CH705835A1

CH705835A1 - Mécanisme d'échappement.

Info

Publication number: CH705835A1
Application number: CH01917/11A
Authority: CH
Inventors: Yves Corthesy
Original assignee: Lvmh Swiss Mft Sa
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-06-14

Abstract

Afin de pallier les inconvénients liés à l’inertie du rouage lors de l’accélération de la roue d’échappement, l’invention concerne un mécanisme d’échappement comprenant: une ancre (10) munie d’une première extrémité 10a destinée à coopérer avec un organe réglant pour lui transmettre une impulsion, et munie d’une deuxième extrémité (10b) définissant une palette d’entrée (10b1) et une palette de sortie (10b2), une roue d’échappement (12) reliée cinématiquement à un ressort moteur et coopérant alternativement avec la palette d’entrée et la palette de sortie, un mobile d’entrée (16) destiné à recevoir de l’énergie du ressort moteur, et un ressort intermédiaire (22) agencé entre le mobile d’entrée et la roue d’échappement, de manière à accumuler de l’énergie transmise par le ressort moteur et à la restituer à la roue d’échappement (12) pour l’entraîner dans un sens de rotation de fonctionnement. Selon l’invention, le mécanisme ne comporte pas de masse retardatrice, de manière à ce que l’énergie transmise lors d’une impulsion soit maximale et résulte de la somme de l’énergie du ressort intermédiaire (22) et du ressort moteur.

Description

Domaine technique

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie mécanique. Elle concerne, plus particulièrement, un mécanisme d’échappement comprenant: une ancre munie d’une première extrémité destinée à coopérer avec un organe réglant pour lui transmettre une impulsion, et munie d’une deuxième extrémité définissant une palette d’entrée et une palette de sortie, une roue d’échappement reliée cinématiquement à un ressort moteur et coopérant alternativement avec la palette d’entrée et la palette de sortie.

Etat de la technique

[0002] En horlogerie, la fréquence de l’échappement est un des facteurs qui déterminent la précision d’un mouvement. En effet, lorsqu’un accident qui viendrait perturber le spiral se produit, son influence sur la précision moyenne est statistiquement moindre s’il influence une période sur 100 ou sur 200, plutôt qu’une période sur 50.

[0003] Toutefois, augmenter la fréquence d’un échappement induit non seulement des problèmes de consommation énergétique, mais aussi des problèmes mécaniques au niveau des fonctions mêmes de l’échappement. En effet, la roue d’échappement est stoppée par l’ancre, puis redémarre en étant entraînée, ainsi que tout le rouage, par le ressort moteur, avant d’être à nouveau stoppée. Les phases successives d’arrêt et de mouvement, impliquent des phases d’accélération et des contraintes inertielles qui deviennent de plus en plus importantes au fur et à mesure que la fréquence augmente.

[0004] De plus, dans le cas d’un échappement à ancre, selon les vitesses atteintes, il peut devenir délicat d’obtenir la précision requise pour qu’une dent déterminée de la roue d’échappement travaille correctement avec le plan de repos des palettes en évitant que la roue soit en retard et manque la palette, du fait d’une accélération insuffisante du rouage. En parallèle, il n’est pas possible d’augmenter de manière infinie la force du ressort moteur, car les contraintes appliquées notamment au barillet et au rouage augmentent également.

[0005] La présente invention a pour but de proposer un système d’échappement dont la précision est grandement améliorée, particulièrement à haute fréquence.

Divulgation de l’invention

[0006] De façon plus précise, l’invention concerne un mécanisme d’échappement tel que mentionné au premier paragraphe ci-dessus, caractérisé en ce qu’il ne comporte pas de masse retardatrice, de manière à ce que l’énergie transmise lors d’une impulsion soit maximale et résulte de la somme de l’énergie d’un ressort intermédiaire et du ressort moteur.

[0007] Dans un premier mode de réalisation, le mécanisme comprend: un mobile d’entrée destiné à recevoir de l’énergie du ressort moteur et monté sur un arbre, une roue entraîneuse montée sur l’arbre, le mobile d’entrée et la roue entraîneuse étant mobiles angulairement l’un en référence à l’autre, ledit ressort intermédiaire étant agencé entre la roue entraîneuse et l’arbre, de manière à accumuler de l’énergie transmise par le ressort moteur et à la restituer à la roue entraîneuse pour l’entraîner dans un sens de rotation de fonctionnement, une butée agencée pour limiter la rotation de la roue entraîneuse, et un renvoi solidaire de la roue d’échappement et en prise avec la roue entraîneuse.

