvement standard, l’organe d’actionnement 16 de l’élément d’arrêt 8 est relié à une tige de mise à l’heure.
Dans le cas où le mouvement comprend un mécanisme de chronographe et que le dispositif d'arrêt est prévu pour arrêter l'oscillation du balancier dédié au chronographe, l’organe d’actionnement 16 de l’élément d’arrêt 14 est relié à une roue à colonne du mécanisme de chronographe qui détermine au moins la position « STOP » du chronographe.
L’organe d’actionnement 16 peut être un poussoir, un levier, un ressort monostable ou bistable, ou tout autre moyen d’actionnement approprié.
Il est possible de prévoir des butées de sécurité (non représentées) disposées sur le bâti du mouvement pour limiter le déplacement de l’élément d’arrêt 14, éviter une pression trop forte sur l’oscillateur, et limiter les rebonds.
Conformément à l’invention, la protubérance d’arrêt 8 présente une géométrie choisie pour que la force F résultant de l'action de l'élément d'arrêt 14 sur la protubérance d’arrêt 8 soit telle que le moment exercé par l’élément d’arrêt 14 sur l’élément de blocage, depuis la position active initiale de l’élément d’arrêt 14 en contact avec la protubérance d’arrêt 8 jusqu’à la position active finale de l’élément d’arrêt 14, est non nul et de signe constant de manière à ramener et à maintenir l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 en butée contre l’élément d’arrêt 14.
Lorsque le profil de la protubérance d’arrêt 8 ne comprend qu’un côté sur lequel l’élément d’arrêt 14 vient en appui, c’est ledit côté qui présente la géométrie définie selon l’invention.
Lorsque le profil de la protubérance d’arrêt comprend deux côtés sur l’un desquels l’élément d’arrêt 14 peut venir en appui comme représenté ici, les côtés 8b, 8c de la protubérance d’arrêt 8 présentent chacun une géométrie choisie pour que la force F (cf. Figure 3) résultant de l'action de l'élément d'arrêt 14 en appui sur l’un des côtés 8b ou 8c de la protubérance d’arrêt 8 soit telle que le moment de ladite force F exercé par l’élément d’arrêt 14 sur l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 en rotation autour de son axe, depuis la position active initiale de l’élément d’arrêt 14 en contact avec ledit côté 8b ou 8c de la protubérance d’arrêt 8 jusqu’à la position active finale de l’élément d’arrêt 14 en butée contre la paroi d’arrêt 4a ou 4b correspondante qui fait face au même côté 8b ou 8c de la protubérance d’arrêt 8 sur lequel l’élément d’arrêt 14 est venu en appui, est non nul et de signe constant de manière à ramener et à maintenir ladite paroi d’arrêt 4a ou 4b de la serge 4 en butée contre l’élément d’arrêt 14.
L’homme du métier sait déterminer la géométrie appropriée à donner aux côtés 8b et 8c de la protubérance d’arrêt 8 selon la définition donnée ci-dessus, à la manière du calcul du profil d’un cœur associé à un marteau utilisé généralement dans un mécanisme de chronographe.
On peut tout de même préciser que les côtés 8b et 8c de la protubérance d’arrêt 8 sont configurés pour que la force F exercée par l’élément d’arrêt 14 sur l’élément de blocage solidaire en rotation de l’oscillateur 1 ne passe pas par l’axe de rotation de l’élément de blocage de sorte que le moment de la force F qui s’exerce sur l’élément de blocage n’est jamais nul, et permet de vaincre la force de rappel de l’organe élastique 2 afin de maintenir le balancier, solidaire de l’élément de blocage, en position d’arrêt. Cela permet de garantir que le balancier, une fois en contact avec l’élément d’arrêt 14, a toujours une position angulaire pour laquelle l’organe élastique 2 présente une énergie potentielle non nulle, et que ledit balancier 3 s’arrêtera uniquement lorsqu’il arrivera en butée contre la paroi d’arrêt, l’élément d’arrêt étant alors dans sa position active finale, et de garantir un auto-démarrage.
De plus, le moment de la force F exercée par l’élément d’arrêt 14 sur l’élément de blocage en rotation est de signe constant horaire ou antihoraire de manière à obtenir la rotation du balancier 3 dans le sens nécessaire pour amener la paroi d’arrêt 4a ou 4b qui se situe du même côté que le côté 8b ou 8c de la protubérance d’arrêt 8 sur lequel l’élément d’arrêt 14 est venu en appui, en butée sur ledit élément d’arrêt 14, quel que soit le sens de rotation du balancier 3.
