[0001] La présente invention concerne les mouvements de montre munis de plusieurs balanciers
et plus particulièrement du type dit à résonance. Dans ce genre de mouvement, deux
balanciers oscillent exactement à la même fréquence, interagissant l'un avec l'autre.
Une telle solution permet d'augmenter sensiblement le rendement du mouvement et sa
précision.
[0002] De telles montres ont déjà été réalisées. Pour assurer une mise en résonance, il
est généralement prévu de pouvoir régler la distance entre les deux balanciers. Si
les balanciers oscillent en opposition de phase au voisinage l'un de l'autre, l'air
qu'ils entraînent va dans la même direction de telle sorte que les frottements dans
l'air sont réduits. On comprendra aisément que cette distance est très faible et pose
des problèmes d'ajustement en cours de fabrication.
[0003] La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en rendant plus rigide
et plus simple la structure du mouvement équipé de balanciers travaillant en résonance.
De manière plus précise, le mouvement selon l'invention est muni d'un bâti, d'une
source d'énergie, d'une pluralité de balanciers travaillant en résonance, d'au moins
un échappement entretenant le mouvement de l'un des balanciers et de moyens de liaison
cinématique reliant la source d'énergie à l'échappement. Il est caractérisé en ce
qu'il comporte, en outre :
- une structure de résonance sensiblement équilibrée en référence à un axe et sur laquelle
sont montés pivotants les balanciers et l'échappement, et
- un organe de liaison reliant la structure de résonance au bâti et orienté selon cet
axe.
[0004] Il semble que le fait de monter les balanciers et l'échappement sur une structure
de résonance sensiblement équilibrée et reliée au bâti par un organe de liaison isolant
mécaniquement cette structure du bâti lui-même, fait que l'inertie des pièces assurant
le couplage est considérablement plus faible que celle de l'ensemble du bâti. Le couplage
étant ainsi assuré par cette structure dans de très bonnes conditions, les balanciers
peuvent être plus éloignés les uns des autres tout en conservant l'effet souhaité.
Il n'est donc plus nécessaire d'effectuer des réglages délicats pour obtenir le phénomène
de battement.
[0005] Le mouvement peut comporter un seul échappement entraînant un balancier qui joue
le rôle d'excitateur, les autres balanciers étant entraînés par couplage. Il est également
possible que le mouvement comporte autant d'échappements que de balanciers, chaque
échappement assurant l'entraînement d'un balancier. Dans ce cas, tous les balanciers
jouent à la fois le rôle d'excitateur et de résonateur.
[0006] La pratique a montré que, si les moyens de liaison cinématique comportent un seul
rouage reliant la source d'énergie aux échappements, en d'autres termes, si tous les
mobiles d'échappement sont entraînés par une même roue, alors, l'élasticité de l'engrènement
est suffisante pour permettre le démarrage et la mise en phase des balanciers. Il
n'est donc pas nécessaire de prévoir un différentiel entre le rouage unique et les
échappements.
[0007] De manière avantageuse, la structure de résonance comporte une planche de roue reliée
cinématiquement aux moyens de liaison cinématique et porte au moins deux balanciers
et au moins un échappement. L'organe de liaison comporte au moins un pivotement formé
d'une première partie coopérant avec le bâti, et une seconde partie solidaire de la
structure de résonance. Cet organe est agencé de manière à permettre un pivotement
de la structure sur le bâti. De la sorte, la structure de résonance peut pivoter sur
le bâti et former ainsi un tourbillon.
[0008] Dans une première variante, les balanciers et l'échappement sont montés directement
sur la structure, alors que le bâti porte une roue fixe destinée à coopérer avec l'échappement
pour permettre son entraînement lorsque la structure tourne. De la sorte, la structure
de résonance forme un tourbillon avec les balanciers. La liaison avec le bâti peut
se faire au moyen de deux paliers disposés de part et d'autre de la structure et coopérant
avec le bâti. Il est également possible de faire tourner la structure sur un roulement
à billes et ainsi constituer un tourbillon volant.
[0009] Dans une autre variante, particulièrement intéressante, le mouvement selon l'invention
comporte, en outre, des cages montées pivotantes sur la structure de résonance et
servant chacune de support à un balancier et à un échappement, et des roues fixes
montées rigidement sur la structure, chacune d'elle étant coaxiale à l'une des cages
et coopérant avec l'échappement pour former ainsi un tourbillon satellite, avantageusement
de type volant, disposé sur la structure tournante.
[0010] Afin de renforcer le couplage entre les balanciers, les balanciers sont avantageusement
montés pivotant sur leur cage par l'une de leurs extrémités et sur la structure de
résonance par l'autre extrémité.
