EP4567526A1 - Organe reglant d'un mouvement horloger - Google Patents

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EP4567526A1
EP4567526A1 EP23215299.1A EP23215299A EP4567526A1 EP 4567526 A1 EP4567526 A1 EP 4567526A1 EP 23215299 A EP23215299 A EP 23215299A EP 4567526 A1 EP4567526 A1 EP 4567526A1
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EP
European Patent Office
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balance
pusher
stop
regulating member
regulating
Prior art date
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Pending
Application number
EP23215299.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Sergio FERRARA
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Original Assignee
Individual
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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
    • G04B15/06—Free escapements
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/20—Compensation of mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/26—Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of the impulses
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06—Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/063—Balance construction
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04—Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/10—Oscillators with torsion strips or springs acting in the same manner as torsion strips, e.g. weight oscillating in a horizontal plane
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B18/00—Mechanisms for setting frequency
    • G04B18/08—Component parts or constructional details

Definitions

  • the present invention relates to the field of watchmaking. It relates more particularly to a regulating organ of a watch movement intended to oscillate around an oscillation axis, said regulating organ comprising a balance and a balance shaft centered on the oscillation axis and carrying said balance, said balance carrying at its periphery at least one heavy mass.
  • the invention also relates to an escapement mechanism of a watch movement comprising such a regulating organ.
  • the invention also relates to a timepiece comprising such a regulating organ or such an escapement mechanism.
  • Such a regulating organ of a watch movement is traditionally a balance-spring assembly composed of a balance and a balance spring.
  • the balance typically comprises a felloe and a central hub secured to the balance shaft, the felloe and the hub being connected by arms.
  • Heavy masses such as inertia blocks, can be attached to the balance rim in order to modify the moment of inertia of said balance.
  • the balance spring is a spring attached by its inner end to the balance shaft and by its outer end to a balance bridge. The balance spring expands and contracts regularly, causing the balance to oscillate back and forth. Its elasticity ensures the regular oscillations of the balance.
  • the regulating organ is most often associated with an anchor escapement, in particular a Swiss anchor, which allows the oscillations of said regulating organ to be maintained by transmitting to it, by regular impulses, at a determined frequency, a fraction of energy from the energy source of said watch movement.
  • an anchor escapement in particular a Swiss anchor
  • the energy received from the power source by the sprung balance via the escapement is not used 100% due to the energy dissipation due in particular to Earth's gravity as well as to the friction and resistance of the coils during the expansion and contraction of the balance spring, causing the balance to oscillate in one direction then the other throughout the operation of the movement.
  • the aim of the present invention is to propose a new regulating organ which makes it possible to significantly increase the efficiency of its escapement mechanism in order to improve its performance.
  • the invention relates to a regulating member of a watch movement intended to oscillate around an oscillation axis, said regulating member comprising a balance wheel and a balance shaft centered on the oscillation axis and carrying said balance wheel, said balance wheel carrying at its periphery at least one heavy mass.
  • the balance shaft is integral with at least one stop and the regulating member further comprises a pusher device arranged to, during an oscillation of the balance in each direction, cooperate with said at least one stop to push it back in order to give said balance an impulse which restarts its oscillation in the opposite direction.
  • said pusher device may comprise one or two pusher members comprising a first end secured to a frame of the movement via a fixing system and a second end capable of cooperating with said at least one stop.
  • Such a pusher device eliminates the need for a hairspring. Consequently, the energy loss associated with the expansion and contraction of a traditional hairspring is eliminated.
  • said regulating member comprises a guide rail secured to the frame and the system for fixing the pusher device comprises at least one fixing element secured to the first end of the pusher member(s) and arranged to slide in the guide rail so as to be able to modify the angular position of the pusher member(s) relative to the oscillation axis.
  • said at least one stop is a plate having two main faces, one of said faces cooperating with said or one of said pusher members when the balance oscillates in one direction, and the other of said faces cooperating with said or the other pusher member when the balance oscillates in the other direction.
  • the repelling member(s) may be a flexible blade arranged to repel said at least one stop by mechanical effect or a rigid blade arranged to repel said at least one stop by magnetic effect.
  • the invention also relates to an escapement mechanism comprising a regulating member as defined above.
  • the invention also relates to a timepiece comprising at least one regulating organ or at least one escapement mechanism as defined above.
  • the present invention relates to a regulating member of a watch movement intended to oscillate around an oscillation axis A, said regulating member comprising a balance and a balance shaft centered on the oscillation axis A and carrying said balance, said balance carrying at its periphery at least one heavy mass.
  • the balance shaft is integral with at least one stop and the regulating member further comprises a pusher device arranged to, during an oscillation of the balance in each direction, cooperate with said at least one stop to push it back in order to give said balance an impulse which restarts its oscillation in the opposite direction.
  • oscillation means an alternation, that is to say the movement of the pendulum between two consecutive extreme positions.
  • Said at least one stop may be directly secured to the balance shaft or may be provided on an extension of the balance shaft. It is positioned relative to the pusher device so that, during each oscillation of the balance and therefore a rotation of the balance shaft in one direction or the other, the pusher device can act on said at least one stop, for example by mechanical effect or by magnetic effect, by pushing it back, so as to reverse the direction of rotation of the balance shaft.
  • This regulating organ 1 comprises a balance 2 and a balance shaft 3 centered on the oscillation axis A of the regulating organ.
  • the balance shaft 3 can be pivotally mounted along the oscillation axis A between a balance bridge and the plate, for example, or in a rotating cage to form a tourbillon.
  • Said cage can also be pivotally mounted on a single element, such as a plate, without an upper bridge, in order to form a flying tourbillon.
  • the balance 2 comprises at least two arms 4 directly attached to the balance shaft 3.
