CH709755B1 - Clock mechanism with a tuning fork resonator. - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un mécanisme d’horlogerie mécanique comportant un bâti sur lequel est monté: un diapason (1) composé d’une base (2) et de deux branches (3, 4), la base étant fixe en référence au bâti et les deux branches (3, 4) étant susceptibles d’osciller en opposition de phase, une roue de diapason (10) munie d’une denture (11) et entraînée en rotation par un organe moteur auquel elle est reliée par un rouage, une dent d’arrêt (8, 9) solidaire d’une branche (3, 4) du diapason (1) et susceptible de coopérer avec la denture (11) de la roue de diapason (10) de manière à bloquer la rotation de la roue de diapason (10) périodiquement en rapport à la fréquence d’oscillation du diapason (1), un organe d’impulsion (12) destiné à entretenir les oscillations du diapason (1), l’organe d’impulsion (12) étant distinct de la roue de diapason (10) et étant monté sur un élément du bâti. Le mécanisme d’horlogerie comporte encore un dispositif d’armage et de détente (17) de l’organe d’impulsion (12), synchronisé avec la roue de diapason (10) et agencé pour que la période de l’organe d’impulsion soit au moins deux fois la période d’oscillation du diapason.The invention relates to a mechanical clockwork mechanism comprising a frame on which is mounted: a tuning fork (1) composed of a base (2) and two branches (3, 4), the base being fixed with reference to the frame and the two branches (3, 4) being able to oscillate in phase opposition, a tuning fork wheel (10) provided with a set of teeth (11) and driven in rotation by a motor unit to which it is connected by a gear train, a stop tooth (8, 9) integral with a branch (3, 4) of the tuning fork (1) and capable of cooperating with the toothing (11) of the tuning fork wheel (10) so as to block the rotation of the tuning fork wheel (10) periodically related to the oscillating frequency of the tuning fork (1), a pulse member (12) for sustaining oscillations of the tuning fork (1), the impulse member (12) being separate from the tuning fork wheel (10) and mounted on a frame member. The clockwork mechanism further comprises a device for arming and relaxing (17) the pulse member (12), synchronized with the tuning fork wheel (10) and arranged so that the period of the body of pulse is at least twice the oscillation period of the tuning fork.
Description
DescriptionDescription
Domaine technique [0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement, un mécanisme d’horlogerie exclusivement mécanique muni d’un résonateur diapason.Technical Field [0001] The present invention relates to the field of watchmaking. More particularly, it relates to an exclusively mechanical clockwork mechanism fitted with a tuning fork resonator.
[0002] Il est connu qu’un diapason constitue un oscillateur qui présente un facteur qualité bien supérieur à celui d’un oscillateur balancier-spiral utilisé conventionnellement dans l’horlogerie, en partie en raison des forces de frottement présentes au niveau du pivot du balancier. Par ailleurs, la plus haute fréquence d’oscillation des diapasons comparativement aux oscillateurs balancier-spiral, permet d’améliorer la précision d’un mécanisme d’horlogerie intégrant un tel oscillateur. Il est donc avantageux en terme de précision et de réserve de marche, d’utiliser un oscillateur diapason pour compter le temps.It is known that a tuning fork constitutes an oscillator which has a quality factor much higher than that of a balance-spring oscillator conventionally used in watchmaking, partly due to the friction forces present at the pivot of the balance. In addition, the higher frequency of oscillation of the tuning forks compared to balance-spring oscillators, improves the precision of a clockwork mechanism incorporating such an oscillator. It is therefore advantageous in terms of precision and power reserve, to use a tuning fork oscillator to count the time.
Etat de la technique [0003] Malgré ces propriétés avantageuses, on connaît peu d’exemple intégrant un diapason dans un mécanisme d’horlogerie exclusivement mécanique.STATE OF THE ART Despite these advantageous properties, little example is known of integrating a tuning fork in an exclusively mechanical clockwork mechanism.
