[0001] La présente invention se rapporte aux mécanismes d'échappement pour mouvement d'horlogerie
en particulier et plus spécialement à un mécanisme d'échappement à force constante.
[0002] Le but d'un échappement à force constante pour mouvement d'horlogerie est de faire
en sorte que l'oscillation du balancier-spiral du mouvement soit entretenue par des
impulsions successives identiques, c'est-à-dire délivrant au balancier-spiral la même
quantité d'énergie quelque soit l'état d'armage du barillet du mouvement d'horlogerie.
[0003] On connaît de tels mécanismes d'échappement à force constante qui comprennent un
ressort auxiliaire inséré dans la chaîne cinématique reliant le barillet du mouvement
à la roue d'échappement de ce mouvement. Par exemple dans le document
CH 120028 le ressort auxiliaire n'est rechargé que toutes les cinq oscillations du balancier
de sorte que le couple transmis au balancier-spiral à chaque impulsion n'est pas rigoureusement
constant, le ressort auxiliaire se détendant entre la première et la cinquième impulsion.
[0004] On a tenté de remédier à cet inconvénient par des dispositifs tels que celui décrit
dans le document
EP 1319997 faisant intervenir un mécanisme modifiant la longueur du bras de levier avec lequel
le ressort auxiliaire actionne la roue d'échappement. Un tel mécanisme est très compliqué,
encombrant et onéreux.
[0005] On connaît encore des mécanismes d'échappement à force constante des documents
EP 1528443,
CH 13248 ou
DE 619433 dans lesquels les ressorts auxiliaires permettant de transmettre un couple constant
à la roue d'échappement ne sont pas insérés dans le rouage de finissage du mouvement
mais fixés sur ledit mouvement et agissant sur un mobile. Ces mécanismes sont très
encombrants car ils nécessitent des rouages ne pouvant pas être intégrés dans l'espace
occupé habituellement par le mécanisme d'échappement classique, ancre - roue d'échappement.
[0006] Le but de la présente invention est de réaliser un mécanisme d'échappement à force
constante pour un mouvement d'horlogerie permettant d'assurer l'entretien du balancier-spiral
par des impulsions successives effectivement identiques et ne modifiant en rien le
rouage de finissage du mouvement reliant son barillet à sa roue d'échappement qui
soit peu encombrant et ne comporte que peu de pièces. Un autre but de l'invention
est d'intégrer le ressort auxiliaire du mécanisme d'échappement à force constante
dans l'espace compris entre l'axe de la roue d'échappement et l'axe du balancier-spiral
pour obtenir un mécanisme d'échappement à force constante très compact. Un autre but
encore de la présente invention est la réalisation d'un mécanisme d'échappement à
force constante présentant un meilleur rendement que ceux existants et une réduction
de l'inertie de la chaîne de transmission notamment pendant la transmission de couple
au balancier-spiral. Enfin un objectif de la présente invention est également d'améliorer
la chronométrie du mouvement d'horlogerie ainsi équipé.
[0007] La présente invention a pour objet un mécanisme d'échappement à force constante,
notamment pour mouvement d'horlogerie comprenant un balancier-spiral et un mobile
d'échappement relié à un barillet par un rouage de finissage; ce mécanisme d'échappement
comportant un ressort auxiliaire, caractérisé par le fait que ce mécanisme d'échappement
comporte une ancre d'impulsion pivotée sur une partie du bâti du mouvement coopérant
d'une part avec le mobile d'échappement et d'autre part avec des organes de commande
solidaire de l'arbre du balancier-spiral; et par le fait que le ressort auxiliaire
de force constante est fixé par l'une de ses extrémités sur une partie du bâti du
mouvement et par son autre extrémité à l'axe de l'ancre d'impulsion.
[0008] L'invention a également pour objet un mouvement d'horlogerie ou une pièce d'horlogerie
dont le mouvement est équipé d'un tel mécanisme d'échappement à force constante.
[0009] Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution
particulière du mécanisme d'échappement à force constante pour mouvement d'horlogerie.
La figure 1 est une vue d'ensemble en perspective du mécanisme d'échappement à force
constante.
Les figures 2 et 2a sont des schémas illustrant en plan et en élévation le mécanisme
de la figure 1 dans sa position initiale.
Les figures 3 et 3a sont des schémas illustrant en plan et en élévation le mécanisme
au moment de la libération de l'ancre d'impulsion.
Les figures 4 et 4a sont des schémas illustrant en plan et en élévation le mécanisme
en fin de rotation de l'ancre d'impulsion.
Les figures 5 et 5a sont des schémas en plan et en élévation du mécanisme lors de
l'engrènement de l'ancre d'impulsion avec la roue d'échappement.
Les figures 6 et 6a sont des schémas en plan et en élévation du mécanisme à la fin
de la première phase de réarmement de l'ancre d'impulsion.
Les figures 7 et 7a sont des schémas en plan et en élévation du mécanisme pendant
la seconde phase de réarmage de l'ancre d'impulsion.
Les figures 8 et 8a sont des schémas en plan et en élévation du mécanisme pendant
son retour en position initiale.
[0010] Les figures illustrent un mécanisme d'échappement à force constante selon l'invention
comportant un ressort auxiliaire de force constante est destiné à équiper un mouvement
d'horlogerie comprenant un balancier-spiral et un mobile d'échappement relié à un
barillet par un rouage de finissage. Ce mécanisme d'échappement à force constante
se distingue en ce qu'il comporte une ancre d'impulsion pivotée sur une partie du
bâti du mouvement coopérant d'une part avec le mobile d'échappement et d'autre part
avec des organes de commande solidaires de l'arbre du balancier-spiral et en ce que
le ressort auxiliaire de force constante est fixé par l'une de ses extrémités sur
une partie du bâti du mouvement et par son autre extrémité à l'axe de l'ancre d'impulsion.
[0011] Dans la forme d'exécution illustrée à titre d'exemple, le mécanisme d'échappement
à force constante comporte un mobile d'échappement 1 comportant, monté sur un axe
1.1, un pignon d'échappement 1.2 relié cinématiquement par un rouage de finissage
(non illustré) au barillet (non illustré) d'un mouvement d'horlogerie.
[0012] Ce mobile d'échappement 1 comporte encore une roue d'échappement inférieure 1.3,
une roue d'échappement intermédiaire 1.4 et une roue d'échappement supérieure 1.5
toutes trois solidaires de l'axe 1.1. Ce mobile d'échappement 1 est pivoté sur une
partie du bâti du mouvement d'horlogerie telle que la platine, un pont ou une cage
de tourbillon de ce mouvement d'horlogerie.
[0013] Ce mécanisme d'échappement comporte encore des organes de commande solidaire de l'axe
2 du balancier-spiral (non illustré) pivoté sur une partie du bâti du mouvement d'horlogerie.
Dans l'exemple illustré, cet axe 2 du balancier-spiral comporte un plateau de dard
3 muni d'une entaille 3.1; un plateau de cheville 4 comportant une cheville 4.1 situé
sous le plateau de dard 3; un plateau de commande supérieur 6 comportant une came
supérieure 6.1 sur sa face inférieure ; un plateau de commande inférieur 7 comportant
une came inférieure 7.1 sur sa face supérieure faisant face audit plateau de commande
supérieur 6 ; et un plateau d'impulsion 5 comportant un doigt d'impulsion 5.1 et situé
entre le plateau de commande supérieur 6 et le plateau de commande inférieur 7. Ces
différents plateaux et les éléments qu'ils portent ou comprennent constituent un ensemble
d'organes de commande du mécanisme d'échappement à force constante comme cela sera
expliqué dans ce qui suit.
[0014] Le mécanisme d'échappement à force constante comporte encore une ancre d'impulsion
8 montée pivotante et coulissante longitudinalement sur une partie du bâti du mouvement
d'horlogerie. L'ancre 8 est solidaire d'un axe de blocage 9, perpendiculaire au plan
dans lequel l'ancre d'impulsion 8 pivote. Cet axe de blocage 9 s'étend de preference
parallèlement à l'axe 2 du balancier-spiral et à l'axe de rotation 1.1 du mobile d'échappement
1. Cet axe de blocage 9 est angulairement solidaire d'une virole 10 elle-même solidaire
de l'extrémité intérieure d'un ressort auxiliaire de force constante 11 dont l'extrémité
extérieure 11.1 est prévue pour être fixée sur une partie du bâti du mouvement d'horlogerie.
[0015] Dans l'exemple illustré, la virole 10 est montée coulissante sur l'axe de blocage
9 tout en étant solidaire angulairement de celui-ci. Dans des variantes, la virole
10 pourrait être solidaire de l'axe de blocage 9 ou de l'ancre d'impulsion 8.
[0016] L'ancre d'impulsion 8 comporte une première extrémité 8.1 en forme de dent destinée
à coopérer avec les dents d'une denture d'impulsion de la roue d'échappement inférieure
1.3. Cette ancre d'impulsion 8 comporte une seconde extrémité 8.2, s'étendant entre
le plateau de commande supérieur 6 et le plateau de commande inférieur 7 solidaires
de l'axe du balancier-spiral, destinée à coopérer avec les cames supérieure 6.1 et
inférieure 7.1. Une première goupille 12, fixée sur une partie du bâti du mouvement
d'horlogerie sert de butée d'arrêt à l'ancre d'impulsion 8. Le ressort auxiliaire
de force constante 11 tend à déplacer l'ancre d'impulsion 8 en direction d'une seconde
goupille 13.
[0017] L'axe de blocage 9 portant l'ancre d'impulsion 8 est susceptible d'être déplacé longitudinalement
entre une position haute pour laquelle son extrémité de blocage 9.1 coopère avec une
première denture de blocage de la roue d'échappement supérieure 1.5 et empêche toute
rotation de celle-ci, et une position basse pour laquelle la roue d'échappement supérieure
1.5 est libérée de l'extrémité de blocage 9.1 de cet axe de blocage 9.
[0018] Le mécanisme d'échappement à force constante comporte encore une ancre de blocage
14 comportant quatre bras solidaires d'un axe d'ancre de blocage 14.1 pivoté sur une
partie du bâti du mouvement d'horlogerie. Cette ancre de blocage 14 comporte un premier
bras 14.2 coopérant avec une troisième goupille 15 et une quatrième goupille 16 pour
limiter l'ébat angulaire de l'ancre de blocage 14.
[0019] L'ancre de blocage comporte encore un second bras 14.3 dont l'extrémité comporte
une fourchette 14.4 et un dard 14.5 destiné à coopérer avec la cheville 4.1 respectivement
le plateau de dard 3 à l'instar d'un échappement à ancre suisse classique pour commander
les déplacements angulaires de l'ancre de blocage 14. cette ancre de blocage 14 comporte
encore un troisième bras 14.6 dont l'extrémité libre sert de butée de maintien pour
l'ancre d'impulsion 8 en position armée contre la première goupille 12.
[0020] Enfin, cette ancre de blocage 14 comporte un quatrième bras 14.7 dont l'extrémité
présente un crochet 14.8 destiné à coopérer avec une seconde denture de blocage de
la roue d'échappement intermédiaire 1.4.
[0021] Partant de la position initiale de ce mécanisme d'échappement à force constante illustrée
aux figures 2, 2a on va dans ce qui suit décrire le fonctionnement de ce mécanisme.
[0022] Dans la position initiale illustrée aux figures 2, 2a, le mobile d'échappement 1
est bloqué par l'extrémité 9.1 de l'axe de blocage 9 qui est en position haute. L'ancre
d'impulsion 8 est également en position haute pour laquelle sa première extrémité
8.1 est située au-dessus du plan de la roue d'échappement inférieure 1.3 avec laquelle
elle ne coopère donc pas.
[0023] L'ancre d'impulsion 8 est soumise à l'action du couple du ressort auxiliaire de force
constante 11 qui tend à la faire tourner dans le sens horaire (dans la vue des figures).
L'ancre d'impulsion 8 est bloquée par l'extrémité du troisième bras 14.6 de l'ancre
de blocage. L'ancre d'impulsion 8 soumise à l'action du ressort auxiliaire de force
constante 11 pousse sur l'extrémité du troisième bras 14.6 de l'ancre de blocage 14,
ce qui maintient celle-ci en appuis contre la troisième goupille 15 par son second
bras 14.2. Le dard 14.5 et le plateau de dard 3 évitent tout déblocage intempestif
du mécanisme.
[0024] Le balancier tourne dans le sens anti-horaire amenant la cheville 4.1 du plateau
de cheville 4 dans la fourchette 14.4 de l'ancre de blocage 14 provoquant le déplacement
de cette ancre de blocage dans le sens horaire jusqu'à ce que son second bras 14.2
bute contre la quatrième goupille 16 (Figures 3, 4). L'ancre d'impulsion 8 est libérée
mais le mobile d'échappement 1 est toujours bloqué par l'axe de blocage 9.
[0025] L'ancre d'impulsion 8 libérée se déplace dans le sens horaire sous l'effet du ressort
auxiliaire de force constante 11. La seconde extrémité 8.2 de l'ancre d'impulsion
se trouvant à la hauteur du plateau d'impulsion 5 entre en contact avec le doigt d'impulsion
et transmet l'énergie au balancier et ceci jusqu'à l'arrivée de l'ancre d'impulsion
8 contre la seconde goupille 13. Ainsi la transmission d'énergie se fait jusqu'à l'arrêt
de l'ancre d'impulsion 8, il n'y a donc pas de course perdue de l'ancre d'impulsion.
[0026] Le plan incliné de la came supérieure 6.1 du plateau supérieure 6 provoque la descente
de l'ancre 8 dont la première extrémité 8.1 vient se loger entre deux dents de la
denture d'impulsion de la roue d'échappement inférieure 1.3. En descendant, l'ancre
d'impulsion entraîne l'axe de blocage 9 jusque dans sa position basse libérant ainsi
le mobile d'échappement dès que l'extrémité 9.1 de l'axe de blocage échappe à la première
denture de blocage de la roue d'échappement supérieure 1.5 (Figure 5).
[0027] Dans la forme d'exécution illustrée, la virole 10 peut se déplacer avec l'axe de
blocage 9 car l'énergie du ressort utilisée durant la monté/descente de cet axe de
blocage n'est pas importante. Pourtant, dans une variante, la virole peut rester dans
le même plan à l'aide d'une liaison glissière avec l'axe de blocage 9.
[0028] Etant libéré, le mobile d'échappement 1 tourne dans le sens contraire des aiguilles
d'une montre, ce faisant la denture d'impulsion de la roue d'échappement inférieure
1.3 entraîne l'ancre d'impulsion 8 dans le sens des aiguilles d'une montre contre
l'action du ressort auxiliaire de force constante 11 jusqu'à ce que le mobile d'échappement
soit bloqué par le crochet 14.8 du quatrième bras 14.7 de l'ancre de blocage situé
sur le chemin de la seconde denture de blocage de la roue d'échappement intermédiaire
1.4 (Figure 6). Le rouage de finissage et le mobile d'échappement 1 sont alors bloqués
par l'ancre de blocage 14 et la roue d'échappement intermédiaire 1.4. L'ancre d'impulsion
8 est égalment bloquée en rotation par la roue d'échappement inférieure 1.3. L'ancre
de blocage 14 est maintenue contre la goupille 15 grâce à l'effort de la roue d'échappement
intermédiaire 1.4 sur le quatrième bras 14.7 de cette ancre de blocage 14. (Orientation
de l'effort étudié comme dans un échappement à ancre suisse classique entre l'ancre
et l'échappement). Le dard 14.5 et le plateau de dard 3 évitent tout déblocage intempestif.
Le balancier complète sa demi-course.
[0029] Par la suite, le balancier inverse son sens de rotation. La cheville 4.1 du plateau
de cheville coopère avec la fourchette du second bras 14.3 de l'ancre de blocage (comme
dans un échappement à ancre suisse classique) ce qui libère le mobile d'échappement
1, le crochet 14.8 du quatrième bras de l'ancre de blocage échappe à la denture de
la roue d'échappement intermédiaire 1.4 (Figure 7).
[0030] Le mobile d'échappement 1 ainsi libéré, reprend sa rotation dans le sens des aiguilles
d'une montre, la denture d'impulsion de la roue d'échappement inférieure 1.3 entraîne
la première extrémité 8.1 de l'ancre d'impulsion réarmant le ressort auxiliaire de
force constante 11 jusqu'à ce que l'ancre d'impulsion vienne buter contre la première
goupille 12 (Figure 8).
[0031] Le plan incliné de la came inférieure 7.1 du plateau de commande inférieur 7 provoque
la remontée de l'ancre d'impulsion 8 la dégageant de la roue d'échappement inférieure
1.3. Ce faisant, l'axe de blocage 9 est également relevé et son extrémité de blocage
9.1 vient se loger entre deux dents de la denture de blocage de la roue d'échappement
supérieure 1.5 bloquant le mobile d'échappement 1 et le rouage de finissage (Fig.
8). L'extrémité du troisième bras 14.6 de l'ancre de blocage 14 vient bloquer l'ancre
d'impulsion 8 et le mécanisme se retrouve en position initiale (Figure 2).
[0032] Ce nouveau mécanisme d'échappement à force constante est simple, il comporte peu
de pièces, notamment moins que les échappements à force constante existants. L'encombrement
du mécanisme d'échappement à force constante est réduit du fait du faible nombre de
pièces de celui-ci et du fait que le ressort auxiliaire est logé, incorporé, entre
l'axe 2 du balancier et l'axe 1.1 du mobile d'échappement.
[0033] Dans la forme d'exécution décrite ci-dessus, le mécanisme d'échappement à force constante
présente la particularité d'avoir séparé la fonction de blocage du mobile d'échappement
1 qui s'effectue par l'axe de blocage 9 et le quatrième bras 14.7 de l'ancre de blocage
de la fonction d'impulsion qui est réalisée à l'aide de l'ancre d'impulsion 8 et du
ressort auxiliaire de force constante. Cette forme d'exécution particulière (qui fait
également l'objet d'une autre demande de brevet du déposant déposée le même jour que
celle-ci) présente des avantages additionnels puisque lors de la phase d'impulsion
le mobile d'échappement 1, et donc tout le rouage de finissage du mouvement, est bloqué
de sorte que l'inertie des pièces en mouvement lors de l'impulsion est très faible,
empêchant alors tout recul du mobile d'échappement 1. De plus, la totalité de la course
angulaire de l'ancre d'impulsion est effectivment active, sans course morte dans cette
forme d'exécution. Grâce à ces dispositions le rendement du mécanisme d'échappement
est nettement amélioré de même que la précision de la chronométrie du mouvement équipé
de ce mécanisme d'échappement. Enfin, l'énergie transmise au balancier à chaque impulsion
est rigoureusement constante car elle ne dépend que du ressort auxiliaire qui se réarme
entre chaque impulsion.
[0034] Dans cette forme d'exécution illustrée l'organe de réglage constitué par l'axe de
blocage 9 est solidaire de l'ancre d'impulsion 8 et lui sert d'axe de pivotement.
Dans des variantes l'organe de réglage pourrait être indépendant de l'ancre d'impulsion
8 et commandé par une autre paire de cames portées par les plateaux de commande inférieur
7 et supérieur 6 fixés à l'axe 2 du balancier.
[0035] Dans l'exemple illustré le mobile d'échappement 1 comporte trois roues d'échappement
1.3, 1.4 et 1.5 comportant chacune une denture.
[0036] La denture d'impulsion est portée par la roue d'échappement inférieure 1.3 et coopère
avec l'ancre d'impulsion 8, la seconde denture de blocage est portée par la roue d'échappement
intermédiaire 1.4 et coopère avec le quatrième bras 14.7 de l'ancre de blocage 14,
et la première denture de blocage est portée par la roue d'échappement supérieure
1.5 et coopère avec l'axe de blocage 9. Le nombre de roue d'échappement peut être
réduit pour autant que le mobile d'échappement 1 comporte les trois dentures coopérant
respectivement avec l'ancre d'impulsion 8, l'ancre de blocage 14 et l'axe de blocage
9. Ces trois dentures peuvent en effet être portées par une ou deux roues seulement.
[0037] Dans une autre variante de cette forme d'exécution du mécanisme, celui-ci ne comporte
pas d'ancre de blocage, le blocage du mobile d'échappement n'étant réalisé que par
l'axe de blocage solidaire de l'ancre d'impulsion. Dans ce cas l'axe de blocage comporte
trois positions axiales distinctes commandées par trois cames portées par l'axe de
balancier.
[0038] Plus generalement, un mécanisme d'échappement à force constante selon la présente
invention peut prendre diverses autres formes (par exemple, un échappement plus conventionel
où l'ancre d'impulsion et le ou les organe(s) de réglage se déplace(nt) dans le meme
plan ou dans des plans parallèles entre eux. Ce qui est essentiel dans la présente
invention est que le mécanisme d'échappement comprend une ancre d'impulsion pivotée
sur le bâti du mouvement coopérant d'une part avec le mobile d'échappement et d'autre
part avec des organes de commande solidaires de l'arbre du balancier-spiral ainsi
qu'un ressort auxiliaire de force constante dont l'une de ses extrémités est fixée
sur une partie du bâti du mouvement et dont son autre extrémité est solidaire angulairement
de l'ancre d'impulsion (8).
1. Mécanisme d'échappement à force constante, notamment pour mouvement d'horlogerie comprenant
un balancier-spiral et un mobile d'échappement relié à un barillet par un rouage de
finissage; ce mécanisme d'échappement comportant un ressort auxiliaire de force constante
(11), caractérisé par le fait que ce mécanisme d'échappement comporte une ancre d'impulsion (8) pivotée sur une partie
du bâti du mouvement coopérant d'une part avec le mobile d'échappement (1) et d'autre
part avec des organes de commande solidaires de l'arbre du balancier-spiral; et par le fait que le ressort auxiliaire de force constante (11) est fixé par l'une de ses extrémités
sur une partie du bâti du mouvement et que son autre extrémité est solidaire angulairement
de l'ancre d'impulsion (8).
2. Mécanisme selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ancre d'impulsion (8) est montée sur le mouvement de manière à pouvoir se déplacer
angulairement et axialement par rapport au bâti du mouvement d'horlogerie.
3. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le ressort auxiliaire de force constante (11) est un ressort-spiral.
4. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisé par le fait que et que l'extrémité intérieure de ce ressort-spiral est fixée à une virole (10) angulairement
solidaire de l'ancre d'impulsion (8) tandis que son extrémité extérieure est fixée
sur une partie du bâti du mouvement d'horlogerie.
5. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 4, caractérisé par le fait que l'axe de rotation de l'ancre d'impulsion constitue un axe de blocage (9) coopérant
avec le mobile d'échappement.
6. Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la virole (10) se déplace avec l'axe de blocage (9) lors d'un déplacement axial de
ce dernier.
7. Mécanisme selon la revendication 5, caractérisé par le fait que la virole (10) est montée coulissante sur l'axe de blocage (9).