  • the arms 4 are integral with the balance shaft 3 by means of a hub 5 centered on the oscillation axis A and intended to be made integral with the balance shaft 3 (by driving for example).
  • Each arm 4 extends in a plane perpendicular to the oscillation axis A and radially from the balance shaft 3.
  • Each arm 4 carries at its free end a heavy mass 6 preferably consisting of a flyweight, which is advantageously circular in shape and has an aerodynamic profile.
  • the balance 2 comprises four arms 4 arranged in a cross. It is obvious that the number of arms or the shape of the balance can be adapted according to the desired properties of the escapement of the movement. For example, two, three or more arms arranged in a star shape can be used.
  • the balance could also have a full circular shape or any other suitable shape.
  • the weights can be moved on the arms relative to the oscillation axis A.
  • the pusher device 10 used in accordance with the invention comprises one or two pusher members 12 each comprising a first end 12a secured to an element 13 of the movement frame via a fixing system 14 and a second end 12b capable of cooperating with said at least one stop 8.
  • the second end 12b of the pusher member(s) 12 defines the extreme positions of the alternation of the balance.
  • the fixing system 14 can be arranged so that the first end 12a of each pusher member 12 is fixed to the frame of the movement without being able to be moved at will once the movement is assembled.
  • a control mechanism (not shown) is provided for the fixing element(s) 14a arranged to be able to actuate said fixing element 14a from outside the movement, in order to be able to move said fixing element 14a angularly relative to the oscillation axis A on demand.
  • the control mechanism is accessible to a user from outside the watch case containing the movement in order to be able to be actuated in particular when using the watch.
  • Each pusher member 12 and the at least one stop 8 are positioned relative to each other so as to be able to cooperate with each other without otherwise hindering the oscillations of the arms 4 of the balance 2.
  • the at least one stop 8 and the pusher members 12 are arranged in planes different from that of the arms 4 of the balance 2.
  • the pusher members and the stops are positioned relative to each other so that each pusher member cooperates with its associated stop without harming the regular oscillations of the regulating member.
  • a pusher member arranged to push a stop by mechanical effect can be combined with a pusher member arranged to push a stop by magnetic effect. It is thus possible to provide, for example, a pusher member and two stops, two pusher members and two stops, or two pusher members and four stops.
  • the pusher member(s) 12 is/are in the form of a blade extending in the direction of the balance shaft 3 and which has a sufficient length so that the second end 12b of said pusher member 12 can act on the at least one stop 8 during the rotation of the balance shaft 3.
  • the first end 12a of the pusher member 12 is positioned on the frame so that the second end 12b of said pusher member 12 is positioned in the travel that the at least one stop 8 will have during the oscillations of the balance 2.
  • two pusher members 12 are used, they are preferably identical in order to act in the same way on the at least one stop 8.
  • At least one stop 8 cooperates with one of the pusher members 12 during the oscillations of the balance 2 in one direction of rotation and that said at least one stop 8 cooperates with the other pusher member 12 during oscillations of the balance 2 in the other direction of rotation.
  • the at least one stop 8 is in the form of a plate or a tooth having two main faces (i.e. the longitudinal faces) preferably extending in planes parallel to the oscillation axis A, one of said main faces cooperating with said or one of said pusher members 12 when the balance 2 oscillates in one direction, and the other of said main faces cooperating with said or the other pusher member 12 when the balance 2 oscillates in the other direction.
  • a stop 8 is provided and the pusher device 10 comprises two pusher members 12, each being in the form of a flexible blade, the two main faces of each blade (i.e. the longitudinal faces) extending in the direction of the balance shaft 3 in planes parallel to the oscillation axis A, their longitudinal axis being perpendicular to said oscillation axis A and parallel to the plane of the balance 2.
  • the main faces of the stop 8 will come into contact with one of the main faces of the end 12b of the blade forming the pusher member 12 during each oscillation of the balance 2.
  • the repelling device 10 comprises two repelling members 12, 12', here in the form of flexible blades of the same length, which are arranged side by side, their first ends 12a, 12a' being preferably fixed on the same fixing element 14a of the fixing system 14. It is obvious that two fixing elements 14a arranged side by side could be used.
  • the fixing element 14a could be fixed in a fixed manner directly onto the element 13 of the frame so that the position of the pusher members 12, 12' relative to the oscillation axis A is definitive once the fixing element 14a is fixed to the frame.
  • the fixing element 14a is slidably mounted in the rail 16 so that the two blade-shaped pusher members 12, 12' can be moved together around the oscillation axis A when mounting the movement in order to position the balance so that it oscillates correctly relative to the escapement mechanism. Once the fixing element 14a is positioned at the desired location, it is locked onto the rail 16.
  • the operation of the regulating organ 1 is as follows: when the balance wheel 2 oscillates clockwise, as shown in the Figure 2 , the stop 8 carried by the balance shaft 3 pivots in the clockwise direction H with the balance shaft 3 rotating around the oscillation axis A until the front main face (in the direction of rotation) of said stop 8 comes into contact with the end 12b of the pusher member 12 in the form of a flexible blade.
  • the pusher member 12 stops the rotation of the stop 8 and therefore of the balance 2 in the clockwise direction and by a rebound effect due to its flexibility, pushes said stop 8 counterclockwise, which has the effect of returning the balance shaft 3 counterclockwise.
  • the thrust of the pusher member 12 on the stop 8 gives the balance 2 the necessary impulse to restart its oscillation in the counterclockwise direction.
  • the balance 2 then rotates in the counterclockwise direction AH as shown in the Figure 3 , until the other main face of the stop 8 comes into contact with the end 12b' of the pusher member 12' in the form of a flexible blade.
  • the pusher member 12' stops the rotation of the stop 8 and therefore of the balance 2 in the counterclockwise direction and by a rebound effect due to its flexibility, pushes said stop 8 back in the clockwise direction, which has the effect of returning the balance shaft 3 in the clockwise direction.