[0004] On connaît, notamment, le brevet FR 73 414 délivré à Louis-François-Clément Breguet sur la base d’une demande du 26 octobre 1866, qui propose un mécanisme d’horlogerie comportant un rouage terminé par une roue d’échappement coopérant avec une ancre solidaire de l’extrémité d’une branche d’un diapason. Ce dispositif a été mis en oeuvre dans une horloge avec un diapason de grande dimension, possédant une fréquence de résonnance peu élevée. Un tel système est difficilement adaptable à un mécanisme d’horlogerie de petite dimension comme celui d’une montre bracelet. Par ailleurs, cet échappement n’est pas de type libre puisqu’une des deux palettes de l’ancre est toujours en prise avec la roue d’échappement. L’énergie transmise par la roue d’échappement à l’ancre pour entretenir les oscillations du diapason, demande un couple moteur important et induit des forces de frottement élevées entre l’ancre et la roue d’échappement. Il en résulte une usure importante des pièces en contact et une consommation d’énergie élevée.We know, in particular, the patent FR 73 414 issued to Louis-François-Clément Breguet on the basis of a request of October 26, 1866, which offers a clockwork mechanism comprising a cog completed by an escape wheel cooperating with an anchor secured to the end of a branch of a tuning fork. This device has been implemented in a clock with a large tuning fork, having a low resonant frequency. Such a system is difficult to adapt to a small clockwork mechanism like that of a wristwatch. Furthermore, this escapement is not of the free type since one of the two pallets of the anchor is still engaged with the escapement wheel. The energy transmitted by the escapement wheel to the anchor to maintain the oscillations of the tuning fork, requires significant engine torque and induces high friction forces between the anchor and the escapement wheel. This results in significant wear of the parts in contact and a high energy consumption.
[0005] La demande WO 2013/045 573 dévoile un autre résonateur mécanique à diapason faisant intervenir une ancre pivotée sur le bâti et munie de bras coopérant avec des goupilles fixées à un support solidaire d’une branche du diapason. Cet agencement se rapproche de celui conventionnel d’un résonateur de type balancier-spiral dans lequel la fourchette d’ancre et la cheville de plateau auraient été remplacées par les bras et le support.WO 2013/045 573 discloses another mechanical tuning fork resonator involving an anchor pivoted on the frame and provided with arms cooperating with pins fixed to a support integral with a branch of the tuning fork. This arrangement is similar to that of a conventional balance-spring type resonator in which the anchor fork and the platform pin have been replaced by the arms and the support.
[0006] Dans les deux mécanismes ci-dessus, une impulsion est transmise par la roue d’échappement au diapason à chaque alternance, soit deux fois par période d’oscillation. Il en résulte un nombre de chocs et des accélérations des pièces en mouvement d’autant plus importants que la fréquence d’oscillation est élevée, ce qui occasionne une consommation d’énergie importante et des perturbations de la période d’oscillation. Les interactions de la roue d’échappement avec l’ancre plusieurs fois par période d’oscillation, ne permettent pas de bénéficier pleinement du facteur qualité élevé d’un diapason.In the two above mechanisms, an impulse is transmitted by the escapement wheel to the tuning fork at each half-cycle, ie twice per period of oscillation. This results in a number of shocks and accelerations of the moving parts which are greater the higher the oscillation frequency, which causes significant energy consumption and disturbances of the oscillation period. The interactions of the escapement wheel with the anchor several times during a period of oscillation do not fully benefit from the high quality factor of a tuning fork.
[0007] Il est à noter que d’autres solutions techniques ont été proposées mettant en oeuvre un diapason ayant des interactions magnétiques avec un dispositif mécanique ou un circuit électrique. Ces solutions n’étant pas purement mécaniques, elles n’entrent pas dans le cadre de l’invention.It should be noted that other technical solutions have been proposed using a tuning fork having magnetic interactions with a mechanical device or an electrical circuit. These solutions are not purely mechanical, they do not fall within the scope of the invention.
[0008] La présente invention a pour but de proposer un mécanisme d’horlogerie muni d’un résonateur diapason dont la consommation d’énergie et le fonctionnement sont optimisés et qui puisse s’intégrer dans une montre bracelet.The present invention aims to provide a clockwork mechanism provided with a tuning fork resonator whose energy consumption and operation are optimized and which can be integrated into a wristwatch.
Divulguation de l’invention [0009] L’invention concerne un mécanisme d’horlogerie mécanique comportant un bâti sur lequel est monté:Disclosure of the invention The invention relates to a mechanical clockwork mechanism comprising a frame on which is mounted:
- un diapason composé d’une base et de deux branches, la base étant fixe en référence au bâti et les deux branches étant susceptibles d’osciller en opposition de phase,- a tuning fork composed of a base and two branches, the base being fixed with reference to the frame and the two branches being liable to oscillate in phase opposition,
- une roue de diapason munie d’une denture et entraînée en rotation par un organe moteur auquel elle est reliée par un rouage,- a tuning fork wheel with teeth and rotated by a drive member to which it is connected by a gear train,
- une dent d’arrêt solidaire d’une branche du diapason et susceptible de coopérer avec la denture de la roue de diapason de manière à bloquer la rotation de la roue de diapason périodiquement en rapport à la fréquence d’oscillation du diapason,a stop tooth secured to a branch of the tuning fork and capable of cooperating with the toothing of the tuning fork wheel so as to block the rotation of the tuning fork wheel periodically in relation to the oscillation frequency of the tuning fork,
- un organe d’impulsion destiné à entretenir les oscillations du diapason, l’organe d’impulsion étant distinct de la roue de diapason et étant monté sur un élément du bâti.- an impulse member intended to maintain the oscillations of the tuning fork, the impulse member being separate from the tuning fork wheel and being mounted on an element of the frame.
