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EP2908189A2 - Mécanisme de synchronisation de deux oscillateurs d'horlogerie avec un rouage - Google Patents

Mécanisme de synchronisation de deux oscillateurs d'horlogerie avec un rouage Download PDF

Info

Publication number
EP2908189A2
EP2908189A2 EP14184155.1A EP14184155A EP2908189A2 EP 2908189 A2 EP2908189 A2 EP 2908189A2 EP 14184155 A EP14184155 A EP 14184155A EP 2908189 A2 EP2908189 A2 EP 2908189A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
oscillator
axis
plane
guide means
flexible blade
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP14184155.1A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2908189A3 (fr
Inventor
Pascal Winkler
Davide Sarchi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from EP14155433.7A external-priority patent/EP2908188B1/fr
Priority claimed from EP14155431.1A external-priority patent/EP2908187B1/fr
Priority claimed from EP14155429.5A external-priority patent/EP2908186B1/fr
Application filed by ETA SA Manufacture Horlogere Suisse filed Critical ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Priority to EP14184155.1A priority Critical patent/EP2908189A3/fr
Priority to EP14186911.5A priority patent/EP2995999B1/fr
Priority to CN201580033896.6A priority patent/CN106537264B/zh
Priority to JP2016566664A priority patent/JP6224854B2/ja
Priority to RU2016150515A priority patent/RU2680411C1/ru
Priority to PCT/EP2015/063892 priority patent/WO2016037717A2/fr
Priority to US15/308,508 priority patent/US9958832B2/en
Priority to EP15730171.4A priority patent/EP3191897B1/fr
Publication of EP2908189A2 publication Critical patent/EP2908189A2/fr
Publication of EP2908189A3 publication Critical patent/EP2908189A3/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G04B18/04—Adjusting the beat of the pendulum, balance, or the like, e.g. putting into beat
    • 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
    • G04B17/045—Oscillators acting by spring tension with oscillating blade springs
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a watchmaking mechanism comprising a plate and, mounted movable, at least pivotally relative to said plate, an escape wheel which pivots about an exhaust axis and is arranged to receive a torque motor, via a gear train, and a first oscillator having a first rigid structure connected to said plate by first elastic return means.
  • the invention relates to a watch movement comprising such a regulating mechanism.
  • the invention relates to a timepiece comprising such a movement.
  • the invention relates to the field of the regulation of mechanical timepieces, in particular mechanical watches.
  • the Swiss lever escapement generally used has a fairly low efficiency (of the order of 35%).
  • the invention proposes to create mechanisms that have a performance greater than the efficiency of the Swiss lever escapement.
  • the invention consists of a system for synchronizing a wheel, particularly driven by a motor spring, with a resonator.
  • the invention relates to a timepiece control mechanism comprising a plate and, mounted mobile, at least pivotally relative to said plate, an escape wheel which pivots about an exhaust axis and is arranged for receiving a driving torque, by means of a gear train, and a first oscillator comprising a first rigid structure connected to said plate by first elastic return means, characterized in that said regulating mechanism also comprises at least one second oscillator having a second rigid structure which is connected to said first rigid structure by second elastic return means which are arranged to allow at least a pivotal movement of said second rigid structure with respect to said first rigid structure, and in that said second rigid structure structure comprises guiding means arranged to cooperate with complementary guiding means that e comprises said escape wheel, synchronizing said first oscillator and said second oscillator with said wheel.
  • the invention relates to a watch movement comprising such a regulating mechanism.
  • the invention relates to a timepiece comprising such a movement, characterized in that it is a watch.
  • the invention consists of a system for synchronizing a gear driven by a motor spring with a resonator.
  • the invention relates more particularly to the regulation of mechanical movements.
  • the principle of the invention is to equip a mechanical watch with a movement comprising at least two oscillators connected in series with each other, in particular stacked, synchronized with a gear by a mechanical cooperation between the last oscillator of the cascade and a component of the train, between guide means and complementary guide means, in particular a finger and a cam, or more particularly a finger and a grooved wheel.
  • the invention is illustrated, without limitation, with only two oscillators mounted in cascade.
  • This regulating mechanism 100 comprises a plate 1 and, mounted mobile, at least pivotally relative to this plate 1, an escape wheel 51 and a first oscillator 110.
  • the escapement wheel 51 pivots about an exhaust axis D and is arranged to receive, via a train, a driving torque.
  • this driving torque is provided by an energy storage means, such as a cylinder, of a movement 200 to which the regulating mechanism 100 is intended to be incorporated.
  • the first oscillator 110 comprises a first rigid structure 310, which is connected to the plate 1 by first elastic return means 210.
  • the regulator mechanism 100 further comprises at least one second oscillator 120.
  • This second oscillator 120 comprises a second rigid structure 320, which is connected to the first rigid structure 310 of the first oscillator 110 by second elastic return means 220 .
  • These second elastic return means 220 are arranged to allow at least a pivoting movement of the second rigid structure 320 with respect to the first rigid structure 310.
  • this second structure 320 comprises guide means 42, which are arranged to cooperate with complementary guiding means 52 that includes the escape wheel 51.
  • These guide means 42 and these complementary guide means 52 together form a means of transmission of motion, for synchronizing the first oscillator 110 and the second oscillator 120 with the wheelwork to which the escape wheel 51 belongs.
  • This means of transmitting motion can take different forms: groove-pin system, as illustrated in a non-limiting manner by the figures, crank-handle system, or other.