[0011] L'expérience montre qu'il est possible d'avoir une résonance entre trois balanciers,
deux étant en phase et un en opposition de phase. En d'autres termes, il est possible
de réaliser des mouvements munis d'un nombre impair de balanciers, avantageusement
trois, lesquels travaillent en résonance.
[0012] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée
à titre d'exemple et faite en référence au dessin dans lequel :
- les figures 1 et 2 représentent respectivement vu côté fond et côté cadran un mode
particulier de réalisation d'un mouvement de montre selon l'invention,
- la figure 3 est une vue en coupe de la structure de résonance équipant ce mouvement,
- la figure 4 illustre, en perspective, les pièces participant à la cinématique du mouvement,
et
- les figures 5a et 5b sont des vues respectivement en coupe et en plan d'une cage de
tourbillon équipant le mouvement des figures 1 et 2.
[0013] Le mouvement de montre décrit ci-dessous comporte, de manière classique, un bâti
formé d'une platine 10 et de ponts, plus particulièrement de deux ponts de barillets
12 et 14, d'un pont de finissage 16, et de deux ponts de tourbillons 18 et 20, respectivement
visibles sur les figures 1 et 2 et disposés côté fond et côté cadran. De manière classique,
les ponts sont fixés sur la platine 10 au moyen de vis non référencées.
[0014] Ce mouvement présente une forme particulière, constituée de deux demi-cercles reliés
par une portion rectangulaire, la distance entre les centres des demi-cercles étant
sensiblement égale au rayon des demi-cercles.
[0015] Ce mouvement comporte, en outre, notamment visibles sur les figures 1 et 4 :
- deux barillets 22 et 24, assurant une fonction de source d'énergie,
- un renvoi 26 reliant cinématiquement les deux barillets,
- un rouage de finissage 28,
- trois cages de tourbillons 30 sur chacune desquelles sont disposés un échappement
comprenant une ancre 31 et un mobile d'échappement 32, ainsi qu'un balancier 33, l'une
de ces cages 30 étant plus particulièrement visible sur les figures 5a et 5b,
- un plateau 34, mieux visible sur la figure 3, assurant une fonction de structure de
résonance, monté pivotant entre les ponts 18 et 20 et sur lequel les cages 30 sont
montées pivotantes, les axes de pivotement des cages 30 formant entre eux un prisme
de section triangulaire équilatérale, et
- un mécanisme de remontoir et de mise à l'heure 36 comportant notamment une tige 38
qui assure la liaison avec l'extérieur de la boîte dans laquelle est logé le mouvement.
[0016] Dans ce mouvement, l'armage des ressorts de barillet se fait de manière classique,
par une rotation de la tige 38 lorsqu'elle occupe sa position enfoncée, par l'intermédiaire
de deux roues de rochets reliées entre elles par un renvoi. Les pièces assurant cette
fonction ne présentant pas de caractère particulier, elles ne seront pas décrites
en détail, ni référencées.
[0017] La figure 4 montre la cinématique du mouvement et notamment comment le barillet 22
transmet son énergie au barillet 24 par l'intermédiaire du renvoi 26. Le barillet
24 engrène avec le rouage de finissage 28, qui comporte un mobile de grande-moyenne
décentrée 40, un mobile de petite moyenne 42, un mobile intermédiaire 43 et un mobile
de secondes 44. Chacun de ces mobiles comprend un pignon identifié par la lettre
a et une roue identifiée par la lettre
b.
[0018] Le plateau 34, représenté en détail sur la figure 3, est de forme générale cylindrique
et comporte une portion annulaire 34a munie d'une denture 34b à sa périphérie. Celle-ci
est en prise avec la roue de secondes 44b, dans un rapport d'engrenages de 1 à 15,
de telle sorte qu'il effectue un tour en quinze minutes. Le plateau comprend, en outre,
un moyeu 34c et trois anneaux 34d disposés radialement à 120° les uns des autres et
reliant la portion annulaire 34a au moyeu 34c.
[0019] L'ouverture centrale que comporte chacun des anneaux 34d sert de logement à un roulement
à billes 46 (figure 3) destiné à servir de pivotement à l'une des cages 30. Celle-ci
est montée sur la bague intérieure du roulement 46 au moyen d'un clips facilement
amovible et permettant de mettre en place et de retirer facilement les cages 30 du
plateau 34.
[0020] Chacun des anneaux 34d porte, disposée concentriquement, une roue 48 à denture intérieure,
dont la fonction sera précisée ci-après, fixée rigidement au plateau 34 par des vis
visibles sur la figure 1 et non référencées.