  • the thrust of the pusher member 12' on the stop 8 gives the balance 2 the necessary impulse to restart its oscillation in the clockwise direction, and so on.
  • the two pusher members 12, 12' are positioned around the balance shaft 3 such that their first ends 12a, 12a' are fixed on two fixing elements 14a, 14b distinct from the fixing system 14 and form with the oscillation axis A an angle ⁇ of between 20° and 340°.
  • the angle ⁇ is here equal to 180°.
  • the fixing elements 14a, 14b could be fixed in a fixed manner directly onto the element 13 of the frame so that the position of the pusher members 12, 12' relative to the oscillation axis A is definitive once the fixing elements 14a, 14b are fixed to the frame.
  • the fixing elements 14a, 14b are locked onto the rail 16 after they have been put in place, but they can be unlocked in order to slide in the rail 16 at the request of a user who controls the movement of the fixing elements 14a, 14b from outside the watch case.
  • the two pusher members 12, 12' can be moved around the oscillation axis A during operation of the movement in order to adapt the amplitude and therefore the frequency of the balance 2 according to the needs of the movement.
  • the stop 8 carried by the balance shaft 3 pivots in the clockwise direction H with the balance shaft 3 rotating around the oscillation axis A until the front main face (in the direction of rotation) of said stop 8 comes into contact with the end 12b of the pusher member 12.
  • the latter stops the rotation of the stop 8 and therefore of the balance 2 in the clockwise direction and by a rebound effect due to its flexibility, pushes said stop 8 in the counterclockwise direction, which has the effect of returning the balance shaft 3 in the counterclockwise direction.
  • the thrust of the pusher member 12 on the stop 8 gives the balance 2 the necessary impulse to restart its oscillation in the counterclockwise direction.
  • the balance 2 then rotates in the counterclockwise direction AH as shown in the Figure 6 , until the other main face of the stop 8 comes into contact with the end 12b' of the pusher member 12'.
  • the latter stops the rotation of the stop 8 and therefore of the balance 2 in the counterclockwise direction and by a rebound effect due to its flexibility, pushes said stop 8 in the clockwise direction, which has the effect of returning the balance shaft 3 in the clockwise direction.
  • the thrust of the pusher member 12' on the stop 8 gives the balance 2 the necessary impulse to restart its oscillation in the clockwise direction, and so on.
  • the pusher organs can advantageously be moved at the user's request when the movement's power reserve decreases and the energy consumed by the regulating organ must be reduced or according to the needs or preferences of operating characteristics defined in the manufacturer's specifications.
  • the or each repelling member is provided with a first magnetic element
  • the at least one stop 8 is provided with a second magnetic element, said first and second magnetic elements having identical poles in order to repel each other.
  • said or each repelling member may be a rigid blade of suitable length and arranged to repel the at least one stop 8 by magnetic effect.
  • the or each repelling member carries at its second end said first magnetic element capable of cooperating with the second magnetic element carried by the at least one stop.
  • the repeller device 10 may comprise a single repeller member used at each .
  • the or each pusher member for example in the form of a blade, can be positioned so that the or each pusher member extends in one or more planes parallel to the oscillation axis A and preferably passing through the axis A, their longitudinal axis being parallel to said oscillation axis A.
  • the rail is not provided around the at least one stop but above or below so that the longitudinal axis of the blades is perpendicular to the plane of the balance.
  • the blades instead of being in a "horizontal" plane perpendicular to the oscillation axis A, the blades can be arranged in "vertical" planes parallel to the oscillation axis A.
  • the invention also relates to an escapement mechanism comprising an escape wheel 18, an escapement anchor 20 and a regulating member 1 as defined above, the escapement anchor 20 being arranged to cooperate with a pin 22 provided on a plate 24 carried by said regulating member 1.
  • the escapement mechanism is the highly efficient escapement mechanism described in the patent EP 2 504 737 .
  • the finger 26 there is also provided on the plate 24 a finger 26 arranged to cooperate with the escape wheel 18, as described in the patent EP 2 504 737 .
  • the escapement mechanism is the traditional Swiss anchor escapement mechanism.
  • the escapement and the regulating organ can be mounted directly on the frame of the movement or in a rotating cage which can be mounted between two pivot points, or which can be flying, in order to constitute a tourbillon.
  • the regulating organ according to the invention makes it possible to no longer use a traditional balance spring, so that said regulating organ is free from any constraints usually encountered with a balance spring. Without a balance spring, there is no longer any resistance and therefore no more loss of energy linked to the development of the balance spring in expansion and contraction.
  • the balance wheel with its weights acts as a flywheel.

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Abstract

La présente invention concerne un organe réglant (1) d'un mouvement horloger destiné à osciller autour d'un axe d'oscillation (A), ledit organe réglant (1) comprenant un balancier (2) et un arbre de balancier (3) centré sur l'axe d'oscillation (A) et portant ledit balancier (2), ledit balancier (2) portant à sa périphérie au moins une masse lourde (6). L'arbre de balancier (3) est solidaire d'au moins une butée (8) et l'organe réglant (1) comprend en outre un dispositif repousseur (10) agencé pour, lors d'une oscillation du balancier (2) dans chaque sens, coopérer avec ladite au moins une butée (8) pour la repousser afin de donner audit balancier (2) une impulsion qui relance son oscillation dans le sens opposé.
L'invention concerne également un mécanisme d'échappement ainsi qu'une pièce d'horlogerie comprenant un tel organe réglant (1).

Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte au domaine de l'horlogerie. Elle concerne plus particulièrement un organe réglant d'un mouvement horloger destiné à osciller autour d'un axe d'oscillation, ledit organe réglant comprenant un balancier et un arbre de balancier centré sur l'axe d'oscillation et portant ledit balancier, ledit balancier portant à sa périphérie au moins une masse lourde.