  • the invention is described here with two oscillators connected in series. Naturally, it is also applicable to a cascade of oscillators connected in series with each other.
  • the first oscillator 110 and the second oscillator 120 have equal eigenfrequencies.
  • the first oscillator 110 and the second oscillator 120 have between them an angular phase shift substantially constant and close to 90 °.
  • At least two resonators formed by the first oscillator 110 and the second oscillator 120, preferably of the same natural frequency, each having a degree of angular freedom, are stacked so that a particular point of the second resonator travels a path patato ⁇ de 53 closed around a fixed point, which is here the pivot 151 of the escape wheel 51, for the mechanisms illustrated in the figures.
  • the trajectory 53 is more generally an ellipse whose eccentricity depends on the geometry of the mechanism, in particular at the level of the connection between the guide means 42 and the complementary guide means 52.
  • the first oscillator 110 pivots around a first pivot axis O1, and oscillates in a plane parallel to the plate 1 on either side of a first plane axis A1
  • the second oscillator 120 pivots around of a second pivot axis 02 and oscillates in a plane parallel to the plate 1 about a second plane axis A2
  • the first plane axis A1 and the second plane axis A2 make the with each other an angle between 60 ° and 120 °.
  • this angle is between 80 ° and 100 °. In a particular embodiment, it is 90 °.
  • the most downstream oscillator here the second oscillator 120
  • the second oscillator 120 has, at a particular point, an interaction means, such as a pin, constituting the guide means 42 for cooperating with each other. with the escape wheel 51.
  • the oscillations of the two resonators, first oscillator 110 and second oscillator 120 are maintained by the escape wheel 51 which also has an interaction means, such as a cam or a groove, and in particular a radial groove constituting the complementary guide means 52.
  • the escape wheel 51 is subjected to a motor torque. Its speed is synchronized by the frequency of the two resonators.
  • the movement of each oscillator of the regulator mechanism 100 is preferably plane.
  • the mobility plans of the different oscillators constituting the regulator mechanism 100 can be confused, or parallel to each other.
  • the regulating mechanism 100 comprises first plane guide means, which are arranged to allow at least a pivoting movement of the first structure 310 with respect to a point of the plate 1, in a plane P parallel to that of the plate 1.
  • the regulating mechanism 100 comprises second planar guide means, which are arranged to allow at least a pivoting movement of the second structure 320 relative to the first structure 310 in the plane P or in a plane parallel to said plane P.
  • the second rigid structure 320 is pivotally mounted on the first rigid structure 310.
  • the figure 1 illustrates a first variant, in which two conventionally pivoted swivel balances, stacked one on the other, are synchronized with a gear through a groove-pin interaction.
  • the first oscillator 110 comprises a first balance spring-spiral assembly 11.
  • This first balance-spring balance 11 comprises a first balance 31, constituting the first rigid structure 310, and a first balance spring 21, which constitutes the first elastic return means 210 , and whose outer turn is fixed to the plate 1 at a first pin 61, and which pivots about a first pivot axis O1.
  • the first rocker 31 comprises a first pivot 41, eccentric with respect to the first pivot axis O1.
  • This first pivot 41 defines a second pivot axis 02 about which pivots a second balance-spiral assembly 12, which constitutes the second oscillator 120.
  • This second balance spring-spiral assembly 12 comprises a second balance 32, which constitutes the second rigid structure 320, and a second balance spring 22, which constitutes the second elastic return means 220, and whose outer turn is fixed to the first balance 31 at the a second stud 62. And this second rocker 32 constitutes the second structure 320 comprising the guide means 42.
  • the figure 2 illustrates a second variant, wherein two cross-beam rockers, cascading with each other, are synchronized with a gear through a groove-pin interaction.
  • a first beam constituted here and without limitation of two circular sectors end to end, is the first rigid structure 310.
  • a second beam constituted here and in a non-limiting manner of a circular sector, constitutes the second rigid structure 320. More particularly, this first rocker 310 and this second rocker 320 are coplanar.
  • the first elastic return means 210 comprise at least a first flexible blade 210A and a second flexible blade 210B, which are crossed with each other, and which together constitute the first guide means plan arranged to allow at least one pivoting movement of the first structure 310 relative to a portion 101 of the plate 1 in a plane P parallel to that of the plate 1.
  • This portion 101 of the plate 1 may be an insert, or a part of the plate 1.
  • the first flexible blade 210A is fixed to the portion 101 of the plate 1 at a point 211, and the first rocker 310 at a point 214, and the second flexible blade 210B is attached to the portion 101 of the plate 1 at a point 212, and the first rocker 310 at a point 213.
  • first flexible blade 210A and the second flexible blade 210B are spaced from each other and arranged in two distinct planes parallel to the plate 1.
  • the second elastic return means 220 similarly comprise at least a third flexible blade 220A and a fourth flexible blade 220B crossed with each other and together constitute the second plane guide means arranged to allow at least one movement. pivoting the second structure 320 relative to the first structure 310 in a plane P parallel to that of the plate 1, and to provide an elastic return function.
  • the third flexible blade 220A is fixed to the first rocker 310 at a point 312, and the second rocker 320 at a point 313, and the fourth flexible blade 220B is fixed to the first rocker 310 at a point 311, and the second rocker 320 in one point 314.
  • the third flexible blade 220A and the fourth flexible blade 220B are spaced from each other and arranged in two distinct planes parallel to the plate 1.