Les côtés 8b et 8c de la protubérance d’arrêt 8 sont configurés de sorte que le profil de la protubérance d’arrêt 8 présente de préférence un axe de symétrie.
D’une manière particulièrement avantageuse, les côtés 8b et 8c de la protubérance d’arrêt 8 sont configurés de sorte que le profil de la protubérance d’arrêt 8 présente la forme d’une pointe de cœur, par exemple la forme d’une spirale logarithmique.
Ainsi, le moment de la force F exercé par l’élément d’arrêt 14 sur l’élément de blocage en rotation autour de son axe est constant.
De préférence, la protubérance d’arrêt 8 est positionnée sur l’élément de blocage constitué ici par la serge 4 de sorte que son axe de symétrie, et donc son sommet 8a, passe par la ligne des centres (ligne reliant les centres du balancier et de l'ancre).
Ainsi, le dispositif d’arrêt permet de bloquer le balancier indépendamment de l’alternance, évitant tout blocage avec l’échappement.
La longueur du côté ou des côtés 8b et 8c de la protubérance d’arrêt 8 est donc déterminée en fonction du positionnement du sommet 8a de la protubérance d’arrêt 8 sur l’élément de blocage pour que la paroi d’arrêt 4a, 4b soit positionnée selon l’angle a tel que défini ci-dessus.
Ainsi, le balancier 3 est arrêté de manière certaine toujours dans la même position angulaire prédéterminée idéale permettant de garantir un redémarrage immédiat et précis à son amplitude stable. Lorsque la protubérance d’arrêt ne présente qu’un seul côté et donc une seule paroi d’arrêt, cette position angulaire d’arrêt de l’oscillateur est unique. Lorsque la protubérance d’arrêt présente deux côtés et donc deux parois d’arrêt au positionnement prédéfini, il y a alors seulement deux positions angulaires d’arrêt possibles de l’oscillateur, de préférence symétriques par rapport à la ligne des centres, garantissant, à chaque arrêt de l’oscillateur, un redémarrage précis et immédiat de l’oscillateur à son amplitude stable.
De préférence, la découpe 10, 12 présente un angle empêchant la sortie de l’élément d’arrêt 14 de la découpe 10, 12 lorsqu’il est dans sa position active finale.
Le fonctionnement du dispositif d’arrêt utilisé dans la présente invention est le suivant :
En fonctionnement normal, l’élément d’arrêt 14 est dans sa position inactive, sans contact avec le balancier 3, comme représenté sur la figure 1 .
Lorsque le balancier doit être arrêté, l’utilisateur commande l’organe d’actionnement 16 afin d’actionner l’élément d’arrêt 14 et le faire basculer pour qu’il
se positionne dans sa position active initiale, dans laquelle il pourra venir au contact de la protubérance d’arrêt 8, comme représenté sur la figure 2.
Lorsque la protubérance d’arrêt 8 sur la serge 4 de l’oscillateur 1 en rotation autour de son axe rencontre l’élément d’arrêt 14, celui-ci appuie par son bec 14a sur le côté 8b, 8c de la protubérance d’arrêt 8 avec lequel il est entré en contact. En référence à la figure 3, la force F de l’élément d’arrêt 14 exercée sur la protubérance d’arrêt 8 est représentée par sa ligne d’action perpendiculaire à la surface du côté 8c de la protubérance d’arrêt 8, et d est la distance de l’axe de rotation de l’oscillateur 1 à la normale de F. Le moment M exercé par l’élément d’arrêt 14 sur l’oscillateur est égal à F x d. La forme particulière en pointe de cœur de la protubérance d’arrêt 8 permet d’avoir un moment M non nul et de signe constant, ici un moment négatif entraînant une rotation de la serge dans le sens horaire A, et cela quel que soit le sens d’oscillation du balancier 3. La force exercée sur le côté 8c de la protubérance d’arrêt 8 par l’élément d’arrêt 14 permet de faire tourner le balancier 3 dans le sens horaire de manière à ramener la paroi d’arrêt 4b de la serge 4 associée au côté 8c de la protubérance d’arrêt 8 en butée contre ledit élément d’arrêt 14. Celui-ci se trouve alors dans sa position active finale telle que représentée sur la figure 4, dans laquelle le balancier 3 est arrêté, bloqué du fait de la paroi d’arrêt 4b maintenue en butée contre l’élément d’arrêt 14. La paroi d’arrêt 4b de la découpe 12 a été positionnée pour former l’angle a tel que défini ci-dessus, de sorte que la seule position d’arrêt possible du balancier 3 correspond de manière certaine à son amplitude stationnaire prédéterminée en fonction de l’organe élastique 2 et à énergie potentielle non nulle, permettant de garantir, à chaque arrêt du balancier, un temps de reprise de marche à son régime stationnaire le plus court possible et précis.