[0021] Le moyeu 34c est percé en son centre et sert de logement à un arbre 50 qui y est
chassé, s'étendant de part et d'autre du plateau 34. L'arbre 50 est muni de pivots
engagés dans des pierres fixées respectivement dans les ponts 18 et 20. L'arbre 50
forme ainsi un organe de liaison du plateau 34 au bâti, alors que ce dernier assure
une fonction de structure de résonance.
[0022] L'arbre 50 et le plateau 34 tournent, ensemble, autour d'un axe A perpendiculaire
au plan du mouvement.
[0023] Le plateau 34 et les cages 30 présentent une structure symétrique axiale, avec une
périodicité de 120°, de telle sorte que l'ensemble est sensiblement équilibré par
rapport à l'axe. En d'autres termes, les axes des cages 30, qui sont parallèles à
l'axe A, forment ensemble un prisme à trois côtés, de section isocèle.
[0024] Comme on peut le voir plus particulièrement sur les figures 5a et 5b, chacune des
cages 30 comprend une planche 30a munie d'une denture 30b à sa périphérie, trois piliers
30c fixés sur un côté de la planche 30a et un pont de balancier 30d monté au moyen
de vis sur les trois piliers 30c. Un moyeu 30e est solidaire de la planche 30a et
s'engage sur le roulement à billes 46 pour assurer un pivotement volant de la cage
30 sur le plateau 34.
[0025] Le plateau 34 et le pont 30d sont munis, chacun, d'un palier 30f dans lequel oscille
le balancier 33. La planche 30a porte deux pierres 30g et 30h et un pont d'échappement
30i (figure 4) également muni de pierres portant les mêmes références que celles disposées
sur la planche 30a et servant de paliers à l'ancre 31 et au mobile d'échappement 32.
Ce dernier comprend un pignon 32a engrenant avec la roue fixe 48 et une roue d'ancre
32b entraînant l'ancre 31, laquelle entretient le mouvement du balancier 33.
[0026] Un manchon 52, muni d'une denture 52a à sa périphérie, est fixé sur le pont 18 et
entoure l'arbre 50 (figure 3). La denture 52a est disposée de manière à ce qu'elle
engrène avec la denture 30b. De la sorte, lorsque le plateau 34 tourne, les cages
30 se comportent comme les satellites d'un engrenage planétaire.
[0027] Dans le mouvement ainsi décrit, l'énergie est fournie par les deux ressorts, logés
dans les barillets 22 et 24, qui entraînent de manière classique le rouage de finissage
28. La roue de secondes 44 fait tourner le plateau 34. Ce dernier entraîne avec lui
les cages 30, lesquelles sont en prises avec le manchon 52. Les cages 30 tendent donc
à tourner sur elles-mêmes, sur le plateau 34. Elles sont retenues par leur roue d'échappement
32 et plus particulièrement par le pignon 32a qui est en prise avec la roue fixe 48.
De la sorte, à chaque alternance du balancier, lors du passage au point mort, l'ancre
31 libère la roue d'échappement 32 qui donne alors une impulsion faisant basculer
l'ancre 31 et transmettant de l'énergie au balancier 32.
[0028] Il est évident qu'une telle solution ne peut fonctionner que dans la mesure où les
trois balanciers oscillent exactement à la même fréquence, puisqu'ils doivent tourner
à la même vitesse et passer ensemble au point mort, de manière à ce que le mouvement
du plateau 34 permette la transmission d'énergie aux trois mobiles d'échappement 31.
Cet ajustement se fait par résonance, dans la mesure, bien sûr, où les fréquences
propres des balanciers sont très voisines. La résonance est obtenue grâce au fait
que le plateau 34, avec sa structure annulaire et suspendue dans le bâti 14 par l'intermédiaire
de l'arbre 50, permet un couplage optimal. On obtient ainsi un démarrage des balanciers
et une mise en phase en un temps très bref, durant lequel les ébats et l'élasticité
des engrenages suffisent pour assurer le fonctionnement durant les premières oscillations
des balanciers. Le fait que les trois balanciers pivotent par l'une de leurs extrémités
dans le plateau 34 renforce encore l'effet de couplage.
[0029] Il va de soi que l'utilisation d'une telle structure peut tout aussi bien être utilisée
sans tourbillon, tant au niveau du plateau que des cages. Il suffirait de disposer
la roue de secondes 44 concentriquement au plateau 34, de telle sorte qu'elle engrène
avec les trois pignons d'échappement 32a. Tout porte à penser que l'effet de résonance
serait également obtenu.
[0030] Si le plateau 34 portait au moins deux balanciers et deux échappements, chacun d'eux
assurant l'entraînement d'un balancier, on se trouverait alors en présence d'un tourbillon
simple à deux balanciers. Dans ce cas, les pignons des roues d'échappement coopéreraient
avec une roue fixe concentrique à l'arbre 50, la planche 34 étant entraînée comme
expliqué plus haut. En variante, seul l'un des balanciers pourrait être entraîné par
un échappement, l'autre étant entraîné par couplage en résonance.