  • L'invention concerne également un mécanisme d'échappement d'un mouvement horloger comprenant un tel organe réglant.
  • L'invention concerne également une pièce d'horlogerie comportant un tel organe réglant ou un tel mécanisme d'échappement.
    • Etat de la technique
  • Un tel organe réglant d'un mouvement horloger est traditionnellement un ensemble balancier-spiral composé d'un balancier et d'un spiral. Le balancier comprend classiquement une serge et un moyeu central solidaire de l'arbre de balancier, la serge et le moyeu étant reliés par des bras. Des masses lourdes, telle que des masselottes, peuvent être fixées sur la serge du balancier afin de modifier le moment d'inertie dudit balancier. Le spiral est un ressort fixé par son extrémité intérieure à l'arbre du balancier et par son extrémité extérieure à un pont du balancier. Le spiral s'expand et se contracte régulièrement faisant osciller le balancier dans des mouvements d'aller-retour. Il assure, par son élasticité, les oscillations régulières du balancier.
  • L'organe réglant est associé le plus souvent à un échappement à ancre, notamment à ancre suisse, qui permet d'entretenir les oscillations dudit organe réglant en lui transmettant par des impulsions régulières, à une fréquence déterminée, une fraction d'énergie de la source d'énergie dudit mouvement horloger.
  • Toutefois, l'énergie reçue de la source d'énergie par le balancier-spiral via l'échappement n'est pas utilisée à 100% du fait de la dissipation d'énergie due notamment à la gravité terrestre ainsi qu'aux frottements et à la résistance des spires lors du développement en expansion et en contraction du spiral entrainant les oscillations du balancier dans un sens puis dans l'autre tout au long du fonctionnement du mouvement.
  • Diverses solutions ont été développées afin d'améliorer le rendement des mécanismes d'échappements, en proposant par exemples différentes constructions d'ancres ou de roues d'échappement, ou en utilisant de nouveaux matériaux tels que le silicium, afin de réduire les frottements.
  • Toutefois, les pièces développées sont généralement de construction complexe.
  • La présente invention a pour but de proposer un nouvel organe réglant qui permet d'augmenter significativement le rendement de son mécanisme d'échappement afin d'en améliorer les performances.
    • Divulguation de l'invention
  • A cet effet, l'invention concerne un organe réglant d'un mouvement horloger destiné à osciller autour d'un axe d'oscillation, ledit organe réglant comprenant un balancier et un arbre de balancier centré sur l'axe d'oscillation et portant ledit balancier, ledit balancier portant à sa périphérie au moins une masse lourde.
  • Selon l'invention, l'arbre de balancier est solidaire d'au moins une butée et l'organe réglant comprend en outre un dispositif repousseur agencé pour, lors d'une oscillation du balancier dans chaque sens, coopérer avec ladite au moins une butée pour la repousser afin de donner audit balancier une impulsion qui relance son oscillation dans le sens opposé.
  • Selon les modes de réalisation, ledit dispositif repousseur peut comprendre un ou deux organe(s) repousseur(s) comprenant une première extrémité solidaire d'un bâti du mouvement via un système de fixation et une deuxième extrémité apte à coopérer avec ladite au moins une butée.
  • Un tel dispositif repousseur permet de ne plus utiliser de ressort-spiral. Par conséquent, la perte d'énergie liée au développement en expansion et en contraction du ressort-spiral traditionnel est supprimée.
  • D'une manière avantageuse, ledit organe réglant comprend un rail de guidage solidaire du bâti et le système de fixation du dispositif repousseur comprend au moins un élément de fixation solidaire de la première extrémité du ou des organe(s) repousseur(s) et agencé pour coulisser dans le rail de guidage de manière à pouvoir modifier la position angulaire du ou des organe(s) repousseur(s) par rapport à l'axe d'oscillation.
  • Ainsi, en modifiant la position angulaire du ou des organe(s) repousseur(s), il est possible de modifier l'amplitude des oscillations du balancier, et donc sa fréquence.
  • Dans un mode de réalisation préféré, ladite au moins une butée est une plaquette présentant deux faces principales, l'une desdites faces venant coopérer avec ledit ou l'un desdits organes repousseurs lorsque le balancier oscille dans un sens, et l'autre desdites faces venant coopérer avec ledit ou l'autre organe repousseur lorsque le balancier oscille dans l'autre sens.
  • D'une manière avantageuse, le ou les organe(s) repousseur(s) peuvent être une lame flexible agencée pour repousser ladite au moins une butée par effet mécanique ou une lame rigide agencée pour repousser ladite au moins une butée par effet magnétique.
  • L'invention concerne également un mécanisme d'échappement comprenant un organe réglant tel que défini ci-dessus.
  • Un tel mécanisme d'échappement est libéré des effets négatifs liés au ressort-spiral traditionnel de sorte que son rendement est augmenté de manière significative.
  • L'invention concerne également une pièce d'horlogerie comportant au moins un organe réglant ou au moins un mécanisme d'échappement tel que défini ci-dessus.
    • Brève description des dessins
  • 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 :
    • la figure 1 est une vue schématisée d'un organe réglant selon l'invention selon une première configuration;
    • les figures 2 et 3 sont des vues schématisées de l'organe réglant de la figure 1 dans une oscillation dans le sens horaire, respectivement antihoraire;
    • la figure 4 est une vue schématisée de l'organe réglant selon l'invention selon une deuxième configuration ;
    • les figures 5 et 6 sont des vues schématisées de l'organe réglant de la figure 4 dans une oscillation dans le sens horaire, respectivement antihoraire;
    • la figure 7 est une vue schématisée d'un premier mode de réalisation d'un mécanisme d'échappement comprenant un organe réglant selon la figure 1 ; et
    • la figure 8 est une vue schématisée d'un deuxième mode de réalisation d'un mécanisme d'échappement comprenant un organe réglant selon la figure 1.