De manière similaire, un appui de l’élément d’arrêt sur le côté 8b de la protubérance d’arrêt 8 génère un moment positif entraînant une rotation de la serge dans le sens antihoraire, et cela quel que soit le sens d’oscillation du balancier 3,
de manière à ramener et à maintenir la paroi d’arrêt 4a de la serge 4 associée au côté 8b de la protubérance d’arrêt 8 en butée contre l’élément d’arrêt 14.
Ainsi le dispositif d’arrêt utilisé dans la présente invention permet d’arrêter l’oscillateur dans une position angulaire déterminée pour garantir un bon isochronisme lors de son démarrage. Il retrouvera ainsi très rapidement son amplitude stabilisée. Il présente également les avantages de nécessiter un faible encombrement en hauteur, l’élément d’arrêt étant sensiblement dans le même plan que le balancier, et de pouvoir être utilisé avec un oscillateur sans axe physique.
Dans une autre variante non représenté du premier mode de réalisation, l’oscillateur peut avoir un axe physique, l’organe élastique étant alors un ressort- spiral monté sur cet axe physique. L’amplitude du balancier et les dimensions de la protubérance d’arrêt peuvent être adaptées en conséquence, la condition du positionnement de la paroi d’arrêt selon l’angle a étant respectée.
En référence à la figure 5, il est représenté un second mode de réalisation de l’invention, selon lequel l’oscillateur mécanique 21 d’un mouvement horloger comprend un balancier 23 muni d’une serge 24 de forme générale circulaire continue ou discontinue et d’un organe élastique 22 sous la forme d’un ressort spiral. L’oscillateur 21 coopère avec un mécanisme d’échappement comprenant un plateau 25, et plus particulièrement un double-plateau de forme générale circulaire. Le double-plateau 25 est solidaire de l’axe du balancier 23 de manière à être solidaire en rotation selon l’axe de rotation du balancier 23. Il porte la cheville 26. Un tel double-plateau est connu de l’homme du métier et ne nécessite pas de description plus détaillée.
Dans ce second mode de réalisation, le plateau 25 constitue l’élément de blocage solidaire en rotation du balancier 23 et comprenant sur son bord périphérique externe, une seule et unique protubérance d’arrêt 28 terminée par au moins une découpe 30 ou 32 dans l’élément de blocage constitué ici par le plateau 25 faisant apparaître au moins une paroi d’arrêt 25a ou 25b formant butée.
La protubérance d’arrêt 28 présente un profil (forme vue de face) comprenant un sommet 28a tourné vers l’extérieur de l’élément de blocage et au moins un côté 28b ou 28c s’étendant du sommet 8a, ledit côté 28b ou 28c étant terminé par la découpe 30 ou 32 dans l’élément de blocage, constitué ici par le plateau 25, faisant apparaître au moins une paroi d’arrêt 25a ou 25b.
Dans un mode de réalisation préféré de l’invention, la protubérance d’arrêt 28 présente un profil (forme vue de face) comprenant un sommet 28a (unique) tourné vers l’extérieur du plateau 25 et deux côtés 28b, 28c s’étendant de part et d’autre du sommet 28a, chaque côté 28b, 28c étant terminé respectivement par la découpe 30, 32 dans l’élément de blocage constitué ici par le plateau 25, ladite découpe 30, 32 faisant apparaître respectivement, face audit côté correspondant 28b, 28c, la paroi d’arrêt 25a, 25b agencée pour former une butée.
Il est bien évident que dans un autre mode de réalisation de l’invention non représenté, la protubérance d’arrêt 28 peut être configurée de manière à présenter un profil ne comprenant qu’un seul côté 28b ou 28c s’étendant depuis le sommet 28a et qu’une seule découpe correspondante 30 ou 32 dans le plateau faisant apparaître, face audit côté 28b ou 28c, une seule paroi d’arrêt 25a ou 25b correspondante formant butée. Le sommet 28a est alors positionné entre la ligne des centres et la paroi d’arrêt.
Comme décrit ci-dessus, la paroi d’arrêt 25a, 25b est positionnée sur l’élément de blocage 25 de manière à former, entre la ligne des centres L (ligne reliant les centres du balancier et de l'ancre) et la droite passant par le sommet extérieur de la paroi d’arrêt 25a, 25b et l’axe de rotation de l’élément de blocage 25, un angle a sensiblement égal à l’amplitude stationnaire.