[0031] Afin de faciliter le démarrage, il est possible de remplacer le manchon 52 par un
engrenage différentiel qui entraînerait les trois cages de manière autonome. Il serait
également possible d'avoir trois barillets et trois rouages, chacun d'eux entraînant
un balancier. Dans ce cas toutefois, et contrairement aux solutions connues, un réglage
du couplage n'est pas nécessaire.
[0032] Il a été constaté que, de manière surprenante, même en disposant trois balanciers
sur le plateau, il apparaît un phénomène de résonance.
[0033] Tant les cages que le plateau forment des tourbillons, les cages étant de type volant.
Il est également possible d'avoir le plateau monté sur un roulement à billes pour
former aussi un tourbillon volant, les cages pouvant alors être volantes ou non.
[0034] Dans une variante qui n'a pas été représentée, il est également envisageable de disposer
un ou deux balanciers à oscillation libre, c'est à dire sans moyens d'entretien, le
troisième balancier étant entraîné par un échappement. Le troisième balancier assure
alors la fonction de maître et les deux autres oscillent par couplage, en référence
au troisième. Les deux balanciers seront avantageusement d'inertie plus faible que
le troisième, de manière à ce que les amplitudes des trois balanciers soient sensiblement
les mêmes.
[0035] On relèvera encore que, de façon avantageuse, la position relative des trois balanciers
sera choisie de manière à ce que leurs points d'attache soient décalés de 120°. De
la sorte, l'erreur de position est mieux moyennée dans les positions verticales.
[0036] Ainsi, grâce au fait que le mouvement selon l'invention comporte une structure de
résonance sur laquelle sont montés les balanciers, et un organe de liaison reliant
la structure au bâti et agencé de manière à ce que la structure soit isolée mécaniquement
du bâti, les balanciers se mettent en résonance sans mesure particulière relative
à la distance qui les sépare.
1. Mouvement de montre muni :
• d'un bâti (10, 12, 14, 16, 18, 20),
• d'une source d'énergie (22, 24),
• d'une pluralité de balanciers (33) travaillant en résonance,
• au moins un échappement (30, 31) entretenant le mouvement de l'un des balanciers
(33), et
• de moyens de liaison cinématique (28) reliant la source d'énergie (22, 24) à l'échappement
(30, 31),
caractérisé en ce qu'il comporte, en outre,
• une structure de résonance (34) sensiblement équilibrée en référence à un axe (A)
et sur laquelle sont montés pivotants les balanciers (33) et l'échappement (30, 31),
et
• un organe de liaison (50) reliant la structure de résonance au bâti et orienté selon
ledit axe (A).
2. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte autant d'échappements (30, 31) que de balanciers (33), chaque échappement
assurant l'entraînement d'un balancier.
3. Mouvement selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de liaison cinématique comportent un seul rouage (28) reliant la source
d'énergie (22, 24) aux échappements (30, 31).
4. Mouvement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite structure (34) comporte une planche de roue (34a, 34b) reliée cinématiquement
auxdits moyens de liaison (28) et portant au moins deux balanciers et au moins un
échappement et en ce que ledit organe de liaison (50) comporte au moins un pivotement formé d'une première
partie coopérant avec le bâti (18, 20) et une seconde partie solidaire de la structure
de résonance (34) et agencée de manière à permettre une rotation de la structure sur
le bâti (18, 20).
5. Mouvement selon la revendication 4, caractérisé en ce que les balanciers (33) et l'échappement (31, 32) sont montés directement sur ladite
structure (34) et en ce que le bâti porte une roue fixe destinée à coopérer avec ledit échappement pour permettre
son entraînement lorsque la structure (34) tourne.
6. Mouvement selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, des cages (30) montées pivotantes sur ladite structure (34),
servant chacune de support à un balancier (33) et à un échappement (30, 31), et des
roues fixes (48) montées rigidement sur ladite structure (34), chacune d'elles étant
coaxiale à l'une desdites cages, formant ainsi un tourbillon satellite disposé sur
la structure tournante.
7. Mouvement selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits balanciers (33) sont montés pivotant sur leur cage (30) par l'une de leurs
extrémités et sur la structure de résonance (34) par l'autre extrémité.
8. Mouvement selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que les tourbillons satellites (30) sont de type volant.
9. Mouvement selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite structure porte un nombre impair d'ensembles formés d'un balancier (33) et
d'un échappement (30, 31).
10. Mouvement selon la revendication 9, caractérisé en ce que ledit nombre est égal à trois.