    Modes de réalisation de l'invention
  • La présente invention concerne un organe réglant d'un mouvement horloger destiné à osciller autour d'un axe d'oscillation A, ledit organe réglant comprenant un balancier et un arbre de balancier centré sur l'axe d'oscillation A et portant ledit balancier, ledit balancier portant à sa périphérie au moins une masse lourde.
  • Conformément à l'invention, l'arbre de balancier est solidaire d'au moins une butée et l'organe réglant comprend en outre un dispositif repousseur agencé pour, lors d'une oscillation du balancier dans chaque sens, coopérer avec ladite au moins une butée pour la repousser afin de donner audit balancier une impulsion qui relance son oscillation dans le sens opposé.
  • Dans la présente description, le terme « oscillation » désigne une alternance, c'est-à-dire le déplacement du balancier entre deux positions extrêmes consécutives.
  • Ladite au moins une butée peut être solidaire directement de l'arbre de balancier ou peut être prévue sur une extension de l'arbre de balancier. Elle est positionnée par rapport au dispositif repousseur de sorte que, lors de chaque oscillation du balancier et donc d'une rotation de l'arbre de balancier dans un sens ou dans l'autre, le dispositif repousseur puisse agir sur ladite au moins une butée, par exemple par effet mécanique ou par effet magnétique, en la repoussant, de manière à inverser le sens de rotation de l'arbre de balancier.
  • En référence aux figures 1 et 4, il est représenté un tel organe réglant 1 selon un mode de réalisation de l'invention. Cet organe réglant 1 comprend un balancier 2 et un arbre de balancier 3 centré sur l'axe d'oscillation A de l'organe réglant.
  • L'arbre de balancier 3 peut être monté pivotant selon l'axe d'oscillation A entre un pont de balancier et la platine par exemple ou dans une cage tournante pour constituer un tourbillon. Ladite cage peut être également montée pivotante sur un seul élément, tel qu'une platine, sans pont supérieur, afin de constituer un tourbillon volant.
  • Le balancier 2 comprend au moins deux bras 4 directement solidaires de l'arbre de balancier 3. Dans un autre mode de réalisation représenté sur les figures 7 et 8, les bras 4 sont solidaires de l'arbre de balancier 3 par l'intermédiaire d'un moyeu 5 centré sur l'axe d'oscillation A et destiné à être rendu solidaire de l'arbre de balancier 3 (par chassage par exemple). Chaque bras 4 s'étend dans un plan perpendiculaire à l'axe d'oscillation A et radialement à partir de l'arbre de balancier 3. Chaque bras 4 porte à son extrémité libre une masse lourde 6 constituée de préférence par une masselotte, qui est avantageusement de forme circulaire et présente un profil aérodynamique.
  • Dans les exemples décrits, le balancier 2 comprend quatre bras 4 disposés en croix. Il est bien évident que le nombre de bras ou la forme du balancier peuvent être adaptés en fonction des propriétés recherchées de l'échappement du mouvement. Par exemple, deux, trois ou plus de bras disposés en étoile peuvent être utilisés. Le balancier pourrait également présenter une forme circulaire pleine ou toute autre forme appropriée. Par exemple, les masselottes peuvent être déplacées sur les bras par rapport à l'axe d'oscillation A.
  • Le dispositif repousseur 10 utilisé conformément à l'invention comprend un ou deux organe(s) repousseur(s) 12 comprenant chacun une première extrémité 12a solidaire d'un élément 13 du bâti du mouvement via un système de fixation 14 et une deuxième extrémité 12b apte à coopérer avec ladite au moins une butée 8. La deuxième extrémité 12b du ou des organes repousseurs 12 définit les positions extrêmes de l'alternance du balancier.
  • Dans un mode de réalisation, le système de fixation 14 peut être agencé pour que la première extrémité 12a de chaque organe repousseur 12 soit fixée au bâti du mouvement sans pouvoir être déplacée à volonté une fois le mouvement assemblé.
  • Dans un autre mode de réalisation préféré, le système de fixation 14 est agencé pour que la première extrémité 12a de chaque organe repousseur 12 soit fixée au bâti du mouvement de manière à pouvoir être déplacée afin de pouvoir positionner les organes repousseurs 12 selon différentes positions angulaires autour de l'axe d'oscillation A. A cet effet, l'organe réglant comprend un rail de guidage 16, de préférence circulaire et coaxial à l'axe d'oscillation A, solidaire du bâti. Et le système de fixation 14 du dispositif repousseur 10 comprend au moins un élément de fixation 14a solidaire de la première extrémité 12a du ou des organe(s) repousseur(s) 12 et agencé pour coulisser dans le rail de guidage 16 de manière à pouvoir modifier la position angulaire du ou des organe(s) repousseur(s) 12 par rapport à l'axe d'oscillation A lors de la construction du mouvement ou lors de son utilisation. Il est de préférence prévu un mécanisme de commande (non représenté) du ou des éléments de fixation 14a agencé pour pouvoir actionner ledit élément de fixation 14a depuis l'extérieur du mouvement, afin de pouvoir déplacer ledit élément de fixation 14a angulairement par rapport à l'axe d'oscillation A à la demande. De préférence, le mécanisme de commande est accessible à un utilisateur depuis l'extérieur de la boite de montre renfermant le mouvement afin de pouvoir être actionné notamment lors de l'utilisation de la montre.