[0010] Le mécanisme d’horlogerie comporte encore un dispositif d’armage et de détente de l’organe d’impulsion, synchronisé avec la roue de diapason et agencé pour que la période de l’organe d’impulsion soit au moins deux fois la période d’oscillation du diapason.The clockwork mechanism further includes a device for winding and expanding the impulse member, synchronized with the tuning fork wheel and arranged so that the period of the impulse member is at least twice. the period of oscillation of the tuning fork.
[0011] Ainsi, l’objectif de l’invention est atteint en séparant la fonction de comptage des oscillations de celle d’impulsion. Il est ainsi possible de réduire au minimum le couple appliqué sur la roue de diapason et d’utiliser des diapasons de petites dimensions et de fréquence de résonnance élevée.Thus, the objective of the invention is achieved by separating the oscillation counting function from that of the impulse. It is thus possible to minimize the torque applied to the tuning fork wheel and to use small tuning forks with high resonance frequency.
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Brève description des dessins [0012] 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:Brief description of the drawings [0012] Other details of the invention will appear more clearly on reading the description which follows, made with reference to the appended drawing in which:
la fig. 1 représente une vue d’un résonateur diapason d’un mécanisme d’horlogerie selon l’invention;fig. 1 shows a view of a tuning fork resonator of a timepiece mechanism according to the invention;
la fig. 2 représente une vue du détail A de la fig. 1.fig. 2 shows a view of detail A of FIG. 1.
Mode de réalisation de l’invention [0013] On a représenté sur les fig. 1 et 2, un mode de réalisation d’un mécanisme d’horlogerie selon l’invention. Seuls les composants essentiels à la compréhension de l’invention ont été représentés.Embodiment of the invention [0013] There is shown in FIGS. 1 and 2, an embodiment of a clockwork mechanism according to the invention. Only the components essential to understanding the invention have been shown.
[0014] Le mécanisme d’horlogerie selon l’invention comporte un diapason 1 composé d’une base 2 fixée à un élément du bâti du mécanisme d’horlogerie et de deux branches 3 et 4 susceptibles d’osciller en opposition de phase de façon connue. Chacune des extrémités libres des deux branches est pourvue d’une masse inertielle 5. Avantageusement, on peut régler finement la position du centre de gravité des masses inertielles 5 le long de la direction longitudinale définie par les branches 3 et 4, afin de faire varier la fréquence d’oscillation du diapason. Des butées de limitation 6, fixées à un élément du bâti, permettent de limiter l’amplitude des oscillations du balancier. Chaque branche comporte une cheville 7, qui peut être rapportée sur les branches 3, 4. Des dents d’arrêt 8 et 9 sont agencées respectivement sur les branches 3 et 4. Ces dents d’arrêt peuvent être rapportées ou venues d’une pièce avec les branches 3, 4. L’utilité des chevilles 7 et des dents d’arrêt 8 et 9 apparaîtra par la suite. Le diapason 1 peut, par exemple, être réalisé en ou à base de matériaux de type silicium ou saphir.The timepiece mechanism according to the invention comprises a tuning fork 1 composed of a base 2 fixed to an element of the frame of the timepiece mechanism and of two branches 3 and 4 capable of oscillating in phase opposition so known. Each of the free ends of the two branches is provided with an inertial mass 5. Advantageously, the position of the center of gravity of the inertial masses 5 can be finely adjusted along the longitudinal direction defined by the branches 3 and 4, in order to vary the frequency of oscillation of the tuning fork. Limitation stops 6, fixed to an element of the frame, make it possible to limit the amplitude of the pendulum's oscillations. Each branch has a dowel 7, which can be attached to the branches 3, 4. Stop teeth 8 and 9 are arranged respectively on the branches 3 and 4. These stop teeth can be attached or come in one piece with branches 3, 4. The usefulness of the pegs 7 and the stop teeth 8 and 9 will become apparent later. The tuning fork 1 can, for example, be made of or based on materials of the silicon or sapphire type.
[0015] Une roue de diapason 10, pivotée sur le bâti, est entraînée en rotation par un organe moteur, de type barillet, auquel elle est reliée par un rouage, non représentés. La roue de diapason 10 est munie d’une denture 11 susceptible de coopérer avec les dents d’arrêt 8 et 9 comme cela sera expliqué plus en détails par la suite.A tuning fork wheel 10, pivoted on the frame, is rotated by a drive member, of the barrel type, to which it is connected by a gear train, not shown. The tuning fork wheel 10 is provided with a toothing 11 capable of cooperating with the stop teeth 8 and 9 as will be explained in more detail below.
[0016] Un organe d’impulsion 12 est agencé pour entretenir les oscillations du diapason 1. Il comporte un marteau 14 disposé à une extrémité d’un bras flexible 13, l’autre extrémité du bras flexible étant fixée à un élément du bâti. Une palette de levée 15, est montée à l’extrémité de l’organe d’impulsion 12, du côté du marteau 14, ou directement sur le marteau 14. Une butée d’impulsion 16 est agencée de manière à régler la course de l’organe d’impulsion 15. La butée est avantageusement montée de manière excentrique à un élément de bâti. Le rôle de ces différents éléments apparaîtra par la suite.An impulse member 12 is arranged to maintain the oscillations of the tuning fork 1. It comprises a hammer 14 disposed at one end of a flexible arm 13, the other end of the flexible arm being fixed to an element of the frame. A lifting pallet 15 is mounted at the end of the impulse member 12, on the side of the hammer 14, or directly on the hammer 14. A impulse stop 16 is arranged so as to adjust the stroke of the 'impulse member 15. The stopper is advantageously mounted eccentrically to a frame element. The role of these different elements will appear later.
[0017] Un dispositif d’armage et de détente 17 est encore prévu pour déformer élastiquement le bras flexible 13 et le libérer de manière à ce qu’il revienne soudainement à sa position de repos en restituant l’énergie accumulée. Ce dispositif d’armage et de détente 17 comporte une roue dentée 18 pivotée sur le bâti et entraînée en rotation par le rouage. Sa rotation est ainsi synchronisée avec celle de la roue de diapason. Une came 19, typiquement en colimaçon, est montée solidaire en rotation avec la roue dentée 18. La came comprend un changement rapide de rayon, selon une direction essentiellement radiale, pour permettre le retour brusque du bras flexible à sa position de repos.A winding and detent device 17 is further provided for elastically deforming the flexible arm 13 and releasing it so that it suddenly returns to its rest position while restoring the accumulated energy. This winding and detent device 17 comprises a toothed wheel 18 pivoted on the frame and driven in rotation by the gear train. Its rotation is thus synchronized with that of the tuning fork wheel. A cam 19, typically a spiral spiral, is mounted for rotation with the toothed wheel 18. The cam includes a rapid change of radius, in an essentially radial direction, to allow the flexible arm to return suddenly to its rest position.
[0018] Nous allons maintenant décrire le fonctionnement du mécanisme, pour illustrer les interactions entre les différentes parties qui viennent d’être décrites. Lorsque l’organe moteur est déchargé et que le mécanisme d’horlogerie est à l’arrêt, aucun couple moteur n’est transmis au rouage et le diapason est au repos dans la position neutre représentée aux fig. 1 et 2. Dans la position neutre du diapason, un jeu de passage est prévu entre les dents d’arrêts 8 et 9 et la denture 11 si bien que les dents d’arrêt 8 et 9 ne coopèrent pas avec la denture 11 de la roue de diapason 10.We will now describe the operation of the mechanism, to illustrate the interactions between the different parts which have just been described. When the drive unit is unloaded and the clockwork mechanism is stopped, no engine torque is transmitted to the train and the tuning fork is at rest in the neutral position shown in figs. 1 and 2. In the neutral position of the tuning fork, a clearance is provided between the stop teeth 8 and 9 and the teeth 11 so that the stop teeth 8 and 9 do not cooperate with the teeth 11 of the tuning fork wheel 10.
[0019] Lorsque l’utilisateur remonte le mécanisme d’horlogerie, un couple moteur est transmis par le rouage à la roue de diapason 10 qui peut tourner sans être entravée par les dents d’arrêt 8 et 9. Concomitamment, le rouage entraîne également la roue dentée 18 en rotation dans le sens horaire en référence à la fig. 1. La palette de levée 15 est progressivement soulevée par la came 19, en armant le bras flexible 13. Arrivée au niveau du changement rapide de rayon de la came, la palette de levée 15 et le marteau 14 tombent brusquement sous l’action de l’effort de rappel du bras flexible 13 et le marteau 14 vient percuter les chevilles 7 disposées sur les branches 3 et 4 du diapason. La butée d’impulsion 16 a pour effet de relever le marteau 14 après la frappe et d’éviter les rebonds du marteau sur les chevilles 7. La butée d’impulsion 16 a également pour fonction d’éviter que le marteau ne frappe accidentellement les chevilles en cas de choc sur la montre. Cet agencement particulier permet au mécanisme décrit d’être auto-démarrant.When the user goes up the clockwork mechanism, a driving torque is transmitted by the gear train to the tuning fork wheel 10 which can turn without being hindered by the stop teeth 8 and 9. Concomitantly, the train also causes the toothed wheel 18 rotating clockwise with reference to FIG. 1. The lifting pallet 15 is gradually raised by the cam 19, by arming the flexible arm 13. Arriving at the level of the rapid change of radius of the cam, the lifting pallet 15 and the hammer 14 suddenly fall under the action of the return force of the flexible arm 13 and the hammer 14 strikes the pins 7 disposed on the branches 3 and 4 of the tuning fork. The impulse stop 16 has the effect of raising the hammer 14 after striking and of preventing the hammer from rebounding on the pegs 7. The impulse stop 16 also has the function of preventing the hammer from accidentally striking the ankles in the event of an impact on the watch. This particular arrangement allows the described mechanism to be self-starting.
[0020] Le choc du marteau sur les chevilles 7 écarte les branches 3 et 4 de leur position d’équilibre et lance la vibration du diapason selon sa fréquence propre de résonnance. Lors de la première demi-période d’oscillation, les branches passent de la position neutre à une position distale où leur écartement est maximum et reviennent à la position neutre. Lors de la deuxième demi-période d’oscillation, les branches passent de la position neutre à une position proximale puis reviennent vers la position neutre.The impact of the hammer on the pins 7 moves the branches 3 and 4 from their equilibrium position and starts the vibration of the tuning fork according to its natural frequency of resonance. During the first half-period of oscillation, the branches pass from the neutral position to a distal position where their spacing is maximum and return to the neutral position. During the second half-oscillation period, the branches move from the neutral position to a proximal position and then return to the neutral position.
[0021] Dès la première oscillation suivant la frappe du marteau 15, la dent d’arrêt 9, portée par la branche 4, se déplace selon une trajectoire quasi rectiligne et pénètre entre deux dents de la denture 11. Durant la première demi-période, une dent de la denture 11 arrive en appui contre la dent d’arrêt 9 ce qui a pour effet d’arrêter la rotation de la roue de diapasonFrom the first oscillation following the striking of the hammer 15, the stop tooth 9, carried by the branch 4, moves in an almost rectilinear trajectory and enters between two teeth of the toothing 11. During the first half-period , a tooth of the teeth 11 comes to bear against the stop tooth 9 which has the effect of stopping the rotation of the tuning fork wheel
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10. A la fin de la première demi-période d’oscillation, la dent d’arrêt 9 dégage de la denture 11 et la roue de diapason reprend sa rotation dans le sens anti-horaire en référence à la fig. 2.10. At the end of the first half-period of oscillation, the stop tooth 9 emerges from the toothing 11 and the tuning fork wheel resumes its rotation anti-clockwise with reference to FIG. 2.
[0022] Un système régulateur de vitesse, de type connu, par exemple un régulateur à inertie utilisé dans des mécanismes de sonnerie, peut être ajouté au mécanisme, afin de limiter la vitesse de la roue de diapason dans la phase de démarrage, et donc de maîtriser la vitesse et la position du premier impact de la denture 11 avec la dent d’arrêt 9, quelle que soit la position de départ de la roue 18.A speed regulator system, of known type, for example an inertia regulator used in striking mechanisms, can be added to the mechanism, in order to limit the speed of the tuning fork wheel in the start-up phase, and therefore to control the speed and the position of the first impact of the teeth 11 with the stop tooth 9, regardless of the starting position of the wheel 18.
[0023] Juste après que la dent 9 se soit dégagée de la denture 11, la dent d’arrêt 8, qui se déplace dans le sens opposé à la dent 9, pénètre à son tour entre deux dents de la denture 11. Durant la deuxième demi-période d’oscillation, une dent de la denture 11 arrive en appui contre la dent d’arrêt 8, ce qui arrête à nouveau la rotation de la roue de diapason 10 jusqu’à ce que le diapason repasse une nouvelle fois dans la position neutre et que la dent d’arrêt 8 dégage de la denture 11 et libère à nouveau la roue de diapason 10.Just after the tooth 9 is released from the teeth 11, the stop tooth 8, which moves in the opposite direction to the tooth 9, in turn enters between two teeth of the teeth 11. During the second half-period of oscillation, a tooth of the toothing 11 comes to rest against the stop tooth 8, which again stops the rotation of the tuning fork wheel 10 until the tuning fork goes back into the neutral position and the stop tooth 8 disengages from the toothing 11 and again releases the tuning fork wheel 10.
[0024] Pour garantir l’isochronisme des deux phases d’avance de la roue de diapason 10, l’espacement entre les plans d’arrêt des dents d’arrêt 8 et 9 sera de préférence (n + 1/2) fois le pas de la denture de la roue de diapason, où n est un entier supérieur ou égal à zéro. Dans la fig. 2, n = 1 ce qui signifie que la distance entre les dents d’arrêt est 1,5 fois le pas de la denture 11.To guarantee the isochronism of the two phases of advance of the tuning fork wheel 10, the spacing between the stop planes of the stop teeth 8 and 9 will preferably be (n + 1/2) times the pitch of the pitch of the tuning fork wheel, where n is an integer greater than or equal to zero. In fig. 2, n = 1 which means that the distance between the stop teeth is 1.5 times the pitch of the toothing 11.
[0025] Deux fois par période d’oscillation, la roue de diapason est arrêtée, successivement par l’une et l’autre des dents d’arrêt 8 et 9, ce qui permet de cadencer la vitesse de rotation de la roue de diapason et de l’ensemble du rouage en fonction de la fréquence d’oscillation du diapason de façon à ce que la roue de diapason 10 avance d’un pas de la dentureTwice per oscillation period, the tuning fork wheel is stopped, successively by one and the other of the stop teeth 8 and 9, which makes it possible to clock the speed of rotation of the tuning fork wheel and of the entire train as a function of the frequency of oscillation of the tuning fork so that the tuning fork wheel 10 advances by one step of the teeth
11, à chaque période d’oscillation du diapason 1. En d’autres termes, dans l’intervalle après qu’une dent de la denture 11 ait quitté une des dents d’arrêt 8 ou 9, jusqu’à ce que la dent suivante vienne en arrêt sur cette même dent d’arrêt, la roue de diapason est arrêtée une fois par l’autre dent d’arrêt.11, at each period of oscillation of the tuning fork 1. In other words, in the interval after a tooth of the teeth 11 has left one of the stop teeth 8 or 9, until the tooth next stop on the same stop tooth, the tuning fork wheel is stopped once by the other stop tooth.
[0026] De façon avantageuse, les profils des dents d’arrêt 8 et 9 et des dents de la denture 11 destinés à être en contact, sont taillés de manière à ce que le glissement d’une dent d’arrêt 8 ou 9 sur la denture 11 provoque le moins possible, voire pas, de rotation, particulièrement de recul, de la roue de diapason 10.Advantageously, the profiles of the stop teeth 8 and 9 and the teeth of the teeth 11 intended to be in contact, are cut so that the sliding of a stop tooth 8 or 9 on the teeth 11 cause the least possible, or even no, rotation, particularly of recoil, of the tuning fork wheel 10.
[0027] L’amplitude des oscillations du diapason 1 diminue progressivement si bien qu’il est nécessaire de les entretenir en redonnant une impulsion au diapason de façon périodique pour maintenir le mouvement en marche. C’est le dispositif d’armage et de détente 17 qui effectue cet entretien.The amplitude of the oscillations of the tuning fork 1 gradually decreases so that it is necessary to maintain them by giving a boost to the tuning fork periodically to keep the movement running. It is the cocking and detent device 17 which performs this maintenance.
[0028] Dès la première impulsion donnée au diapason, la roue dentée 18, comme le reste du rouage, est entraînée en rotation de façon cadencée. A chaque tour de la roue dentée 18, une nouvelle impulsion est donnée au diapason 1 selon le même principe que l’impulsion de démarrage, c’est-à-dire par l’armage et la libération du bras flexible 13. Grâce au fait que la roue dentée 18 et la roue de diapason sont synchronisées, en raison de leur entraînement commun par le rouage, l’impulsion est également synchronisée avec les oscillations du diapason. De préférence, la synchronisation est établie de manière à ce que le marteau frappe les chevilles quand elles s’écartent l’une de l’autre à leur vitesse maximum, c’est-à-dire quand le diapason est dans la position neutre au moment du dégagement de la dent d’arrêt 8.From the first impulse given to the tuning fork, the toothed wheel 18, like the rest of the gear train, is rotated in clockwise fashion. At each revolution of the toothed wheel 18, a new impulse is given to the tuning fork 1 according to the same principle as the starting impulse, that is to say by winding and releasing the flexible arm 13. Thanks to the fact that the toothed wheel 18 and the tuning fork wheel are synchronized, due to their common drive by the gear train, the pulse is also synchronized with the oscillations of the tuning fork. Preferably, the synchronization is established so that the hammer strikes the ankles when they deviate from each other at their maximum speed, that is to say when the tuning fork is in the neutral position at when the stop tooth is released 8.
[0029] Il est à noter que la force d’impulsion donnée au diapason par la force de rappel de la lame flexible 13, est constante et ne dépend pas du couple moteur délivré par l’organe moteur.It should be noted that the impulse force given to the tuning fork by the return force of the flexible blade 13, is constant and does not depend on the engine torque delivered by the engine member.
[0030] Les butées de limitations 6 limitent la course des branches du diapason et par conséquent la course des dents d’arrêt 8 et 9, afin d’éviter que la pointe des dents d’arrêt ne percute le fond de la denture dans le cas où le mécanisme d’horlogerie est soumis à un choc.The limit stops 6 limit the travel of the tuning fork branches and therefore the travel of the stop teeth 8 and 9, in order to prevent the tip of the stop teeth from striking the bottom of the teeth in the case where the clock mechanism is subjected to a shock.
[0031] Contrairement aux dispositifs de l’art antérieur, la roue de diapason 10 qui compte les oscillations du diapason 1, n’est pas une roue d’échappement car elle ne transmet pas d’impulsion pour entretenir les oscillations du diapason. Il en résulte que le couple moteur de la roue de diapason 10 peut être fortement réduit par rapport à celui d’une roue d’échappement, ce qui a également pour avantage de réduire les frottements entre les dents d’arrêt 8 et 9 et la denture 11.Unlike the devices of the prior art, the tuning fork wheel 10 which counts the oscillations of the tuning fork 1, is not an escapement wheel because it does not transmit any impulse to maintain the oscillations of the tuning fork. As a result, the engine torque of the tuning fork wheel 10 can be greatly reduced compared to that of an escapement wheel, which also has the advantage of reducing the friction between the stop teeth 8 and 9 and the toothing 11.
[0032] Le résonateur diapason selon le mode de réalisation décrit, contrairement à ceux de l’art antérieur, sollicite les deux branches du diapason de façon symétrique.The tuning fork resonator according to the embodiment described, unlike those of the prior art, biases the two branches of the tuning fork symmetrically.
[0033] Par ailleurs, l’organe d’impulsion 12 et le dispositif d’armage et de détente 17 sont agencés de manière à ce que la période de l’organe d’impulsion soit au moins deux fois la période d’oscillation du diapason 1 et de préférence au moins 50 fois la période d’oscillation du diapason 1. Ainsi le dispositif selon l’invention permet de profiter pleinement du facteur qualité élevé du diapason 1 en réduisant fortement le nombre des impulsions pour entretenir les oscillations.Furthermore, the pulse member 12 and the winding and detent device 17 are arranged so that the period of the pulse member is at least twice the period of oscillation of the tuning fork 1 and preferably at least 50 times the period of oscillation of tuning fork 1. Thus the device according to the invention makes it possible to take full advantage of the high quality factor of tuning fork 1 by greatly reducing the number of pulses to maintain the oscillations.
[0034] Pour minimiser les frottements, la denture 11, les dents d’arrêt 8 et 9, le marteau 14, les chevilles 7, la palette de levée 15 et le colimaçon 19 sont réalisés en matériaux à coefficient de frottement réduit, ou recouverts de tels matériaux, comme du rubis, du diamant, du silicium....To minimize friction, the toothing 11, the stop teeth 8 and 9, the hammer 14, the pins 7, the lifting pallet 15 and the spiral 19 are made of materials with reduced coefficient of friction, or covered such materials as rubies, diamonds, silicon ...
[0035] En réduisant les pertes d’énergie dues au nombre de chocs et aux frottements, en permettant d’intégrer un résonateur diapason de fréquence élevée dans une montre, le dispositif selon l’invention permet de répondre aux objectifs fixés en terme de gains en précision et de réserve de marche.By reducing the energy losses due to the number of shocks and friction, by making it possible to integrate a tuning fork resonator of high frequency in a watch, the device according to the invention makes it possible to meet the objectives set in terms of gains in precision and power reserve.
[0036] D’autres modes de réalisation non représentés et leurs combinaisons sont également couverts par l’invention.Other embodiments not shown and their combinations are also covered by the invention.
CH 709 755 B1 [0037] Dans une première variante, les dents d’arrêts coopèrent avec la denture 11 quand le diapason est dans la position neutre. Dans ce cas, le démarrage automatique n’est plus possible puisque le rouage est immobilisé par la roue de diapason qui est elle-même bloquée par l’une ou l’autre des dents d’arrêt. Il convient alors de prévoir un dispositif de démarrage supplémentaire qui permette de donner la première impulsion au diapason pour lancer le mouvement. Ce dispositif de démarrage peut être réalisé sur le modèle du dispositif d’armage précédemment décrit, dans lequel la roue portant la came n’est plus entraînée par le rouage mais par un organe de commande actionné par l’utilisateur, par exemple la commande de remontage. Cette configuration permet de s’assurer qu’il n’y ait jamais de saut d’une dent de la denture étant donné qu’il y a toujours au moins une des deux dents d’arrêt dans le champ de la denture 11.CH 709 755 B1 In a first variant, the stop teeth cooperate with the teeth 11 when the tuning fork is in the neutral position. In this case, automatic starting is no longer possible since the cog is immobilized by the tuning fork wheel which is itself blocked by one or the other of the stop teeth. It is then advisable to provide an additional starting device which makes it possible to give the first impulse to the tuning fork to start the movement. This starting device can be produced on the model of the winding device described above, in which the wheel carrying the cam is no longer driven by the gear train but by a control member actuated by the user, for example the control of reassembly. This configuration makes it possible to ensure that there is never a jump of a tooth of the toothing since there is always at least one of the two stop teeth in the field of the toothing 11.
[0038] Dans une autre variante, le résonateur diapason ne comporte qu’une seule dent d’arrêt sur une des branches du diapason. L’unique dent d’arrêt saute d’une dent à l’autre de la denture 11 ce qui fait que, comme dans les variantes à deux dents d’arrêt, la roue de diapason avance d’un pas à chaque période d’oscillation du diapason.In another variant, the tuning fork resonator has only one stop tooth on one of the branches of the tuning fork. The single stop tooth jumps from one tooth to the other of the toothing 11, so that, as in the two stop tooth variants, the tuning fork wheel advances one step at each period of oscillation of the tuning fork.
[0039] Dans une autre variante, deux dents d’arrêt sont montées sur un même bras du diapason et coopèrent avec deux dentures portées par une même roue de diapason ou par deux roues de diapason en prise avec le rouage.In another variant, two stop teeth are mounted on the same arm of the tuning fork and cooperate with two teeth carried by the same tuning fork wheel or by two tuning fork wheels engaged with the train.
[0040] A partir de la description ci-dessus, l’homme du métier pourra réaliser un dispositif d’entretien des oscillations destiné à exciter périodiquement un résonateur quelconque de pièce d’horlogerie. Le dispositif d’entretien comprend un organe d’impulsion et un dispositif d’armage et de détente.From the above description, a person skilled in the art will be able to produce an oscillation maintenance device intended to periodically excite any resonator of a timepiece. The maintenance device comprises an impulse member and an arming and detent device.
[0041] L’organe d’impulsion comporte un moyen élastique de rappel susceptible d’accumuler de l’énergie et de la restituer sous forme cinétique. Le dispositif d’armage et de détente est relié cinématiquement au rouage et est agencé de manière à armer le moyen élastique et à le libérer soudainement, à un instant précis synchronisé avec les oscillations du résonateur. Le dispositif d’armage et de détente peut alors fournir une portion d’énergie au résonateur pour entretenir ses oscillations. L’homme du métier pourra reprendre directement l’enseignement donné à propos du mode de réalisation particulièrement illustré. Le cas échéant, il pourra adapter sur l’oscillateur, par exemple sur un balancier, une zone destinée à recevoir l’excitation transmise par le dispositif d’armage et de détente.The impeller has an elastic return means capable of accumulating energy and returning it in kinetic form. The winding and detent device is kinematically connected to the gear train and is arranged so as to arm the elastic means and to release it suddenly, at a precise instant synchronized with the oscillations of the resonator. The winding and detent device can then supply a portion of energy to the resonator to maintain its oscillations. Those skilled in the art can directly take up the teaching given in connection with the particularly illustrated embodiment. If necessary, it can adapt on the oscillator, for example on a pendulum, an area intended to receive the excitation transmitted by the winding and detent device.
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CH00899/14A CH709755B1 (en) | 2014-06-11 | 2014-06-11 | Clock mechanism with a tuning fork resonator. |
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CH709755A2 CH709755A2 (en) | 2015-12-15 |
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Families Citing this family (1)
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