Il est également prévu un élément d’arrêt avec son bec et un galet, et un organe d’actionnement similaires à l’élément d’arrêt 14 avec son bec 14a et le galet 18, et à l’organe d’actionnement 16 du premier mode de réalisation, l’élément d’arrêt étant agencé pour venir au contact de la protubérance d’arrêt 28 sur le plateau 25 au lieu de la protubérance d’arrêt 8 sur la serge 4.
La forme des côtés 28b et 28c de la protubérance d’arrêt 28 est similaire à la forme des côtés 8b et 8c de la protubérance d’arrêt 8 décrite ci-dessus pour le premier mode de réalisation, par exemple la forme d’une spirale logarithmique. Plus particulièrement, les côtés 28b et 28c de la protubérance d’arrêt 28 sont configurés pour que la force F exercée par l’élément d’arrêt sur l’élément de blocage, constitué ici par le plateau 25, solidaire en rotation de l’oscillateur 21 , ne passe pas par l’axe de rotation de l’élément de blocage 25 de sorte que le moment de la force F qui s’exerce sur l’élément de blocage n’est jamais nul, et permet de vaincre la force de rappel de l’organe élastique 22 afin de maintenir le balancier 23, solidaire de l’élément de blocage 25, en position d’arrêt. Cela permet de garantir que le balancier 23, une fois en contact de l’élément d’arrêt, ne s’arrêtera que lorsqu’il aura atteint la paroi d’arrêt, l’élément d’arrêt étant alors dans sa position active finale, cette position de butée correspondant à une position angulaire pour laquelle l’organe élastique 22 présente une énergie potentielle non nulle, ce qui permet un auto démarrage.
De plus, le moment de la force F exercée par l’élément d’arrêt sur l’élément de blocage en rotation 25 est de signe constant horaire ou antihoraire de manière à obtenir la rotation du balancier 23 dans le sens nécessaire pour amener la paroi d’arrêt 25a ou 25b qui se situe du même côté que le côté 28b ou 28c de la protubérance d’arrêt 28 sur lequel l’élément d’arrêt est venu en appui, en butée sur ledit élément d’arrêt, quel que soit le sens de rotation du balancier 23.
La longueur du côté ou des côtés 28b et 28c de la protubérance d’arrêt 28 est déterminée en fonction du positionnement du sommet 28a de la protubérance d’arrêt 28 sur le plateau 25 pour que la paroi d’arrêt 25a, 25b soit positionnée selon l’angle a tel que défini ci-dessus. De préférence, la protubérance d’arrêt 28 est positionnée sur le plateau 25 de sorte que son axe de symétrie, et donc son sommet 28a, passe par la ligne des centres.
Ainsi, le positionnement prédéfini des parois d’arrêt 25a, 25b selon l’angle a et la forme des côtés de la protubérance d’arrêt 28 permettent d’arrêter de manière
certaine le balancier 23, par l’intermédiaire d’un arrêt du plateau 25, toujours dans l’une ou l’autre des positions angulaires prédéterminées idéales, de préférence symétriques par rapport à la ligne des centres, permettant de garantir, à chaque arrêt de l’oscillateur, un redémarrage précis et immédiat dudit balancier 23 à son amplitude stable.
De plus, le positionnement de la protubérance d’arrêt 28 sur le plateau 25 permet de ne pas ajouter de composant supplémentaire, et de ne pas modifier la hauteur du mécanisme.
Claims
1 . Mouvement de pièce d’horlogerie comprenant un oscillateur mécanique (1 , 21 ) comprenant un balancier (3, 23) muni d’un organe élastique (2, 22), et un dispositif d’arrêt dudit oscillateur comprenant un élément d’arrêt (14) et un organe d’actionnement (16) dudit élément d’arrêt (14),
caractérisé en ce que le dispositif d’arrêt comprend un élément de blocage (4, 25) solidaire en rotation du balancier (3, 23) et présentant, sur son bord périphérique, une protubérance d’arrêt (8, 28) terminée par au moins une découpe (10, 12 ; 30, 32) dans ledit élément de blocage (4, 25) faisant apparaître au moins une paroi d’arrêt (4a, 4b ; 25a, 25b) formant butée et positionnée de manière à former avec la ligne des centres (L) un angle a sensiblement égal à l’amplitude stationnaire,
en ce que l’élément d’arrêt (14) est agencé pour évoluer entre une position inactive sans contact avec l’élément de blocage(4, 25), une position active initiale dans laquelle, après activation par l’organe d’actionnement (16), il est apte à venir au contact de la protubérance d’arrêt (8, 28), une position active intermédiaire dans laquelle il glisse sur la protubérance d’arrêt (8, 28) et une position active finale dans laquelle, engagé dans la découpe (10, 12 ; 30, 32), il bute contre la paroi d’arrêt (4a, 4b ; 25a, 25b) de l’élément de blocage (4, 25) et arrête le balancier (3, 23),
et en ce que la protubérance d’arrêt (8) présente une géométrie choisie pour que la force (F) résultant de l'action de l'élément d'arrêt (14) sur la protubérance d’arrêt (8, 28) soit telle que le moment exercé par l’élément d’arrêt (14) sur l’élément de blocage (4, 25), depuis la position active initiale de l’élément d’arrêt (14) en contact avec la protubérance d’arrêt (8, 28) jusqu’à la position active finale de l’élément d’arrêt (14), est non nul et de signe constant de manière à ramener et à maintenir l’élément de blocage (4, 25) en butée contre l’élément d’arrêt (14).