  • the portion 101 of the plate 1, the first flexible blade 210A and the second flexible blade 210B, the first rocker 310, the third flexible blade 220A and the fourth flexible blade 220B, the second rocker 320 form a set monoblock of micro-machinable material such as silicon or the like.
  • the entire plate 1, the first flexible blade 210A and the second flexible blade 210B, the first rocker 310, the third flexible blade 220A and the fourth flexible blade 220B, the second rocker 320 form a monobloc assembly in micro-machinable material such as silicon or the like.
  • the guide means 42 and the complementary guide means 52 may take different forms.
  • the guide means 42 comprise a finger, which is carried by the second rigid structure 320, and which is arranged to cooperate with two opposite surfaces of a cam constituting the complementary guide means 52, and that comprises the escape wheel 51.
  • This cam is eccentric with respect to the exhaust axis D, and the trajectory 53 of the finger surrounds the exhaust axis D.
  • this cam is a groove with parallel faces that includes the escape wheel 51.
  • the portion 101 of the plate 1, the first flexible blade 210A and the second flexible blade 210B, the first rocker 310, the third flexible blade 220A and the fourth flexible blade 220B, the second balance 320 , and the finger 42 form a one-piece assembly of micro-machinable material such as silicon or the like.
  • the cam is a groove that is substantially radial, or strictly radial in the case of the figures, of the escape wheel 51.
  • the cam groove has a radial first inner portion with respect to the exhaust axis D, which is tangential to a second curve portion of constant concavity or decreasing away from the exhaust axis D so to compensate for isochronism defects.
  • the finger is a pin which is arranged to cooperate at minimum clearance with the groove, the motion transmission means thus being a groove-pin system.
  • the guide means 42 comprise a bearing finger of an inner race of a ball bearing.
  • the outer race of this bearing is advantageously mounted in a frictionally rubbing slider in a radial groove of the escape wheel. This rubbing slider makes it possible to promote a phase shift of 90 ° between the two resonators and thus to prevent the trajectory from collapsing on a line.
  • the first oscillator 110 pivots around a first pivot axis O1 and oscillates in a plane parallel to the plate 1 on either side of a first plane axis A1
  • the second oscillator 120 pivots around a second pivot axis 02 and oscillates in a plane parallel to the plate 1 about a second plane axis A2
  • the first axis Pivoting O1, the second pivot axis 02, and the finger together define an angle e between 60 ° and 120 °.
  • This angle e is preferably between 80 ° and 100 °.
  • the cooperation between the guide means 42 and the complementary guide means 52 is magnetic and / or electrostatic.
  • the guide means 42 comprise at least one magnet or a ferromagnetic track arranged to cooperate with at least one magnet or one magnet.
  • ferromagnetic track that comprises the complementary guide means 52.
  • the guide means 42 comprise at least one electrified or electrostatically conductive track, arranged to cooperate with at least one electrified or electrically conductive track that comprises the means of supplementary guidance 52.
  • the invention also relates to a watch movement 200 comprising such a regulating mechanism 100.
  • the invention also relates to a timepiece 300 comprising such a movement 200, and in particular this timepiece 300 is a watch.

Landscapes

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Electric Clocks (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)

Abstract

Mécanisme régulateur (100) d'horlogerie comportant, montés mobiles, au moins en pivotement par rapport à une platine (1), une roue d'échappement (51) agencée pour recevoir un couple moteur via un rouage, et un premier oscillateur (110) comportant une première structure (310) rigide reliée à ladite platine (1) par des premiers moyens de rappel élastique (210). Ledit mécanisme régulateur (100) comporte un deuxième oscillateur (120) comportant une deuxième structure rigide (320) reliée à ladite première structure (310) rigide par des deuxièmes moyens de rappel élastique (220), et qui comporte des moyens de guidage (42) agencés pour coopérer avec des moyens de guidage complémentaire (52) que comporte ladite roue d'échappement (51), synchronisant ledit premier oscillateur (110) et ledit deuxième oscillateur (120) avec ledit rouage.

Description

    Domaine de l'invention
  • L'invention concerne un mécanisme régulateur d'horlogerie comportant une platine et, montés mobiles, au moins en pivotement par rapport à ladite platine, une roue d'échappement qui pivote autour d'un axe d'échappement et est agencée pour recevoir un couple moteur, par l'intermédiaire d'un rouage, et un premier oscillateur comportant une première structure rigide reliée à ladite platine par des premiers moyens de rappel élastique.
  • L'invention concerne un mouvement d'horlogerie comportant un tel mécanisme régulateur.
  • L'invention concerne une pièce d'horlogerie comportant un tel mouvement.
  • L'invention concerne le domaine de la régulation des pièces d'horlogerie mécaniques, en particulier des montres mécaniques.
    • Arrière-plan de l'invention
  • Dans un mécanisme d'échappement d'horlogerie, l'échappement à ancre suisse généralement utilisé présente un rendement assez bas (de l'ordre de 35%).
  • Les principales sources de pertes d'un échappement à ancre suisse sont :
    • les frottements des palettes de l'ancre sur les dents ;
    • les chocs dus aux mouvements saccadés de la roue et de l'ancre ;
    • la chute nécessaire pour s'accommoder des erreurs d'usinage.
  • La mise au point d'un nouveau système de synchronisation d'un rouage mû par un ressort moteur avec un résonateur dans un mouvement de montre, à rendement supérieur à celui d'un échappement à ancre suisse, peut se traduire par:
    • une augmentation de l'autonomie de la montre ;
    • une amélioration des propriétés chronométriques de la montre ;
    • une différentiation marketing et esthétique.
  • On cherche des systèmes permettant de synchroniser un rouage mû par un ressort moteur avec un résonateur, et qui présenteraient un rendement supérieur au rendement de l'échappement à ancre suisse.
    • Résumé de l'invention
  • L'invention se propose de créer des mécanismes qui présentent un rendement supérieur au rendement de l'échappement à ancre suisse.
  • L'invention consiste en un système permettant de synchroniser un rouage, notamment mû par un ressort moteur, avec un résonateur.
  • A cet effet, l'invention concerne un mécanisme régulateur d'horlogerie comportant une platine et, montés mobiles, au moins en pivotement par rapport à ladite platine, une roue d'échappement qui pivote autour d'un axe d'échappement et est agencée pour recevoir un couple moteur, par l'intermédiaire d'un rouage, et un premier oscillateur comportant une première structure rigide reliée à ladite platine par des premiers moyens de rappel élastique, caractérisé en ce que ledit mécanisme régulateur comporte encore au moins un deuxième oscillateur comportant une deuxième structure rigide qui est reliée à ladite première structure rigide par des deuxièmes moyens de rappel élastique qui sont agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de ladite deuxième structure rigide par rapport à ladite première structure rigide, et en ce que ladite deuxième structure comporte des moyens de guidage agencés pour coopérer avec des moyens de guidage complémentaire que comporte ladite roue d'échappement, synchronisant ledit premier oscillateur et ledit deuxième oscillateur avec ledit rouage.
  • L'invention concerne un mouvement d'horlogerie comportant un tel mécanisme régulateur.
  • L'invention concerne une pièce d'horlogerie comportant un tel mouvement, caractérisée en ce qu'elle est une montre.
    • Description sommaire des dessins
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où :
    • la figure 1 représente, de façon schématisée et en vue en plan, une première variante d'un mécanisme régulateur selon l'invention, comportant deux oscillateurs formés par des ensembles balancier-spiral dont l'un pivote sur l'autre et coopère avec une roue d'échappement, dans un état instantané au cours d'une oscillation de chacun de ces ensembles balanciers-spiral;
    • la figure 2 représente, de façon schématisée et en vue en plan, une deuxième variante d'un mécanisme régulateur selon l'invention, comportant deux balanciers sectoriels reliés par des jeux de lame croisées, le premier à une platine, et le deuxième, qui coopère avec une roue d'échappement, relié au premier balancier, dans un état instantané au cours d'une oscillation de chacun de ces oscillateurs ;
    • la figure 3 représente le mécanisme de la figure 1 dans un état au repos en l'absence de toute excitation, les ressorts spiraux n'étant pas représentés;
    • la figure 4 représente le mécanisme de la figure 2 dans un état au repos en l'absence de toute excitation ;
    • la figure 5 est un schéma-blocs figurant une pièce d'horlogerie comportant une montre équipée d'un mouvement avec un mécanisme régulateur selon l'invention.
    Description détaillée des modes de réalisation préférés
  • L'invention consiste en un système permettant de synchroniser un rouage mû par un ressort moteur avec un résonateur.
  • L'invention concerne plus particulièrement la régulation des mouvements mécaniques.
  • Le principe de l'invention est d'équiper une montre mécanique d'un mouvement comportant au moins deux oscillateurs montés en série l'un avec l'autre, notamment empilés, synchronisés avec un rouage par une coopération mécanique entre le dernier oscillateur de la cascade et un composant du rouage, entre des moyens de guidage et des moyens de guidage complémentaire, notamment un doigt et une came, ou plus particulièrement un doigt et une roue à rainure. L'invention est illustrée, de façon non limitative, avec seulement deux oscillateurs montés en cascade.
  • Plus particulièrement, l'invention concerne un mécanisme régulateur 100 d'horlogerie. Ce mécanisme régulateur 100 comporte une platine 1 et, montés mobiles, au moins en pivotement par rapport à cette platine 1, une roue d'échappement 51 et un premier oscillateur 110.
  • La roue d'échappement 51 pivote autour d'un axe d'échappement D et est agencée pour recevoir, par l'intermédiaire d'un rouage, un couple moteur. Dans une application particulière, ce couple moteur est fourni par un moyen de stockage d'énergie, tel qu'un barillet, d'un mouvement 200 auquel est destiné à être incorporé le mécanisme régulateur 100.
  • Le premier oscillateur 110 comporte une première structure rigide 310, qui est reliée à la platine 1 par des premiers moyens de rappel élastique 210.
  • Selon l'invention, le mécanisme régulateur 100 comporte encore au moins un deuxième oscillateur 120. Ce deuxième oscillateur 120 comporte une deuxième structure rigide 320, qui est reliée à la première structure rigide 310 du premier oscillateur 110 par des deuxièmes moyens de rappel élastique 220.
  • Ces deuxièmes moyens de rappel élastique 220 sont agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de la deuxième structure rigide 320 par rapport à la première structure rigide 310.
  • Et cette deuxième structure 320 comporte des moyens de guidage 42, qui sont agencés pour coopérer avec des moyens de guidage complémentaire 52 que comporte la roue d'échappement 51. Ces moyens de guidage 42 et ces moyens de guidage complémentaire 52 forment ensemble un moyen de transmission de mouvement, pour synchroniser le premier oscillateur 110 et le deuxième oscillateur 120 avec le rouage auquel appartient la roue d'échappement 51.
  • Ce moyen de transmission de mouvement peut prendre différentes formes : système rainure-goupille, tel qu'illustré de façon non limitative par les figures, système bielle-manivelle, ou autre.
  • L'invention est décrite ici avec deux oscillateurs montés en série. Naturellement, elle est aussi applicable à une cascade d'oscillateurs montés en série les uns avec les autres.
  • De façon préférée, le premier oscillateur 110 et le deuxième oscillateur 120 ont des fréquences propres égales.
  • De préférence, le premier oscillateur 110 et le deuxième oscillateur 120 ont entre eux un déphasage angulaire sensiblement constant et voisin de 90°.
  • Ces au moins deux résonateurs, formés par le premier oscillateur 110 et le deuxième oscillateur 120, de préférence de même fréquence propre, présentant chacun un degré de liberté angulaire, sont empilés de manière à ce qu'un point particulier du deuxième résonateur parcoure une trajectoire patatoïde 53 fermée autour d'un point fixe, qui est ici le pivot 151 de la roue d'échappement 51, pour les mécanismes illustrés sur les figures. Plus cette trajectoire 53 présente une forme proche d'un cercle, et meilleure est la synchronisation. La trajectoire 53 est plus généralement une ellipse, dont l'excentricité dépend de la géométrie du mécanisme, notamment au niveau de la liaison entre les moyens de guidage 42, et les moyens de guidage complémentaire 52.
  • Dans une réalisation avantageuse, le premier oscillateur 110 pivote autour d'un premier axe de pivotement O1, et oscille dans un plan parallèle à la platine 1 de part et d'autre d'un premier axe plan A1, le deuxième oscillateur 120 pivote autour d'un deuxième axe de pivotement 02 et oscille dans un plan parallèle à la platine 1 autour d'un deuxième axe plan A2, et, en projection sur la platine 1, le premier axe plan A1 et le deuxième axe plan A2 font l'un avec l'autre un angle compris entre 60 ° et 120 °.
  • De préférence, cet angle est compris entre 80° et 100°. Dans une réalisation particulière, il est de 90°.
  • Dans les réalisations particulières illustrées par les figures, l'oscillateur le plus en aval, ici le deuxième oscillateur 120, présente, en un point particulier, un moyen d'interaction, tel qu'une goupille, constituant les moyens de guidage 42 pour coopérer avec la roue d'échappement 51. Les oscillations des deux résonateurs, premier oscillateur 110 et deuxième oscillateur 120, sont entretenues par la roue d'échappement 51 laquelle présente également un moyen d'interaction, tel qu'une came ou une rainure, et notamment une rainure radiale, constituant les moyens de guidage complémentaire 52. La roue d'échappement 51 est soumise à un couple moteur. Sa vitesse est synchronisée par la fréquence des deux résonateurs.
  • Le mouvement de chaque oscillateur du mécanisme régulateur 100 est de préférence plan. Les plans de mobilité des différents oscillateurs constituant le mécanisme régulateur 100 peuvent être confondus, ou parallèles les uns aux autres.
  • Ainsi, de préférence, le mécanisme régulateur 100 comporte des premiers moyens de guidage plan, qui sont agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de la première structure 310 par rapport à un point de la platine 1, dans un plan P parallèle à celui de la platine 1. De même, le mécanisme régulateur 100 comporte des deuxièmes moyens de guidage plan, qui sont agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de la deuxième structure 320 par rapport à la première structure 310 dans le plan P ou dans un plan parallèle audit plan P.
  • Dans un mode particulier de réalisation, la deuxième structure rigide 320 est montée pivotante sur la première structure rigide 310.
  • La figure 1 illustre une première variante, dans laquelle deux balanciers-spiraux pivotés classiquement, empilés l'un sur l'autre, sont synchronisés avec un rouage via une interaction rainure-goupille. On réalise ainsi une montre mécanique 300 munie de deux balanciers empilés, synchronisés par une roue à rainure.
  • Plus précisément, le premier oscillateur 110 comporte un premier ensemble balancier-spiral 11. Ce premier balancier-spiral 11 comporte un premier balancier 31, constituant la première structure 310 rigide, et un premier spiral 21, qui constitue les premiers moyens de rappel élastique 210, et dont la spire externe est fixée à la platine 1 au niveau d'un premier piton 61, et qui pivote autour d'un premier axe de pivotement O1.
  • Le premier balancier 31 comporte un premier pivot 41, excentré par rapport au premier axe de pivotement O1. Ce premier pivot 41 définit un deuxième axe de pivotement 02 autour duquel pivote un deuxième ensemble balancier-spiral 12, qui constitue le deuxième oscillateur 120.
  • Ce deuxième ensemble balancier-spiral 12 comporte un deuxième balancier 32, qui constitue la deuxième structure rigide 320, et un deuxième spiral 22, qui constitue les deuxièmes moyens de rappel élastique 220, et dont la spire externe est fixée au premier balancier 31 au niveau d'un deuxième piton 62. Et ce deuxième balancier 32 constitue la deuxième structure 320 comportant les moyens de guidage 42.
  • La figure 2 illustre une deuxième variante, dans laquelle deux balanciers à lames croisées, en cascade l'un avec l'autre, sont synchronisés avec un rouage via une interaction rainure-goupille.
  • Un premier balancier, constitué ici et de façon non limitative de deux secteurs circulaires bout à bout, constitue la première structure 310 rigide. Un deuxième balancier, constitué ici et de façon non limitative d'un secteur circulaire, constitue la deuxième structure rigide 320. Plus particulièrement, ce premier balancier 310 et ce deuxième balancier 320 sont coplanaires.
  • Plus précisément, dans cette deuxième variante, les premiers moyens de rappel élastique 210 comportent au moins une première lame flexible 210A et une deuxième lame flexible 210B, qui sont croisées l'une avec l'autre, et qui constituent ensemble les premiers moyens de guidage plan agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de la première structure 310 par rapport à une partie 101 de la platine 1 dans un plan P parallèle à celui de la platine 1. Cette partie 101 de la platine 1 peut être un élément rapporté, ou une partie de la platine 1. La première lame flexible 210A est fixée à la partie 101 de la platine 1 en un point 211, et au premier balancier 310 en un point 214, et la deuxième lame flexible 210B est fixée à la partie 101 de la platine 1 en un point 212, et au premier balancier 310 en un point 213.
  • Dans une réalisation préférée, la première lame flexible 210A et la deuxième lame flexible 210B sont distantes l'une de l'autre et agencées selon deux plans distincts parallèles à la platine 1.
  • Les deuxièmes moyens de rappel élastique 220 comportent, de façon similaire, au moins une troisième lame flexible 220A et une quatrième lame flexible 220B croisées l'une avec l'autre et constituant ensemble les deuxièmes moyens de guidage plan agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de la deuxième structure 320 par rapport à la première structure 310 dans un plan P parallèle à celui de la platine 1, et pour assurer une fonction de rappel élastique. La troisième lame flexible 220A est fixée au premier balancier 310 en un point 312, et au deuxième balancier 320 en un point 313, et la quatrième lame flexible 220B est fixée au premier balancier 310 en un point 311, et au deuxième balancier 320 en un point 314.
  • Dans une réalisation préférée, la troisième lame flexible 220A et la quatrième lame flexible 220B sont distantes l'une de l'autre et agencées selon deux plans distincts parallèles à la platine 1.
  • Ces différentes lames croisées sont, avantageusement, réalisées selon deux plans parallèles.
  • Dans une exécution avantageuse, la partie 101 de la platine 1, la première lame flexible 210A et la deuxième lame flexible 210B, le premier balancier 310, la troisième lame flexible 220A et la quatrième lame flexible 220B, le deuxième balancier 320, forment un ensemble monobloc en matériau micro-usinable tel que silicium ou similaire.
  • Dans une exécution particulière, la totalité de la platine 1, la première lame flexible 210A et la deuxième lame flexible 210B, le premier balancier 310, la troisième lame flexible 220A et la quatrième lame flexible 220B, le deuxième balancier 320, forment un ensemble monobloc en matériau micro-usinable tel que silicium ou similaire.
  • Pour l'une et l'autre de ces premières et deuxièmes variantes, lesquelles ne sont pas limitatives de l'invention, les moyens de guidage 42 et les moyens de guidage complémentaire 52 peuvent prendre différentes formes.
  • Dans les variantes illustrées par les figures, la coopération entre les moyens de guidage 42 et les moyens de guidage complémentaire 52 est mécanique.
  • Dans les formes illustrées aux figures 1 et 2, les moyens de guidage 42 comportent un doigt, qui est porté par la deuxième structure rigide 320, et qui est agencé pour coopérer avec deux surfaces opposées d'une came constituant les moyens de guidage complémentaire 52, et que comporte la roue d'échappement 51. Cette came est excentrée par rapport à l'axe d'échappement D, et la trajectoire 53 du doigt entoure l'axe d'échappement D.
  • De préférence, cette came est une rainure à faces parallèles que comporte la roue d'échappement 51.
  • Dans une exécution avantageuse de la deuxième variante, la partie 101 de la platine 1, la première lame flexible 210A et la deuxième lame flexible 210B, le premier balancier 310, la troisième lame flexible 220A et la quatrième lame flexible 220B, le deuxième balancier 320, et le doigt 42 (ou similaire), forment un ensemble monobloc en matériau micro-usinable tel que silicium ou similaire.
  • De façon particulière, la came est une rainure sensiblement radiale, ou strictement radiale dans le cas des figures, de la roue d'échappement 51.
  • Avantageusement, la rainure formant came comporte une première partie intérieure radiale par rapport à l'axe d'échappement D, qui est tangente à une deuxième partie courbe de concavité constante ou décroissante en s'éloignant de l'axe d'échappement D de façon à compenser les défauts d'isochronisme.
  • Dans une réalisation particulière, le doigt est une goupille qui est agencée pour coopérer à jeu minimal avec la rainure, le moyen de transmission de mouvement étant ainsi un système rainure-goupille.
  • Dans une réalisation particulière, les moyens de guidage 42 comportent un doigt porteur d'une cage intérieure d'un roulement à bille. La cage extérieure de ce roulement est avantageusement montée dans un curseur frottant avec friction dans une rainure radiale de la roue d'échappement. Ce curseur frottant permet de favoriser un déphasage de 90° entre les deux résonateurs et ainsi d'éviter que la trajectoire collapse sur une ligne.
  • Dans une réalisation particulière, le premier oscillateur 110 pivote autour d'un premier axe de pivotement O1 et oscille dans un plan parallèle à la platine 1 de part et d'autre d'un premier axe plan A1, le deuxième oscillateur 120 pivote autour d'un deuxième axe de pivotement 02 et oscille dans un plan parallèle à la platine 1 autour d'un deuxième axe plan A2, et, dans une position de repos du premier oscillateur 110 et du deuxième oscillateur 120 libre de toute excitation, le premier axe de pivotement O1, le deuxième axe de pivotement 02, et le doigt définissent ensemble un angle e compris entre 60° et 120°. De préférence cet angle e est compris entre 80° et 100°.
  • Dans une réalisation particulière de l'invention, la coopération entre les moyens de guidage 42 et les moyens de guidage complémentaire 52 est magnétique ou/et électrostatique.
  • Ainsi, plus particulièrement, dans un autre mode de réalisation non illustré par les figures, pour supprimer les frottements, les moyens de guidage 42 comportent au moins un aimant ou une piste ferromagnétique, agencé(e) pour coopérer avec au moins un aimant ou une piste ferromagnétique que comportent les moyens de guidage complémentaire 52.
  • Dans un autre mode de réalisation non illustré par les figures, également pour supprimer les frottements, les moyens de guidage 42 comportent au moins une piste électrisée ou électrostatiquement conductrice, agencée pour coopérer avec au moins une piste électrisée ou électrostatiquement conductrice que comportent les moyens de guidage complémentaire 52.
  • L'invention concerne encore un mouvement 200 d'horlogerie comportant un tel mécanisme régulateur 100.
  • L'invention concerne encore une pièce d'horlogerie 300 comportant un tel mouvement 200, et notamment cette pièce d'horlogerie 300 est une montre.
  • L'invention présente de nombreux avantages :
    • l'invention permet d'éviter les mouvements saccadés caractéristiques d'un échappement à ancre suisse et, par conséquent, les pertes dues aux chocs ;
    • l'invention propose une innovation dans le domaine de l'échappement tout en respectant les codes horlogers classiques, par le maintien de balanciers-spiral ;
    • pour la première variante, on peut bénéficier de tout le savoir-faire horloger pour utiliser des résonateurs isochrones.

Claims (28)

  1. Mécanisme régulateur (100) d'horlogerie comportant une platine (1) et, montés mobiles au moins en mouvement de pivotement par rapport à ladite platine (1), une roue d'échappement (51) qui pivote autour d'un axe d'échappement (D) et est agencée pour recevoir un couple moteur par l'intermédiaire d'un rouage, et un premier oscillateur (110) comportant une première structure rigide (310) reliée à ladite platine (1) par des premiers moyens de rappel élastique (210), caractérisé en ce que ledit mécanisme régulateur (100) comporte encore au moins un deuxième oscillateur (120) comportant une deuxième structure rigide (320) qui est reliée à ladite première structure rigide (310) par des deuxièmes moyens de rappel élastique (220) qui sont agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de ladite deuxième structure rigide (320) par rapport à ladite première structure rigide (310), et en ce que ladite deuxième structure (320) comporte des moyens de guidage (42) agencés pour coopérer avec des moyens de guidage complémentaire (52) que comporte ladite roue d'échappement (51), formant ensemble un moyen de transmission de mouvement pour synchroniser ledit premier oscillateur (110) et ledit deuxième oscillateur (120) avec ledit rouage.
  2. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier oscillateur (110) et ledit deuxième oscillateur (120) ont des fréquences propres égales.
  3. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit premier oscillateur (110) et ledit deuxième oscillateur (120) ont entre eux un déphasage angulaire sensiblement constant et voisin de 90°.
  4. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite roue d'échappement (51) entretient ledit premier oscillateur (110) dans une première direction, et entretient ledit deuxième oscillateur (120) dans une deuxième direction sensiblement orthogonale à ladite première direction, et encore caractérisé en ce que la rigidité dudit deuxième oscillateur (120) lui permet d'entretenir lui-même les oscillations dudit premier oscillateur (110).
  5. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit premier oscillateur (110) pivote autour d'un premier axe de pivotement (O1) et oscille dans un plan parallèle à ladite platine (1) de part et d'autre d'un premier axe plan (A1), en ce que ledit deuxième oscillateur (120) pivote autour d'un deuxième axe de pivotement (02) et oscille dans un plan parallèle à ladite platine (1) de part et d'autre d'un deuxième axe plan (A2), en ce que, en projection sur ladite platine (1), ledit premier axe plan (A1) et ledit deuxième axe plan (A2) font l'un avec l'autre un angle compris entre 60° et 120°.
  6. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, en projection sur ladite platine (1), ledit premier axe plan (A1) et ledit deuxième axe plan (A2) font l'un avec l'autre un angle compris entre 80° et 100°.
  7. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit mécanisme régulateur (100) comporte des premiers moyens de guidage plan agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de ladite première structure (310) par rapport à un point de ladite platine (1) dans un plan (P) parallèle à celui de ladite platine (1), en ce que ledit mécanisme régulateur (100) comporte des deuxièmes moyens de guidage plan agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de ladite deuxième structure (320) par rapport à ladite première structure (310) dans ledit plan (P) ou dans un plan parallèle audit plan P.
  8. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite deuxième structure rigide (320) est montée pivotante sur ladite première structure rigide (310).
  9. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit premier oscillateur (110) comporte un premier ensemble balancier-spiral (11) comportant un premier balancier (31) et un premier spiral (21), dont la spire externe est fixée à ladite platine (1) au niveau d'un premier piton (61), et qui pivote autour d'un premier axe de pivotement (O1), caractérisé en ce que ledit premier balancier (31) comporte un premier pivot (41), excentré par rapport audit premier axe de pivotement (O1), définissant un deuxième axe de pivotement (02) autour duquel pivote un deuxième ensemble balancier-spiral (12) qui constitue ledit deuxième oscillateur (120) et qui comporte un deuxième balancier (32) et un deuxième spiral (22) dont la spire externe est fixée audit premier balancier (31) au niveau d'un deuxième piton (62), et en ce que ledit deuxième balancier (32) constitue ladite deuxième structure (320) comportant lesdits moyens de guidage (42).
  10. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits premiers moyens de rappel élastique (210) comportent au moins une première lame flexible (210A) et une deuxième lame flexible (210B) croisées l'une avec l'autre et constituant ensemble lesdits premiers moyens de guidage plan agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de ladite première structure (310) par rapport à un point de ladite platine (1) dans un plan parallèle à celui de ladite platine (1), et pour assurer une fonction de rappel élastique.
  11. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite première lame flexible (210A) et ladite deuxième lame flexible (210B) sont distantes l'une de l'autre et agencées selon deux plans distincts parallèles à ladite platine (1).
  12. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens de rappel élastique (220) comportent au moins une troisième lame flexible (220A) et une quatrième lame flexible (220B) croisées l'une avec l'autre et constituant ensemble lesdits deuxièmes moyens de guidage plan agencés pour autoriser un mouvement au moins de pivotement de ladite deuxième structure (320) par rapport à ladite première structure (310) dans ledit plan (P).
  13. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite troisième lame flexible (220A) et ladite quatrième lame flexible (220B) sont distantes l'une de l'autre et agencées selon deux plans distincts parallèles à ladite platine (1).
  14. Mécanisme régulateur (100) selon les revendications 10 et 12, caractérisé en ce que ladite platine (1), ladite première lame flexible (210A) et ladite deuxième lame flexible (210B), ledit premier balancier (310), ladite troisième lame flexible (220A) et ladite quatrième lame flexible (220B), et ledit deuxième balancier (320), forment un ensemble monobloc en matériau micro-usinable ou en silicium.
  15. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la coopération entre lesdits moyens de guidage (42) et lesdits moyens de guidage complémentaire (52) est mécanique.
  16. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (42) comportent un doigt porté par ladite deuxième structure rigide (320) et agencé pour coopérer avec deux surfaces opposées d'une came constituant lesdits moyens de guidage complémentaire (52) que comporte ladite roue d'échappement (51), ladite came étant excentrée par rapport audit axe d'échappement (D), et la trajectoire (53) dudit doigt entourant ledit axe d'échappement (D).
  17. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite came est une rainure à faces parallèles que comporte ladite roue d'échappement (51).
  18. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite rainure est sensiblement radiale par rapport audit axe d'échappement (D).
  19. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite rainure comporte une première partie intérieure radiale par rapport audit axe d'échappement (D), qui est tangente à une deuxième partie courbe de concavité constante ou décroissante en s'éloignant dudit axe d'échappement (D) de façon à compenser les défauts d'isochronisme.
  20. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications 17 à 19, caractérisé en ce que ledit doigt est une goupille qui est agencée pour coopérer à jeu minimal avec ladite rainure, ledit moyen de transmission de mouvement étant ainsi un système rainure-goupille.
  21. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication 15, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (42) comportent un doigt porteur d'une cage intérieure d'un roulement à bille dont la cage extérieure est montée dans un curseur frottant avec friction dans une rainure radiale de ladite roue d'échappement (51) qui constitue desdits moyens de guidage complémentaire (52), de façon à supprimer tout frottement en rotation de ladite cage interne et à assurer un frottement en déplacement radial de ladite cage externe.
  22. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications 16 à 21, caractérisé en ce que ledit premier oscillateur (110) pivote autour d'un premier axe de pivotement (O1) et oscille dans un plan parallèle à ladite platine (1) de part et d'autre d'un premier axe plan (A1), en ce que ledit deuxième oscillateur (120) pivote autour d'un deuxième axe de pivotement (02) et oscille dans un plan parallèle à ladite platine (1) autour d'un deuxième axe plan (A2), et en ce que, en ce que, dans une position de repos dudit premier oscillateur (110) et dudit deuxième oscillateur (120) libre de toute excitation, ledit premier axe de pivotement (O1), ledit deuxième axe de pivotement (02), et ledit doigt définissent ensemble un angle (e) compris entre 60° et 120°.
  23. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ledit angle (e) est compris entre 80° et 100°.
  24. Mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la coopération entre lesdits moyens de guidage (42) et lesdits moyens de guidage complémentaire (52) est magnétique ou/et électrostatique.
  25. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (42) comportent au moins un aimant ou une piste ferromagnétique, agencée pour coopérer avec au moins un aimant ou une piste ferromagnétique que comportent lesdits moyens de guidage complémentaire (52).
  26. Mécanisme régulateur (100) selon la revendication 24, caractérisé en ce que lesdits moyens de guidage (42) comportent au moins une piste électrisée ou électrostatiquement conductrice, agencée pour coopérer avec au moins une piste électrisée ou électrostatiquement conductrice que comportent lesdits moyens de guidage complémentaire (52).
  27. Mouvement (200) d'horlogerie comportant un dit mécanisme régulateur (100) selon l'une des revendications précédentes.
  28. Pièce d'horlogerie (300) comportant un dit mouvement (200) selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle est une montre.
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