[0008] Dans un deuxième mode de réalisation, le ressort intermédiaire est monté sur l’axe de la roue d’échappement. Le mécanisme comprend: un mobile d’entrée destiné à recevoir de l’énergie du ressort moteur et monté sur un arbre, ladite roue d’échappement étant également montée sur l’arbre, le mobile d’entrée et la roue d’échappement étant mobiles angulairement l’un en référence à l’autre, le ressort intermédiaire étant agencé entre la roue d’échappement et l’arbre, de manière à accumuler de l’énergie transmise par le ressort moteur et à la restituer à la roue d’échappement pour l’entraîner dans un sens de rotation de fonctionnement, une butée agencée pour limiter la rotation de la roue d’échappement.

Brève description des dessins

[0009] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel les fig. 1et 2proposent des illustrations en perspective du mécanisme selon l’invention, vu par son dessus et son dessous.

Mode(s) de réalisation de l’invention

[0010] Les figures ne montrent que les parties essentielles d’un mécanisme d’échappement selon l’invention, destiné à être intégré dans un mouvement dont les éléments qui ne font pas partie de l’invention, n’ont pas été représentés.

[0011] Ainsi, on peut voir sur les figures, que le mécanisme d’échappement comprend une ancre 10 munie d’une première extrémité 10a destinée à coopérer avec un organe réglant pour lui transmettre une impulsion, et munie d’une deuxième extrémité 10b définissant une palette d’entrée 10b1 et une palette de sortie 10b2. Ces palettes 10b1 et 10b2 sont agencées pour coopérer alternativement avec une roue d’échappement 12 reliée cinématiquement à un ressort moteur. La forme, les matériaux de l’ancre, des palettes et de la roue d’échappement 12 sont choisis par l’homme du métier. Les palettes 10b1 et 10b2 peuvent être venues d’une pièce avec l’ancre 10 ou rapportées. Les différents éléments pourront être réalisés, notamment, à base de silicium.

[0012] L’énergie d’un ressort moteur est amenée au mécanisme d’échappement par une roue intermédiaire 14, en prise avec un mobile d’entrée 16 du mécanisme d’échappement. Ce mobile d’entrée 16 est monté solidaire d’un arbre 18, sur lequel est monté libre une roue entraîneuse 20.

[0013] Un ressort intermédiaire 22 est agencé entre la roue entraîneuse 20 et l’arbre 18, de manière à accumuler de l’énergie transmise par le ressort moteur et à la restituer à la roue entraîneuse 20 pour l’entraîner dans un sens de rotation de fonctionnement. Par exemple, le ressort intermédiaire 22 est de type spiral et peut être fixé à l’arbre 18 par une virole chassée sur cet arbre. L’extrémité extérieure du spiral est rendue solidaire de la roue entraîneuse 20, par exemple par un système de type piton. On obtient ainsi un découplage de la roue entraîneuse par rapport au rouage.

[0014] Comme on peut le voir sur la fig. 2, une butée 24 est agencée pour limiter la rotation de la roue entraîneuse 20. La butée 24 est réalisée par une planche 26 montée sur l’arbre 18 et qui est dotée d’une ouverture 26a comprenant une portion concentrique à l’arbre 18. Dans l’exemple proposé, l’ouverture 26a est ménagée à la périphérie de la planche 26. La butée 24 est également réalisée par un ergot 28 disposé rigidement en saillie sur la roue entraîneuse 20 et engagé dans l’ouverture 26a. L’ergot 28 est dimensionné de manière à pouvoir se déplacer dans l’ouverture 26a, au gré des déplacements relatifs de la planche 26 et de la roue entraîneuse 20.

[0015] De manière avantageuse, la planche 26 est montée à frottement dur sur l’arbre 18, de sorte que la planche 26 peut être pivotée sur l’arbre 18, mais sa position est stable en cours de fonctionnement. Le déplacement relatif de la planche 26 en référence à l’arbre 18 permet d’agir sur le préarmage du ressort intermédiaire 22.

[0016] Dans le mode de réalisation illustré, le mécanisme d’échappement comprend un renvoi 30 solidaire de la roue d’échappement 12 et en prise avec la roue entraîneuse 20.

[0017] Le mécanisme d’échappement selon l’invention fonctionne comme suit. Lorsque l’échappement est dans une phase de repos, la roue d’échappement 12 est appuyée sur une palette 10b1 ou 10b2 de l’ancre 10, sous l’effet des couples du ressort moteur et du ressort intermédiaire 22. Le ressort intermédiaire est armé et l’ergot 28 est appuyé sur un bord de l’ouverture 26a.

[0018] Après la phase de dégagement, la roue d’échappement 12 est entraînée, pendant une première phase de l’impulsion, sous la seule action du ressort intermédiaire 22. En effet, le ressort intermédiaire 22 agit directement sur un système composé uniquement de la roue entraîneuse 20, du renvoi 30 et de la roue d’échappement 12. Ce système présente une inertie très faible, en comparaison à celle du rouage qui doit être mis en train pour que le couple du ressort moteur soit transmis à la roue d’échappement 12. Avantageusement, on réalise la roue entraîneuse 20 et le renvoi 30 à base de silicium. Ainsi, grâce au découplage de la roue entraîneuse 20, l’inertie du rouage ne péjore pas l’accélération de la roue d’échappement, qui ne se fait donc au départ que sous l’action du ressort intermédiaire.

[0019] Dès que le rouage a rattrapé son retard sur la roue entraîneuse 20, le ressort intermédiaire 22 commence à être réarmé sous l’action du couple de l’organe moteur, transmis à l’arbre 18. La roue d’échappement 12 est alors soumise à l’action conjuguée du ressort intermédiaire 22 et du ressort moteur, pendant une deuxième phase de l’impulsion. Quand le ressort intermédiaire est complètement réarmé, l’ergot 28 est à nouveau en butée sur un bord de l’ouverture 26a. On peut alors considérer que le couple transmis à la roue d’échappement 12 provient essentiellement du ressort moteur. Ainsi, l’énergie transmise au balancier lors d’une impulsion est maximale et résulte de la somme de l’énergie du ressort intermédiaire 22 et du ressort moteur.

[0020] Ainsi, le mécanisme selon l’invention permet une transmission de l’énergie maximale, en sommant de manière automatique et optimale l’énergie totale du ressort intermédiaire 22 et du ressort moteur. Le but de l’invention n’est pas de transmettre une force constante au balancier. D’ailleurs, on relèvera ici que le fonctionnement de l’invention est à distinguer de certains systèmes à force constante qui, bien que proposant une construction voisine de celle décrite ici, intègrent une masse retardatrice dans la chaîne cinématique en amont du ressort intermédiaire. On pourra ainsi se référer au document FR 896 794. Cette masse retardatrice a pour effet que l’impulsion ne se fait que sous l’influence du ressort intermédiaire et que le réarmage du ressort intermédiaire est retardé au maximum, et se produit après la fin de l’impulsion. Or, le mécanisme selon l’invention ne comporte pas de masse retardatrice. Par ailleurs, selon le rapport entre le niveau d’armage du ressort moteur et la force de préarmage du ressort intermédiaire 22, l’armage de ce dernier variera. Dans le cadre de l’invention, l’absence de masse retardatrice permet au mécanisme de répartir de manière optimale la fourniture d’énergie à l’organe réglant entre les deux ressorts.

[0021] Ainsi que mentionné ci-dessus, il est possible de régler le préarmage du ressort intermédiaire 22 au moyen de la butée 24. Ce faisant, on détermine la course pendant laquelle la roue d’échappement 12 est soumise à l’action du seul ressort intermédiaire 22 et la course pendant laquelle la roue d’échappement 12 est soumise, en outre, à l’action du ressort moteur. Etant donné que, comme expliqué ci-dessus, l’un des buts de l’invention est notamment que le train de rouage rattrape son retard sur la roue entraîneuse 20 et que le ressort moteur participe à l’impulsion, la course pendant laquelle la roue d’échappement 12 n’est soumise qu’à l’action du ressort intermédiaire 22, est inférieure à un pas de la roue d’échappement 12.

[0022] De manière avantageuse, le renvoi 30 et la roue entraîneuse 20 sont identiques, de manière à ce qu’une dent de la roue entraîneuse 20 coopère toujours avec les mêmes dents du renvoi 30. Sur un tour, on aura donc des conditions de travail reproductibles entre la roue entraîneuse 20 et le renvoi 30. Ce dernier étant solidaire de la roue d’échappement 12, et étant donné qu’un cycle complet de l’échappement effectué en une oscillation, correspond à deux pas effectués par la roue entraîneuse 20, le renvoi 30 et la roue entraîneuse 20 comportent, de préférence, deux fois plus de dents que la roue d’échappement 12. D’un tour à l’autre, les conditions de travail entre la roue entraîneuse 20, le renvoi 30, la roue d’échappement 12 et l’ancre sont donc les mêmes. On peut ainsi ajuster les dentures et leur pénétration, de manière à ce que l’impulsion soit donnée au moment optimal de l’engrènement entre la roue entraîneuse 20 et le renvoi 30.

[0023] Le mécanisme tel que proposé ci-dessus est, notamment, particulièrement adapté pour des échappements à haute fréquence, c’est-à-dire des échappements fonctionnant à des fréquences très élevées, notamment 10Hz, 25Hz, 50Hz et au-delà. En effet, à ces fréquences, on comprend que la roue d’échappement 12 doit accélérer rapidement lorsqu’elle est libérée, de manière à rattraper l’ancre lors de l’alternance suivante.

[0024] Dans une variante non représentée au dessin, on peut envisager une construction dans laquelle le ressort intermédiaire 22 est disposé sur l’axe de la roue d’échappement 12. Dans ce cas et comme mentionné au sujet de la variante décrite ci-dessus, on aura toujours un mobile d’entrée 16 destiné à recevoir de l’énergie du ressort moteur et solidaire d’un arbre 18. La roue d’échappement 12 est montée directement sur l’arbre 18, mais elle est libre sur lui. Le ressort intermédiaire 22 est agencé entre la roue d’échappement 12 et l’arbre 18, c’est-à-dire avec une extrémité solidaire de l’arbre 18 et l’autre extrémité étant solidaire de la roue d’échappement 12. Le ressort intermédiaire 22 est disposé de manière à accumuler de l’énergie transmise par le ressort moteur et à la restituer à la roue d’échappement 12 pour l’entraîner dans un sens de rotation de fonctionnement. Une butée 24 est agencée pour limiter la rotation de la roue d’échappement 12. La butée 24 pourra être réalisée comme proposé ci-dessus, avec une planche 26 montée sur l’arbre 18 et un ergot 28 solidaire de la roue d’échappement 12 agencé pour coopérer avec une ouverture 26a ménagée dans la planche 26.

[0025] Ainsi, le mécanisme d’échappement tel que proposé permet de pallier les inconvénients liés à l’inertie du rouage lors de l’accélération de la roue d’échappement, particulièrement avec un organe réglant fonctionnant à une fréquence très élevée. La roue d’échappement peut accélérer plus rapidement et donner son impulsion au moment voulu, mais en conservant néanmoins, pendant une partie de l’impulsion, la transmission d’un couple maximal, fourni au moins pour partie par le ressort moteur. La présente description n’a été donnée qu’à titre d’illustration non limitative de l’invention, dont la teneur est déterminée par les revendications ci-après. Ainsi, par exemple, au niveau de la disposition du mobile d’entrée et de la roue entraîneuse, respectivement de la roue d’échappement pour la deuxième variante, l’homme du métier pourrait envisager une inversion de l’élément fixe sur l’arbre et de l’élément mobile. Le mobile d’entrée pourrait être capable de pivoter sur l’arbre, tandis que la roue entraîneuse ou la roue d’échappement serait fixe sur l’arbre, le ressort intermédiaire étant toujours intercalé entre eux. L’essentiel étant que le mobile d’entrée et la roue entraîneuse, respectivement la roue d’échappement, soient mobiles angulairement l’un en référence à l’autre. Par ailleurs, au niveau de la butée, on pourrait également prévoir une inversion de l’ergot et de l’ouverture par rapport au mode de réalisation décrit, et avoir l’ergot agencé sur la planche et l’ouverture ménagée dans la roue entraîneuse.

Claims

1. Mécanisme d’échappement comprenant – une ancre (10) munie d’une première extrémité 10a destinée à coopérer avec un organe réglant pour lui transmettre une impulsion, et munie d’une deuxième extrémité (10b) définissant une palette d’entrée (10b1) et une palette de sortie (10b2), – une roue d’échappement (12) reliée cinématiquement à un ressort moteur et coopérant alternativement avec la palette d’entrée et la palette de sortie, ledit mécanisme comprenant encore – un mobile d’entrée (16) destiné à recevoir de l’énergie du ressort moteur et montée sur un arbre (18), – une roue entraîneuse (20) montée sur l’arbre (18), le mobile d’entrée (16) et la roue entraîneuse (20) étant mobiles angulairement l’un en référence à l’autre, – un ressort intermédiaire (22) agencé entre la roue entraîneuse (20) et l’arbre (18), de manière à accumuler de l’énergie transmise par le ressort moteur et à la restituer à la roue entraîneuse (20) pour l’entraîner dans un sens de rotation de fonctionnement, – une butée (24) agencée pour limiter la rotation de la roue entraîneuse (20), et – un renvoi (30) solidaire de la roue d’échappement (12) et en prise avec la roue entraîneuse (20), caractérisé en ce qu’il ne comporte pas de masse retardatrice, de manière à ce que l’énergie transmise lors d’une impulsion soit maximale et résulte de la somme de l’énergie du ressort intermédiaire (22) et du ressort moteur.

2. Mécanisme d’échappement comprenant les caractéristiques du préambule de la revendication 1, caractérisé en ce qu’il est agencé de manière à ce que l’impulsion est transmise, dans un premier temps, sous la seule action du ressort intermédiaire (22), puis, dans un deuxième temps, sous l’action conjuguée du ressort moteur et du ressort intermédiaire (22).

3. Mécanisme d’échappement comprenant – une ancre munie d’une première extrémité destinée à coopérer avec un organe réglant pour lui transmettre une impulsion, et munie d’une deuxième extrémité définissant une palette d’entrée (10b1) et une palette de sortie (10b2), – une roue d’échappement (12) reliée cinématiquement à un ressort moteur et coopérant alternativement avec la palette d’entrée et la palette de sortie, ledit mécanisme comprenant encore – un mobile d’entrée (16) destiné à recevoir de l’énergie du ressort moteur et monté sur un arbre (18), ladite roue d’échappement (12) étant montée sur l’arbre (18), le mobile d’entrée (16) et la roue d’échappement (12) étant mobiles angulairement l’un en référence à l’autre, – un ressort intermédiaire (22) agencé entre la roue d’échappement (12) et l’arbre (18), de manière à accumuler de l’énergie transmise par le ressort moteur et à la restituer à la roue d’échappement (12) pour l’entraîner dans un sens de rotation de fonctionnement, – une butée (24) agencée pour limiter la rotation de la roue d’échappement (12), et caractérisé en ce qu’il ne comporte pas de masse retardatrice, de manière à ce que l’énergie transmise lors d’une impulsion soit maximale et résulte de la somme de l’énergie du ressort intermédiaire (22) et du ressort moteur.

4. Mécanisme d’échappement comprenant les caractéristiques du préambule de la revendication 3, caractérisé en ce qu’il est agencé de manière à ce que l’impulsion est transmise, dans un premier temps, sous la seule action du ressort intermédiaire (22), puis, dans un deuxième temps, sous l’action conjuguée du ressort moteur et du ressort intermédiaire (22).

5. Mécanisme d’échappement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ressort intermédiaire (22) est réarmé pendant la phase d’impulsion.

6. Mécanisme d’échappement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite butée (24) est montée à frottement dur sur l’arbre (18).

7. Mécanisme d’échappement selon la revendication 6 et selon l’une des revendications 4 et 2, caractérisé en ce que la butée (24) est agencée de manière à déterminer la course pendant laquelle la roue d’échappement (12) est soumise à l’action du seul ressort intermédiaire (22) et la course pendant laquelle la roue d’échappement (12) est soumise, en outre, à l’action du ressort moteur.

8. Mécanisme d’échappement selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite course pendant laquelle la roue d’échappement (12) est soumise à l’action du seul ressort intermédiaire (22), est inférieure à un pas de la roue d’échappement (12).

9. Mécanisme d’échappement selon l’une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ladite butée (24) comprend: – une planche (26) montée sur l’arbre (18), ladite planche (26) étant dotée d’une ouverture (26a) définissant une portion concentrique audit arbre (18), et – un ergot (28) disposé rigidement en saillie sur la roue entraîneuse (20) et engagé dans ladite ouverture (26a), ledit ergot (28) étant dimensionné de manière à pouvoir se déplacer dans ladite ouverture (26a).

10. Mécanisme d’échappement selon l’une des revendications 7 et 8, caractérisé en ce que ladite butée (24) comprend: – une ouverture (26a) disposée sur la roue entraîneuse (20) définissant une portion concentrique audit arbre (18), et – une planche (26) montée sur l’arbre (18), ladite planche (26) étant dotée d’un ergot disposé rigidement en saillie et engagé dans ladite ouverture (26a), ledit ergot (28) étant dimensionné de manière à pouvoir se déplacer dans ladite ouverture (26a).

11. Mécanisme d’échappement selon l’une des revendications 1 et 2 et selon l’une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que ledit renvoi (30) et ladite roue entraîneuse (20) sont identiques et sont nombrées de manière à ce que la roue entraîneuse (20) avance de deux pas à chaque oscillation du balancier.

12. Mécanisme d’échappement selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mobile d’entrée (16) est solidaire de l’arbre (18).

13. Mécanisme d’échappement selon l’une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le mobile d’entrée (16) est monté mobile en rotation en référence à l’arbre (18).