2. Mouvement selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la protubérance d’arrêt (8, 28) présente un profil comprenant un sommet (8a, 28a) et deux côtés (8b, 8c ; 28b, 28c) s’étendant de part et d’autre du sommet (8a, 28a), chaque côté (8b, 8c ; 28b, 28c) étant terminé par la découpe (10, 12 ; 30, 32) dans l’élément de blocage (4, 25) faisant apparaître, face audit côté (8b, 8c ; 28b, 28c), la paroi d’arrêt (4a, 4b ; 25a, 25b) formant butée, et en ce que les côtés (8b, 8c ; 28b, 28c) de la protubérance d’arrêt (8, 28) présentent une géométrie choisie pour que la force (F) résultant de l'action de l'élément d'arrêt (14) sur l’un des côtés (8b, 8c ; 28b, 28c) de la protubérance d’arrêt (8, 28) soit telle que le moment exercé par l’élément d’arrêt (14) sur l’élément de blocage (4, 25), depuis la position active initiale de l’élément d’arrêt (14) en contact avec ledit côté (8b, 8c ; 28b, 28c) de la protubérance d’arrêt (8, 28) jusqu’à la position active finale de l’élément d’arrêt (14) en butée contre la paroi d’arrêt (4a, 4b ; 25a, 25b) correspondante, est non nul et de signe constant de manière à ramener et à maintenir ladite paroi d’arrêt (4a, 4b ; 25a, 25b) en butée contre l’élément d’arrêt (14).
3. Mouvement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la protubérance d’arrêt (8, 28) a un profil présentant un axe de symétrie.
4. Mouvement selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’axe de symétrie du profil de la protubérance d’arrêt (8, 28) passe par la ligne des centres.
5. Mouvement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la protubérance d’arrêt (8,28) a un profil présentant la forme d’une pointe de cœur.
6. Mouvement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’amplitude stationnaire est comprise entre 10° et 160°, de préférence entre 20° et 45°, et en ce que l’angle a est égal à l’amplitude stationnaire ± 10%.
7. Mouvement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’élément d’arrêt (14) est un levier d’arrêt monté pivotant entre sa position
inactive et sa position active finale et présentant un bec (14a) agencé pour pouvoir être au contact de la protubérance d’arrêt (8, 28) et s’engager dans la découpe (10, 12 ; 30, 32) lorsque l’élément d’arrêt (14) évolue entre ladite position active initiale et ladite position active finale.
8. Mouvement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le bec (14a) du levier d’arrêt comprend un galet roulant (18).
9. Mouvement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la découpe (10, 12 ; 30, 32) dans l’élément de blocage (4, 25) présente un angle empêchant la sortie de l’élément d’arrêt (14).
10. Mouvement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe d’actionnement (16) de l’élément d’arrêt (14) est relié à une tige de mise à l’heure.
11. Mouvement selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend un mécanisme de chronographe et en ce que l’organe d’actionnement (16) de l’élément d’arrêt (14) est relié à une roue à colonne du mécanisme de chronographe.
12. Mouvement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’organe élastique (22) est un ressort spiral.
13. Mouvement selon l’une des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que l’organe élastique (2) est un système à lames élastiques.
14. Mouvement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le balancier (3) est muni d’une serge, ladite serge constituant l’élément de blocage.
15. Mouvement selon l’une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu’il comporte un mécanisme d’échappement comprenant un plateau (25) solidaire du balancier (23), ledit plateau (25) constituant l’élément de blocage.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 20702053 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 20702053 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |