[0001] La présente invention se rapporte à un régulateur horloger mécanique isochrone, auto-démarrant
et dont la consommation énergétique est faible.
[0002] Une manière de réduire la consommation énergétique d'un régulateur mécanique horloger
est d'utiliser un oscillateur dit à guidage flexible tel que celui décrit par
CH709291. Ce type d'oscillateur présente la particularité d'avoir d'une part un grand facteur
de qualité et d'autre part une petite amplitude. Ces deux propriétés se retrouvent
également dans les oscillateurs d'horloge, raison pour laquelle les échappements associés
aux oscillateurs à guidage flexible sont souvent des échappements d'horloge tels que
les échappements à recul ou à repos frottant. Le défaut principal de la plupart des
régulateurs d'horloges est qu'ils ne sont pas auto-démarrants. Or l'auto-démarrage
est une caractéristique essentielle pour un régulateur destinée à une montre-bracelet.
En effet dans ce contexte, un choc extérieur peut engendrer une perte d'amplitude
du balancier telle que le régulateur s'arrête. Si le régulateur n'est pas auto-démarrant,
il restera alors bloqué.
[0003] On connaît ainsi par exemple
EP1736838 qui décrit un oscillateur mécanique et un échappement à sauterelle. L'échappement
est composé de deux lames élastiques dont chaque lame a une extrémité liée au balancier
et une extrémité libre collaborant avec une roue d'échappement. Le balancier est poussée
par une de ses lames jusqu'au-delà du point mort. C'est alors le balancier qui pousse
sur l'autre lame pour que la première puisse dégager. Si le balancier n'a pas assez
d'élan pour assurer le dégagement, alors le système se retrouve bloqué. Ce principe
ne peut donc pas être auto-démarrant.
[0004] Il est également connu des systèmes d'échappement à repos frottant dont l'impulsion
est transmise soit directement à un oscillateur à guidage flexible tels que
EP3182213 et
WO2017068538, soit indirectement via une lame élastique tel que
WO2018100122. L'inconvénient principal d'un échappement à repos frottant est la consommation énergétique
élevée du système du fait des frottements entre l'ancre et la roue d'échappement.
De plus, l'isochronisme de ce type d'échappement est difficilement réglable.
[0005] Un autre type d'échappement déjà associé à un oscillateur à guidage flexible est
l'échappement à détente comme
EP3059641. Avec ce type d'échappement, l'impulsion ne peut être donnée à l'oscillateur qu'une
alternance sur deux, on parle alors de coup perdu et ce principe, tout comme l'échappement
à sauterelle, ne peut pas être auto-démarrant.
[0006] Le but de la présente invention est de proposer un régulateur horloger mécanique
isochrone, auto-démarrant et dont la consommation énergétique est faible.
[0007] Le régulateur mécanique horloger de l'invention comporte un oscillateur à guidage
flexible et un échappement à double détente, l'oscillateur comportant un balancier
lié à une suspension élastique agencée pour guider et rappeler le balancier dans un
plan d'oscillation. L'échappement comporte une roue d'échappement et une ancre intégrée
au balancier et ayant deux bras agencés pour recevoir alternativement des impulsions
de la roue d'échappement. L'échappement comporte en outre deux détentes bloquant alternativement
la roue d'échappement entre deux impulsions et coopérant avec les bras de l'ancre
pour libérer la roue d'échappement avant chaque impulsion, sans coopération directe
entre l'ancre et la roue d'échappement. Puis la roue d'échappement transmet son impulsion
directement aux bras de l'ancre.
[0008] L'avantage principal de l'invention par rapport à un régulateur horloger traditionnel
composé d'un oscillateur de type balancier-spiral et d'un échappement à ancre suisse
est que sa puissance consommée est beaucoup plus faible, typiquement au moins trois
fois plus faible. De ce fait, le premier avantage résultant de cette faible consommation
est que la réserve de marche de la montre sera plus longue. Cela implique que la durée
d'utilisation de la montre avant qu'elle ne s'arrête sera au moins trois fois plus
longue. Deuxième avantage lié à cette faible consommation d'énergie : le ressort de
barillet mettra au moins trois fois plus de temps à se décharger ; son couple variera
donc moins pendant un laps de temps donné ce qui signifie, pour un isochronisme donné
du régulateur, que la variation de marche sur ce laps de temps sera également plus
faible. Les caractéristiques du système qui permettent de minimiser cette consommation
énergétique seront détaillées plus loin.
[0009] Dans une forme d'exécution, chaque détente est constituée d'une lame flexible ayant
une extrémité fixe et une extrémité libre, ces extrémités libres coopérant d'une part
avec un bras de l'ancre et d'autre part avec la roue d'échappement. Ces détentes se
distancient donc clairement des détentes classiques tel que décrite dans
EP3059641. En effet, une détente classique comprend une structure rigide munie d'un pivot,
d'une butée rigide et d'une lame flexible.
[0010] On entend par lame flexible toute poutre prismatique (typiquement de section rectangulaire)
dont l'épaisseur est au moins 10 fois plus faible que la longueur et au moins 2 fois
plus faible que la largeur. La section peut changer de dimension le long de la lame
et la trajectoire suivant la longueur de cette lame peut être droite ou courbée.
[0011] Selon cette forme d'exécution, l'extrémité libre de chaque détente comporte un plan
de repos qui coopère avec les dents de la roue d'échappement pour bloquer celle-ci
durant la phase de repos de l'échappement tout en permettant au balancier d'osciller
sans contact avec la roue d'échappement.
[0012] Toujours selon cette même forme d'exécution, l'extrémité libre de chaque détente
comporte un plan de dégagement qui coopère avec les bras de l'ancre pour libérer la
roue d'échappement avant chaque impulsion.
[0013] De préférence, les extrémités des bras de l'ancre comportent des plans d'impulsion
coopérant avec le bec de chaque dent de la roue d'échappement de sorte à transmettre
l'énergie de la roue d'échappement au balancier. A la fin de l'impulsion l'extrémité
du plan d'impulsion de l'ancre devient alors le bec d'impulsion et est poussé par
le dos de l'une des dents de la roue d'échappement. Cela constitue une configuration
avantageuse mais il est clair que le bec d'impulsion pourrait se situer uniquement
sur la roue d'échappement et le plan d'impulsion uniquement sur l'ancre ou inversement.
[0014] Selon cette forme d'exécution préférentielle, les plans de repos des détentes sont
disposés par rapport aux bras d'ancre de telle sorte qu'à la fin du dégagement (réalisé
par l'ancre) de l'une ou l'autre des détentes, la dent de la roue d'échappement en
contact avec le plan de repos de ladite détente transite directement sur le plan d'impulsion
des bras d'ancre sans chuter. Une chute est une rotation dans le vide de la roue d'échappement,
souvent nécessaire comme transition entre deux phases d'échappement pour s'assurer
que le système ne puisse se bloquer mais constitue également une perte d'énergie significative
de tout échappement. Dans cette forme d'exécution, une chute n'est pas nécessaire
entre le dégagement et l'impulsion car la roue d'échappement ne comprend qu'une seule
denture sur un seul niveau. Les plans de repos des détentes, les plans d'impulsion
de l'ancre et la denture de la roue d'échappement se situent alors tous sur un même
plan de travail. Néanmoins il pourrait être utile d'ajouter une chute entre la phase
de dégagement et la phase d'impulsion pour éviter que les bras d'ancre génèrent un
recul de la roue d'échappement avant la phase de dégagement en conséquence d'erreurs
de positionnement à l'assemblage des pièces constituant l'échappement. Il est clair
que le fonctionnement global du système resterait le même mais que la consommation
énergétique pourrait être affectée. Par ailleurs, le fait que la roue d'échappement
n'ait qu'un seul niveau et une seule denture constitue un avantage important du design
car cela contribue également à réduire l'inertie de la roue d'échappement qui est
un paramètre déterminant pour la consommation énergétique du régulateur. En effet,
les pertes d'énergie inertielle sont dues au fait qu'il faille, à chaque impulsion,
accélérer considérablement la roue d'échappement pour qu'elle rattrape le balancier
et lui transmette son couple, cette énergie cinétique est ensuite perdue lorsque la
roue d'échappement percute le plan de repos des détentes. Cette perte d'énergie inertielle
peut devenir considérablement élevée au regard des autres types de perte lorsque l'on
utilise un oscillateur à fréquence élevée tel qu'un oscillateur à guidage flexible.
Il est donc crucial de minimiser l'inertie de la roue d'échappement pour un échappement
fonctionnant avec ce type particulier d'oscillateur.
[0015] Selon cette exécution, à chaque période de l'oscillateur chacun des deux plans d'impulsion
reçoit une impulsion de la roue d'échappement.
[0016] Selon cette exécution préférentielle, les plans d'impulsion des bras de l'ancre ont
une forme bombée telle que, lorsque la roue d'échappement transmet son énergie au
balancier, la roue d'échappement est animée essentiellement d'un mouvement uniformément
accéléré. L'utilité de la forme des plans d'impulsion sera décrite plus loin.
[0017] Dans une forme d'exécution, le régulateur comporte une base fixe comportant deux
butées rigides correspondant chacune respectivement à une des détentes, les deux butées
rigides étant agencées pour donner un couple de précharge de sa détente respective
contre la butée correspondante.
[0018] Selon cette forme d'exécution, au moins une des détentes comporte une extrémité liée
rigidement à un bras coopérant avec une table de réglage, cette extrémité liée étant
opposée à ladite extrémité libre de la détente flexible ; la position de cette table
de réglage est modifiable par rapport à la base fixe afin de changer l'orientation
de la détente flexible par rapport à sa butée rigide, ce qui permet de modifier le
couple de précharge de la détente flexible qui est en appui contre sa butée rigide.
[0019] Dans une autre forme d'exécution, au moins l'une des détentes coopère avec un organe
de rigidification agencé pour modifier la longueur active de la lame flexible de ladite
détente.
[0020] Dans une forme d'exécution, l'ancre comporte un bec coopérant avec une dent de la
roue d'échappement de telle manière que cette dent de la roue d'échappement agit comme
plan de repos dans le cas où l'une des détentes n'arrive pas à bloquer la roue d'échappement.
[0021] La suspension élastique de l'oscillateur comporte de préférence au moins deux lames
de pivot flexibles.
[0022] Le balancier, l'ancre et les détentes sont réalisés typiquement en silicium et mise
en forme pour les technologies DRIE et le corps inertiel du balancier est obtenu par
l'assemblage d'un anneau en matériau dense et d'un anneau en silicium. Le silicium
pourrait être remplacé par un autre matériau comme du verre de silice qui serait mis
en forme par un laser typiquement femto-seconde et éventuellement suivit d'une attaque
chimique.
[0023] L'invention concerne également un mouvement d'horlogerie ou une montre-bracelet comportant
un régulateur selon la présente invention.
[0024] Les caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de
la description de plusieurs formes d'exécution données uniquement à titre d'exemple,
nullement limitatives, et en se référant aux figures schématiques, dans lesquelles
:
- La figure 1 représente une vue de face d'un régulateur comportant un oscillateur à
guidage flexible et un échappement à double détente ;
- La figure 2 représente une vue oblique du même régulateur ;
- La figure 3 représente une vue oblique des fonctions d'entrée de l'échappement ;
- La figure 4 représente une vue oblique des fonctions de sortie de l'échappement ;
- La figure 5 représente une vue de dessus de l'échappement en position de repos d'entrée
;
- La figure 6 représente une vue de dessus de l'échappement en position de dégagement
d'entrée ;
- La figure 7 représente une vue de dessus de l'échappement en position d'impulsion
d'entrée ;
- La figure 8 représente une vue de dessus de l'échappement en position de fin d'impulsion
d'entrée ;
- La figure 9 représente une vue de dessus de l'échappement en position de repos de
sortie ;
- La figure 10 représente une manière alternative de régler le défaut d'isochronisme
du système.