  • Chaque organe repousseur 12 et la au moins une butée 8 sont positionnés l'un par à l'autre de manière à pouvoir coopérer l'un avec l'autre sans entraver par ailleurs les oscillations des bras 4 du balancier 2. Par exemple, la au moins une butée 8 et les organes repousseurs 12 sont disposés dans des plans différents de celui des bras 4 du balancier 2. Lorsqu'il est prévu plusieurs organes repousseurs (un ou deux) et plusieurs butées (de préférence une, deux, ou quatre), les organes repousseurs et les butées sont positionnés les uns par rapport aux autres de sorte que chaque organe repousseur coopère avec sa butée associée sans nuire aux oscillations régulières de l'organe réglant. Par ailleurs, un organe repousseur agencée pour repousser une butée par effet mécanique peut être combiné à un organe repousseur agencée pour repousser une butée par effet magnétique. On peut ainsi prévoir par exemple un organe repousseur et deux butées, deux organes repousseurs et deux butées, ou deux organes repousseurs et quatre butées.
  • D'une manière avantageuse, le ou les organe(s) repousseur(s) 12 se présente(nt) sous la forme d'une lame s'étendant en direction de l'arbre de balancier 3 et qui présente une longueur suffisante afin que la deuxième extrémité 12b dudit organe repousseur 12 puisse agir sur la au moins une butée 8 lors de la rotation de l'arbre de balancier 3. La première extrémité 12a de l'organe repousseur 12 est positionnée sur le bâti de sorte que la deuxième extrémité 12b dudit organe repousseur 12 est positionnée dans la course qu'aura la au moins une butée 8 lors des oscillations du balancier 2. Lorsque deux organes repousseurs 12 sont utilisés, ils sont de préférence identiques afin d'agir de la même façon sur la au moins une butée 8. Ils sont agencés de sorte que la au moins une butée 8 coopère avec l'un des organes repousseurs 12 lors des oscillations du balancier 2 dans un sens de rotation et que ladite au moins une butée 8 coopère avec l'autre organe repousseur 12 lors des oscillations du balancier 2 dans l'autre sens de rotation.
  • De préférence, la au moins une butée 8 se présente sous la forme d'une plaquette ou d'une dent présentant deux faces principales (i.e. les faces longitudinales) s'étendant de préférence dans des plans parallèles à l'axe d'oscillation A, l'une desdites faces principales venant coopérer avec ledit ou l'un desdits organes repousseurs 12 lorsque le balancier 2 oscille dans un sens, et l'autre desdites faces principales venant coopérer avec ledit ou l'autre organe repousseur 12 lorsque le balancier 2 oscille dans l'autre sens.
  • Dans un mode de réalisation préféré, le ou les organe(s) repousseur(s) 12 sont respectivement une lame flexible, souple et élastique, agencée pour repousser la au moins une butée 8 par effet mécanique.
  • Dans les exemples représentés, il est prévu une butée 8 et le dispositif repousseur 10 comprend deux organes repousseurs 12, chacun étant sous la forme d'une lame flexible, les deux faces principales de chaque lame (i.e. les faces longitudinales) s'étendant en direction de l'arbre de balancier 3 dans des plans parallèles à l'axe d'oscillation A, leur axe longitudinal étant perpendiculaire audit axe d'oscillation A et parallèle au plan du balancier 2. Ainsi l'une des faces principales de la butée 8 viendra au contact de l'une faces principales de l'extrémité 12b de la lame formant l'organe repousseur 12 lors de chaque oscillation du balancier 2.
  • Dans l'exemple représenté sur les figures 1 à 3, le dispositif repousseur 10 comprend deux organes repousseurs 12, 12', ici sous forme de lames flexibles de même longueur, qui sont disposés côte à côte, leurs premières extrémités 12a, 12a' étant fixées de préférence sur un même élément de fixation 14a du système de fixation 14. Il est bien évident que deux éléments de fixation 14a disposés côte à côté pourraient être utilisés.
  • Dans une variante non représentée, l'élément de fixation 14a pourrait être fixé de manière solidaire directement sur l'élément 13 du bâti de sorte que la position des organes repousseurs 12, 12' par rapport à l'axe d'oscillation A est définitive une fois l'élément de fixation 14a fixé au bâti.
  • Dans un mode de réalisation préféré représenté sur les figures 1 à 3, l'élément de fixation 14a est monté coulissant dans le rail 16 de sorte que les deux organes repousseurs 12, 12' sous forme de lame peuvent être déplacés ensemble autour de l'axe d'oscillation A lors du montage du mouvement afin de positionner le balancier pour qu'il oscille correctement par rapport au mécanisme d'échappement. Une fois l'élément de fixation 14a positionné à l'endroit souhaité, il est verrouillé sur le rail 16.
  • Le fonctionnement de l'organe réglant 1 est le suivant : lorsque le balancier 2 oscille dans le sens horaire, comme représenté sur la figure 2, la butée 8 portée par l'arbre de balancier 3 pivote dans le sens horaire H avec l'arbre de balancier 3 en rotation autour de l'axe d'oscillation A jusqu'à ce que la face principale avant (dans le sens de rotation) de ladite butée 8 entre au contact de l'extrémité 12b de l'organe repousseur 12 sous forme de lame flexible. L'organe repousseur 12 stoppe la rotation de la butée 8 et donc du balancier 2 dans le sens horaire et par un effet de rebond du fait de sa flexibilité, repousse ladite butée 8 dans le sens antihoraire, ce qui a pour effet de renvoyer l'arbre de balancier 3 dans le sens antihoraire. La poussée de l'organe repousseur 12 sur la butée 8 donne au balancier 2 l'impulsion nécessaire pour relancer son oscillation dans le sens antihoraire. Le balancier 2 tourne alors dans le sens antihoraire AH comme représenté sur la figure 3, jusqu'à ce que l'autre face principale de la butée 8 entre au contact de l'extrémité 12b' de l'organe repousseur 12' sous forme de lame flexible. L'organe repousseur 12' stoppe la rotation de la butée 8 et donc du balancier 2 dans le sens antihoraire et par un effet de rebond du fait de sa flexibilité, repousse ladite butée 8 dans le sens horaire, ce qui a pour effet de renvoyer l'arbre de balancier 3 dans le sens horaire. La poussée de l'organe repousseur 12' sur la butée 8 donne au balancier 2 l'impulsion nécessaire pour relancer son oscillation dans le sens horaire, et ainsi de suite.
  • Cette configuration dans laquelle les deux organes repousseurs 12, 12' sont fixés côte à côte permet au balancier 2 d'avoir une amplitude maximale de 100%, la fréquence étant alors minimale.
  • Dans l'exemple représenté sur les figures 4 à 6, les deux organes repousseurs 12, 12' sont positionnés autour de l'arbre de balancier 3 de telle sorte que leurs premières extrémités 12a, 12a' sont fixées sur deux éléments de fixation 14a, 14b distincts du système de fixation 14 et forment avec l'axe d'oscillation A un angle α compris entre 20° et 340°. L'angle α est ici égal à 180°.
  • Les éléments de fixation 14a, 14b pourraient être fixés de manière solidaire directement sur l'élément 13 du bâti de sorte que la position des organes repousseurs 12, 12' par rapport à l'axe d'oscillation A est définitive une fois les éléments de fixation 14a, 14b fixés au bâti.
  • Dans un mode de réalisation préféré, les éléments de fixation 14a, 14b sont verrouillés sur le rail 16 après leur mise en place mais ils peuvent être déverrouillés afin de coulisser dans le rail 16 à la demande d'un utilisateur qui commande le déplacement des éléments de fixation 14a, 14b depuis l'extérieur de la boite de montre. Ainsi, les deux organes repousseurs 12, 12' peuvent être déplacés autour de l'axe d'oscillation A lors du fonctionnement du mouvement afin d'adapter l'amplitude et donc la fréquence du balancier 2 en fonction des besoins du mouvement.
  • Lorsque le balancier 2 oscille dans le sens horaire, comme représenté sur la figure 5, la butée 8 portée par l'arbre de balancier 3 pivote dans le sens horaire H avec l'arbre de balancier 3 en rotation autour de l'axe d'oscillation A jusqu'à ce que la face principale avant (dans le sens de rotation) de ladite butée 8 entre au contact de l'extrémité 12b de l'organe repousseur 12. Celui-ci stoppe la rotation de la butée 8 et donc du balancier 2 dans le sens horaire et par un effet de rebond du fait de sa flexibilité, repousse ladite butée 8 dans le sens antihoraire, ce qui a pour effet de renvoyer l'arbre de balancier 3 dans le sens antihoraire. La poussée de l'organe repousseur 12 sur la butée 8 donne au balancier 2 l'impulsion nécessaire pour relancer son oscillation dans le sens antihoraire. Le balancier 2 tourne alors dans le sens antihoraire AH comme représenté sur la figure 6, jusqu'à ce que l'autre face principale de la butée 8 entre au contact de l'extrémité 12b' de l'organe repousseur 12'. Celui-ci stoppe la rotation de la butée 8 et donc du balancier 2 dans le sens antihoraire et par un effet de rebond du fait de sa flexibilité, repousse ladite butée 8 dans le sens horaire, ce qui a pour effet de renvoyer l'arbre de balancier 3 dans le sens horaire. La poussée de l'organe repousseur 12' sur la butée 8 donne au balancier 2 l'impulsion nécessaire pour relancer son oscillation dans le sens horaire, et ainsi de suite.
  • Cette configuration dans laquelle les deux organes repousseurs 12, 12' sont disposés à 180° permet au balancier 2 d'avoir une amplitude réduite de moitié, de sorte que la fréquence est alors doublée. Il est bien évident que l'angle entre les deux organes repousseurs 12, 12' peut être différent de 180°. Il sera choisi en fonction de l'amplitude et donc de la fréquence souhaitées pour le balancier 2.
  • Les organes repousseurs peuvent avantageusement être déplacés à la demande de l'utilisateur lorsque la réserve de marche du mouvement diminue et que l'énergie consommée par l'organe réglant doit être réduite ou en fonction des besoins ou des préférences de caractéristiques de fonctionnement définies dans le cahier des charges du constructeur.
  • Dans un mode de réalisation non représenté, le ou chaque organe repousseur est pourvu d'un premier élément magnétique, et la au moins une butée 8 est pourvue d'un second élément magnétique, lesdits premier et second éléments magnétiques étant de pôles identiques afin de se repousser.
  • De préférence, ledit ou chaque organe repousseur peut être une lame rigide de longueur adéquate et agencée pour repousser la au moins une butée 8 par effet magnétique. A cet effet, le ou chaque organe repousseur porte à sa deuxième extrémité ledit premier élément magnétique apte à coopérer avec le second élément magnétique porté par la au moins une butée.
  • Dans un mode de réalisation non représenté, le dispositif repousseur 10 peut comprendre un seul organe repousseur utilisé à chaque .
  • Dans un mode de réalisation non représenté, le ou chaque organe repousseur, par exemple sous forme de lame, peut être positionné de sorte que le ou chaque organe repousseur s'étend dans un ou des plans parallèles à l'axe d'oscillation A et passant de préférence par l'axe A, leur axe longitudinal étant parallèle audit axe d'oscillation A. Dans ce cas, le rail n'est pas prévu autour de la au moins une butée mais au-dessus ou au-dessous afin que l'axe longitudinal des lames soit perpendiculaire au plan du balancier. Ainsi, au lieu d'être dans un plan « horizontal » perpendiculaire à l'axe d'oscillation A, les lames peuvent être disposées dans des plans «verticaux » parallèles à l'axe d'oscillation A.
  • En référence aux figures 7 et 8, l'invention concerne également un mécanisme d'échappement comprenant une roue d'échappement 18, une ancre d'échappement 20 et un organe réglant 1 tel que défini ci-dessus, l'ancre d'échappement 20 étant agencée pour coopérer avec une cheville 22 prévue sur un plateau 24 porté par ledit organe réglant 1.
  • En référence plus particulièrement à la figure 7, le mécanisme d'échappement est le mécanisme d'échappement hautement efficace décrit dans le brevet EP 2 504 737 . Dans ce cas, il est également prévu sur le plateau 24 un doigt 26 agencé pour coopérer avec la roue d'échappement 18, comme cela est décrit dans le brevet EP 2 504 737 .
  • En référence plus particulièrement à la figure 8, le mécanisme d'échappement est le mécanisme d'échappement à ancre suisse traditionnel.
  • Il est bien évident que tout autre type d'échappement approprié peut être utilisé.
  • Comme déjà indiqué ci-dessus, l'échappement et l'organe réglant peuvent être montés directement sur le bâti du mouvement ou dans une cage tournante qui peut être montée entre deux points de pivotement, ou qui peut être volante, afin de constituer un tourbillon.
  • L'organe réglant selon l'invention permet de ne plus utiliser de ressort-spiral traditionnel, de sorte que ledit organe réglant est libre de toute contrainte rencontrée habituellement avec un ressort-spiral. Sans ressort-spiral, il n'y a plus aucune résistance et donc plus de perte d'énergie liée au développement du ressort-spiral en expansion et en contraction. De plus, le balancier avec ses masselottes agit comme un volant d'inertie.
  • Ainsi, l'efficacité du mécanisme d'échappement est augmentée de manière significative.

Claims (12)

  1. Organe réglant (1) d'un mouvement horloger destiné à osciller autour d'un axe d'oscillation (A), ledit organe réglant (1) comprenant un balancier (2) et un arbre de balancier (3) centré sur l'axe d'oscillation (A) et portant ledit balancier (2), ledit balancier (2) portant à sa périphérie au moins une masse lourde (6), caractérisé en ce que l'arbre de balancier (3) est solidaire d'au moins une butée (8) et en ce que l'organe réglant (1) comprend en outre un dispositif repousseur (10) agencé pour, lors d'une oscillation du balancier (2) dans chaque sens, coopérer avec ladite au moins une butée (8) pour la repousser afin de donner audit balancier (2) une impulsion qui relance son oscillation dans le sens opposé.
  2. Organe réglant (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif repousseur (10) comprend un ou deux organe(s) repousseur(s) (12, 12') comprenant une première extrémité (12a, 12a') solidaire d'un bâti du mouvement via un système de fixation (14) et une deuxième extrémité (12b, 12b') apte à coopérer avec ladite au moins une butée (8).
  3. Organe réglant (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend un rail de guidage (16) solidaire du bâti et en ce que le système de fixation (14) du dispositif repousseur (10) comprend au moins un élément de fixation (14a, 14b) solidaire de la première extrémité (12a, 12a') du ou des organe(s) repousseur(s) (12, 12') et agencé pour coulisser dans le rail de guidage '16) de manière à pouvoir modifier la position angulaire du ou des organe(s) repousseur(s) (12, 12') par rapport à l'axe d'oscillation (A).
  4. Organe réglant (1) selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le dispositif repousseur (10) comprend deux organes repousseurs (12, 12') disposés côte à côte, leurs premières extrémités (12a, 12a') étant fixées de préférence sur un même élément de fixation (14a) du système de fixation (14).
  5. Organe réglant (1) selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le dispositif repousseur (10) comprend deux organes repousseurs (12, 12') positionnés autour de l'arbre de balancier (3), leurs premières extrémités (12a, 12a') étant fixées sur deux éléments de fixation (14a, 14b) distincts du système de fixation (14) et formant avec l'axe d'oscillation (A) un angle compris entre 20° et 340°.
  6. Organe réglant (1) selon l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ladite au moins une butée (8) est une plaquette présentant deux faces principales, l'une desdites faces venant coopérer avec ledit ou l'un desdits organes repousseurs (12, 12') lorsque le balancier (2) oscille dans un sens, et l'autre desdites faces venant coopérer avec ledit ou l'autre organe repousseur (12, 12') lorsque le balancier (2) oscille dans l'autre sens.
  7. Organe réglant (1) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'organe repousseur (12, 12') est une lame flexible.
  8. Organe réglant (1) selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que l'organe repousseur est pourvu d'un premier élément magnétique, et en ce que ladite au moins une butée est pourvue d'un second élément magnétique, lesdits premier et second éléments magnétiques étant de pôles identiques.
  9. Organe réglant (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'organe repousseur est une lame rigide et porte à sa deuxième extrémité le premier élément magnétique apte à coopérer avec le second élément magnétique porté par ladite au moins une butée.
  10. Organe réglant (1) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le balancier (2) comprend au moins deux bras (4) solidaires de l'arbre de balancier (3) ou d'un moyeu (5) centré sur l'axe d'oscillation (A) et destiné à être rendu solidaire de l'arbre de balancier (3), chaque bras (4) s'étendant radialement et portant à son extrémité libre une masselotte constituant la masse lourde (6).
  11. Mécanisme d'échappement d'un mouvement horloger comprenant une roue d'échappement (18), une ancre d'échappement (20) et un organe réglant (1) selon l'une des revendications 1 à 10, l'ancre d'échappement (20) étant agencée pour coopérer avec une cheville (22) prévue sur un plateau (24) porté par ledit organe réglant (1).
  12. Pièce d'horlogerie comportant au moins un organe réglant (1) selon l'une des revendications 1 à 10 ou au moins un mécanisme d'échappement selon la revendication 11.
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