[0025] Comme illustré aux figures 1 et 2, le régulateur mécanique horloger comporte un oscillateur
à guidage flexible et un échappement à double détente, l'oscillateur comportant un
balancier 1 lié cinématiquement à une suspension élastique 2a, 2b agencée pour guider
et rappeler le balancier 1 dans un plan d'oscillation. L'échappement comporte une
roue d'échappement 3 et une ancre 4 intégrée au balancier 1 et disposant de deux bras
5, 6 agencés pour recevoir alternativement des impulsions de la roue d'échappement
3. L'échappement comporte en outre deux détentes 7, 8 bloquant alternativement la
roue d'échappement 3 entre deux impulsions et coopérant avec les bras 5, 6 de l'ancre
pour libérer la roue d'échappement 3 avant chaque impulsion, sans coopération directe
entre l'ancre et la roue d'échappement.
[0026] L'oscillateur à guidage flexible est composé d'un corps inertiel 1a lié à la suspension
élastique 2a, 2b assurant d'une part la fonction de guidage du corps inertiel 1a dans
la trajectoire voulue et d'autre part la fonction de rappel élastique.
[0027] Chaque détente 7, 8 est constituée d'une lame flexible ayant une extrémité fixe 7a,
8a et une extrémité libre 7b, 8b, cette extrémité libre coopérant d'une part avec
un bras 5, 6 de l'ancre et d'autre part avec la roue d'échappement 3.
[0028] Le défaut d'isochronisme de la suspension 2a, 2b de l'oscillateur est corrigé par
les détentes 7, 8. Une seule détente 7, 8 est en appui sur le balancier 1 pendant
l'arc supplémentaire et les deux détentes 7, 8 sont en contact avec le balancier 1
durant le dégagement de la roue d'échappement et l'impulsion. Les détentes 7, 8 étant
flexibles, la rigidité du régulateur varie durant l'oscillation. Les détentes 7, 8
ont donc tendance à diminuer la rigidité moyenne de l'oscillateur à grande amplitude.
Cela compense le fait que la suspension flexible de l'oscillateur à tendance à être
plus rigide en moyenne à grande amplitude.
[0029] L'extrémité libre de chaque détente 7b, 8b comporte un plan de repos 7c, 8c (voir
figures 2, 3 et 4) qui coopère avec les dents de la roue d'échappement 3 pour bloquer
celle-ci durant la phase de repos de l'échappement tout en permettant au balancier
1 d'osciller sans contact avec la roue d'échappement 3.
[0030] L'extrémité libre de chaque détente 7, 8 comporte un plan de dégagement qui coopère
avec les bras 5, 6 de l'ancre pour libérer la roue d'échappement 3 avant chaque impulsion.
[0031] Comme illustré aux figures 3 et 4, les extrémités des bras 5, 6 de l'ancre comportent
des plans d'impulsion 5a, 6a coopérants avec les dents de la roue d'échappement 3
de sorte à transmettre l'énergie de la roue d'échappement 3 au balancier 1. A la fin
de la première partie d'impulsion, l'extrémité du plan d'impulsion 5c, 6c devient
le bec d'impulsion et est poussé par le plan d'impulsion de la dent de la roue d'échappement
3c.
[0032] Les plans d'impulsion 5a, 6a sont avantageusement disposés en contigüe avec les plans
de repos des détentes 7c, 8c au moment du dégagement, de manière à éviter une chute
entre le dégagement et l'impulsion ; Si elle n'était évitée, cette chute causerait
une perte d'énergie, donc un rendement plus faible de l'échappement et donc une amplitude
plus faible du balancier 1. Cet effet peut être obtenu par le fait que la roue d'échappement
3 ne comprend d'une seule denture sur un seul niveau et que la roue d'échappement
3 se situe sur le même plan P de travail que les plans de repos 7c, 8c des détentes
et les plans d'impulsion de l'ancre 5a, 6a.
[0033] A chaque période de l'oscillateur, chacun des deux plans d'impulsions 5a, 6a des
bras d'ancre reçoit une impulsion de la roue d'échappement 3. Ces plans d'impulsion
5a, 6a ont une forme bombée telle que, lorsque la roue d'échappement 3 transmet son
énergie au balancier 1, la roue d'échappement 3 est animée essentiellement d'un mouvement
uniformément accéléré. Autrement dit, les plans d'impulsion 5a, 6a sont dits à effleurement,
c'est-à-dire qu'ils garantissent au moins l'effleurement du bec de la roue d'échappement
3a contre l'un des plans d'impulsion 5a, 6a durant la phase d'impulsion. Cela assure
une transmission continue de l'énergie de la roue d'échappement 3 au balancier 1.
Cette caractéristique est importante pour les échappements coopérant avec un oscillateur
à guidage flexible car ces derniers ont la particularité d'avoir une fréquence élevée,
typiquement de 10 à 20 Hz, et une faible amplitude, typiquement de 5 à 20 degrés.
Dans ce contexte, la phase d'impulsion est brève et le balancier 1, pour une amplitude
donnée, se déplace rapidement. De plus la roue d'échappement 3 avant l'impulsion est
à l'arrêt alors que le balancier 1 est proche de sa vitesse maximum. Ainsi, grâce
au plan d'impulsion à effleurement, la roue d'échappement 3 arrivera de toute manière
à rattraper le balancier 1 et à lui transmettre son énergie et ce quel que soit l'amplitude
du balancier 1, de l'arrêt jusqu'à son amplitude nominale. De plus, le profil à effleurement
implique un rapport de transmission variable entre la roue d'échappement 3 et l'ancre
4. Le couple appliqué à l'ancre 4 augmente alors au cours de l'impulsion de sorte
de compenser l'augmentation du couple de rappel de la suspension élastique 2a, 2b
de l'oscillateur. Ainsi même lorsque l'oscillateur est à l'arrêt, le couple de la
roue d'échappement 3 est suffisant pour finir l'impulsion, ce qui permet l'auto-démarrage
du système. Le régulateur comporte une base fixe 9 comportant deux butées rigides
10a, 10b interagissant chacune respectivement avec une des détentes 7, 8 ; chacune
de ces butées rigides est agencée pour appliquer un couple de précharge sur sa détente
respective.
[0034] Les détentes 7, 8, lorsqu'elles ne sont pas en contact avec le balancier 1, reposent
avec un couple de précharge contre des butées rigides 10a, 10b. Le couple de précharge
d'au moins une des détentes est réglable et permet de corriger le défaut d'isochronisme
du régulateur horloger. De plus, les butées rigides 10a, 10b (voir figure 7) et le
couple de précharge permettent d'assurer le positionnement des détentes 7, 8 durant
les repos et de sécuriser leur positionnement en cas de chocs extérieurs.
[0035] Dans l'exemple illustré par les figures 1 à 9, l'orientation de la détente 8 est
réglable et permet d'ajuster le défaut d'isochronisme du régulateur horloger. La détente
8 comporte une extrémité 8a liée rigidement à un bras 13 coopérant avec une table
de réglage 11. Cette extrémité liée 8a est opposée à l'extrémité libre 8b de la détente
flexible 8 ; la position de cette table de réglage 11 est modifiable par rapport à
la base fixe 9 afin de changer l'orientation de la détente flexible 8 par rapport
à sa butée rigide 10b, modifiant ainsi le couple de précharge de la détente flexible
8 appuyée contre la butée rigide correspondante 10b. Il est clair que ce mécanisme
peut également être utilisé pour réaliser un réglage fin de la fréquence du système.
[0036] Alternativement et illustrée à la figure 10, toujours afin de régler l'isochronisme
ou la fréquence du système, la détente 8 pourrait coopérer avec un organe de rigidification
14 agencé pour modifier la longueur active de la lame flexible de la détente.
[0037] Revenant à l'exécution des figures 1 à 9, chaque bras de l'ancre 4 comporte un bec
5b, 6b coopérant avec une dent de la roue d'échappement 3 de telle manière que la
partie 3b de cette dent de la roue d'échappement 3 agit comme un plan de repos en
substitution des détentes 7, 8 au cas où, par exemple suite à un choc, l'une de ces
dernières n'arrive pas à bloquer la roue d'échappement 3.
[0038] Par ailleurs, il est également possible d'ajouter des plans de blocage sur le balancier
1. Ces plans de blocage, par exemple à la suite d'un choc, empêcheraient l'une ou
l'autre des détentes de trop pivoter et de libérer la roue d'échappement. Ce blocage
interviendrait donc uniquement lorsque la roue d'échappement 3 est en appui avec la
détente 7, 8 en question.
[0039] Les figures 5 à 9 illustrent le fonctionnement séquentiel de l'échappement à double
détentes au cours de l'alternance où le balancier 1 oscille dans le sens horaire.
Les principales phases de l'échappement sont les suivantes :
- La roue d'échappement 3 commence par être sur le repos de la détente d'entrée 7c (figure
5), la détente d'entrée 7 est en appui sur sa butée 10a et la détente de sortie 8
est en appui sur le bras de sortie 6 de l'ancre.
- Le pivotement du balancier 1 provoque le dégagement de la détente d'entrée 7 par le
bras d'entrée de l'ancre 5, ce qui libère la roue d'échappement 3 (figure 6), la détente
d'entrée 7 n'est alors plus en contact avec sa butée 10a et est emportée par le bras
d'entrée de l'ancre 5.
- La roue d'échappement 3 est maintenant libérée et pivote dans le sens horaire (figure
7), le bec 3a de l'une des dents de la roue d'échappement est en contact avec le plan
d'impulsion à effleurement d'entrée 5a et pousse l'ancre 4.
- La roue d'échappement 3 poursuit ensuite son impulsion (figure 8), le plan d'impulsion
3c de la dent poussant le bras d'entrée de l'ancre 5.
- En fin d'impulsion, le bras d'ancre opposé dépose la détente sur sa butée.
- L'impulsion d'entrée est terminée (figure 9), la roue d'échappement 3 chute dans le
sens horaire et est bloquée par le plan de repos 8c de la détente de sortie. La détente
de sortie 8 est en appui contre sa butée 10b et la détente d'entrée 7 est emportée
par le bras d'entrée de l'ancre 5.
[0040] L'alternance suivante se poursuit alors de manière équivalente avec la rotation du
balancier 1 dans le sens antihoraire suivie du dégagement, de l'impulsion et de la
chute de sortie.
[0041] Dans l'exemple illustré, la suspension élastique 2a, 2b de l'oscillateur sur pivot
flexible comporte deux lames mais elle pourrait en comporter davantage et la topologie
choisie (ici de type Wittrick selon
EP2911012) pour représenter cet oscillateur est donnée uniquement à titre d'exemple et n'est
nullement limitative.
[0042] Grâce au régulateur de la présente invention, la consommation énergétique peut être
très faible, inférieure à 0.3 uW (typiquement 0.25 uW). Une si faible puissance consommée
est liée principalement :
- à la faible amplitude du balancier requise pour pouvoir être isochrone et peu sensible
à la gravité, typiquement entre 8 et 16 degrés,
- à l'absence de frottement dans le pivot flexible du balancier,
- au fait que l'impulsion est transmise directement de la roue d'échappement au balancier
ce qui supprime toute perte d'énergie associée à un mobile intermédiaire entre la
roue et le balancier,
- au fait que les détentes permettent de limiter les frottements que l'on pourrait avoir
durant une éventuelle phase de repos ou de recul,
- à l'absence de chute entre le dégagement de la roue d'échappement et l'impulsion,
et
- à la minimisation de l'inertie de la roue d'échappement.
[0043] Un autre avantage du présent régulateur est que le défaut d'isochronisme de l'échappement
à double détente compense naturellement le défaut d'isochronisme du pivot flexible
de l'oscillateur. Cet effet est obtenu par le fait que contrairement aux échappements
à détente classique, il y a toujours au moins une détente en contact avec le balancier.
De plus, comme expliqué précédemment, le défaut d'isochronisme de l'échappement de
la présente invention est réglable, ce qui permet de s'adapter au défaut de l'oscillateur
qui peut varier d'un oscillateur à l'autre en raison des imprécisions de fabrication
et d'assemblage des pièces.
[0044] Finalement, l'échappement à double détente du présent régulateur est auto-démarrant
car d'une part il n'a pas de coup perdu contrairement aux échappements classiques
à détente et d'autre part il ne nécessite pas d'élan particulier du balancier pour
permettre le dégagement de la roue d'échappement. Par ailleurs, le profil des plans
d'impulsion à effleurement implique un rapport de transmission variable qui augmente
le couple appliqué à l'ancre par la roue d'échappement à la fin de l'impulsion, ce
qui facilite l'auto-démarrage.
(1) Balancier
(1a) Corps inertiel
(2a, 2b) Suspension élastique
(3) Roue d'échappement
(3a) Bec d'une dent de la roue d'échappement
(3b) Plan de repos de secours d'une dent de la roue d'échappement
(3c) Plan d'impulsion d'une dent de la roue d'échappement
(4) Ancre
(5) Bras d'entrée de l'ancre
(5a) Plan d'impulsion du bras d'entrée de l'ancre
(5b) Bec de secours du bras d'entrée de l'ancre
(5c) Bec de fin d'impulsion d'entrée de l'ancre
(6) Bras de sortie de l'ancre
(6a) Plan d'impulsion du bras de sortie de l'ancre
(6b) Bec de secours du bras de sortie de l'ancre
(6c) Bec de fin d'impulsion de sortie de l'ancre
(7) Détente d'entrée
(7a) Extrémité fixe de la détente d'entrée
(7b) Extrémité libre de la détente d'entrée
(7c) Plan de repos de la détente d'entrée
(7d) Plan de dégagement de la détente d'entrée
(8) Détente de sortie
(8a) Extrémité fixe de la détente de sortie
(8b) Extrémité libre de la détente de sortie
(8c) Plan de repos de la détente de sortie
(8d) Plan de dégagement de la détente de sortie
(9) Base fixe
(10a) Butée de la détente d'entrée
(10b) Butée de la détente de sortie
(11) Table de réglage
(12) Guidage flexible du bras de réglage de la précharge
(13) Bras de réglage
(14) Organe de rigidification
1. Régulateur mécanique horloger comportant un oscillateur à guidage flexible et un échappement
à double détente, l'oscillateur comportant un balancier (1) lié cinématiquement à
une suspension élastique (2a, 2b) agencée pour guider et rappeler le balancier (1)
dans un plan d'oscillation, l'échappement comportant :
- une roue d'échappement (3),
- une ancre (4) intégrée au balancier (1) et ayant deux bras (5, 6) agencées pour
recevoir alternativement des impulsions de la roue d'échappement (3),
caractérisé en ce que ledit échappement comporte deux détentes (7, 8) bloquant alternativement la roue
d'échappement (3) entre deux impulsions et coopérant avec les bras (5, 6) de l'ancre
pour libérer la roue d'échappement (3) avant chaque impulsion, sans coopération directe
entre l'ancre et la roue d'échappement.
2. Régulateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque détente (7, 8) est constituée d'une lame flexible ayant une extrémité fixe
(7a, 8a) et une extrémité libre (7b, 8b), ces extrémités libres coopérant d'une part
avec un bras (5, 6) de l'ancre et d'autre part avec la roue d'échappement (3).
3. Régulateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'extrémité libre de chaque détente (7b, 8b) comporte un plan de repos (7c, 8c) qui
coopère avec des dents de la roue d'échappement (3) pour bloquer celle-ci durant la
phase de repos de l'échappement tout en permettant au balancier (1) d'osciller sans
contact avec la roue d'échappement (3).
4. Régulateur selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que l'extrémité libre de chaque détente (7, 8) comporte un plan de dégagement 7d, 8d
qui coopère avec les bras (5, 6) de l'ancre pour libérer la roue d'échappement (3)
avant chaque impulsion.
5. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les extrémités des bras (5, 6) de l'ancre comportent des plans d'impulsion (5a, 6a)
coopérant avec les dents de la roue d'échappement (3) de sorte à transmettre l'énergie
de la roue d'échappement (3) au balancier (1).
6. Régulateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte des plans de repos des détentes (7c. 8c) disposés par rapport aux bras
(5, 6) d'ancre de telle sorte qu'à la fin du dégagement de l'une ou l'autre des détentes,
la dent de la roue d'échappement (3) en contact avec le plan de repos de ladite détente
transite directement sur le plan d'impulsion (5a, 6a) des bras (5, 6) d'ancre sans
chuter.
7. Régulateur selon la revendication 6, caractérisé en ce que la roue d'échappement (3) n'est constituée que d'une seule denture réalisé sur un
seul niveau et travaille dans le même plan de travail P que les plans d'impulsion
de l'ancre (5a, 6a) et les plan de repos des détentes (7c. 8c)
8. Régulateur selon la revendication 5, 6 ou 7 caractérisé en ce que chacun des deux plans d'impulsion (5a, 6a) reçoit une impulsion de la roue d'échappement
(3) par période de l'oscillateur.
9. Régulateur selon la revendication 5, 6, 7 ou 8, caractérisé en ce que les plans d'impulsion (5a, 6a) des bras d'ancre ont une forme bombée.
10. Régulateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que les plans d'impulsion (5a, 6a) des bras d'ancre ont une forme bombée telle que, lorsque
la roue d'échappement (3) transmet son énergie au balancier, la roue d'échappement
(3) est animée essentiellement d'un mouvement uniformément accéléré.
11. Régulateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le régulateur comporte une base fixe (9) comportant deux butées rigides (10a, 10b)
interagissant/associées chacune respectivement à une des détentes (7, 8), les deux
butées rigides étant agencées pour appliquer un couple de précharge sur leurs détentes
respectives.
12. Régulateur selon la revendication 11 lorsqu'elle dépend de l'une des revendications
2 à 4, caractérisé en ce qu'au moins une des détentes (7, 8) comporte une extrémité (8a) liée rigidement à un
bras (13) coopérant avec une table de réglage (11), cette extrémité liée (8a) étant
opposée à ladite extrémité libre (7a, 8a) de ladite détente flexible (7, 8), la position
de cette table de réglage (11) étant modifiable par rapport à ladite base fixe (9)
afin de changer l'orientation de la détente flexible (7, 8) par rapport à sa butée
rigide (10a, 10b), modifiant ainsi le couple de précharge de ladite détente flexible
(7, 8) contre la butée rigide correspondante (10a, 10b).
13. Régulateur mécanique horloger selon l'une quelconque des revendications précédentes,
caractérisé en ce qu'au moins l'une des détentes (7, 8) coopère avec un organe de rigidification (14) agencé
pour modifier la longueur active de la lame flexible de ladite détente.
14. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'ancre (4) comporte un bec (5b, 6b) sur chacune de ses bras (5, 6) coopérant avec
une dent de la roue d'échappement (3) de telle manière que cette dent de la roue d'échappement
(3) agit comme plan de repos (3b) dans le cas où l'une des détentes (7, 8) n'arrive
pas à bloquer la roue d'échappement (3).
15. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite suspension élastique (2a, 2b) comporte au moins deux lames de pivot flexibles.
16. Régulateur selon la revendication 15, caractérisé en ce que une première lame (2a) de ladite suspension élastique croise une seconde lame (2b)
à l'emplacement du centre de masse du balancier (1) et à 12.5% de la longueur de chaque
lame depuis la base fixe (9).
17. Régulateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le balancier (1), l'ancre (4) et les détentes (7, 8) sont en silicium et le corps
inertiel du balancier (1a) est obtenu par l'assemblage d'un anneau en matériau dense
et d'un anneau en silicium.
18. Mouvement d'horlogerie comportant un régulateur selon l'une des revendications précédentes.
19. Montre-bracelet comportant un régulateur selon l'une des revendications 1 à 17.