Balancier pour mouvement d'horlogerie

Abstract

 Le balancier pour mouvement d'horlogerie comporte un moyeu (1) destiné à être fixé sur un axe de balancier et au moins deux masselottes (3) indépendantes. Chaque masselotte est reliée par au moins un bras (2) au moyeu (1). L'angle cumulé des arcs de cercle formés par toutes les masselottes est inférieur à 360° afin qu'une partie importante de la serge conventionnelle soit supprimée. Cet angle accumulé est de préférence inférieur à 90°.

Description

[0001] La présente invention a pour objet un balancier pour mouvement d'horlogerie permettant d'atteindre de hautes performances c'est-à-dire de présenter des facteurs de qualité plus élevés que les balanciers actuels tant en position horizontale (Qh) qu'en position verticale (Qv).

[0002] Ainsi un premier but de la présente invention est de réaliser un balancier dont les facteurs de qualité Qh et Qv soient les plus élevés possibles. Un second but de l'invention est de réaliser un balancier présentant de bons facteurs de qualité intrinsèques Qh et Qv mais qui soit optimisé dans le sens où la différence entre les facteurs de qualité Qh et Qv soit réduite afin de réduire les différences d'amplitudes au plat-pendu et donc faire en sorte que les pertes d'énergie pour le fonctionnement d'un régulateur à échappement muni d'un tel balancier subisse des variations aussi faibles que possible en fonction de la position du balancier dans l'espace.

[0003] Le balancier pour mouvement d'horlogerie selon la présente invention se distingue par les caractéristiques énoncées à la revendication 1.

[0004] Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple deux formes d'exécution du balancier selon l'invention.

La figure 1 illustre en perspective une première forme d'exécution du balancier selon l'invention.

La figure 2 illustre en perspective une seconde forme d'exécution du balancier selon l'invention.

[0005] Les performances d'un balancier pour mouvement d'horlogerie se caractérisent par sa capacité d'oscillation dans diverses positions.

[0006] En pratique on dira qu'un système balancier-spiral oscille efficacement s'il perd un minimum d'amplitude angulaire par période ou alternance.

[0007] Concrètement la capacité d'oscillation d'un système balancier-spiral est mesurée par les facteurs de qualité Qv en position verticale et Qh en position horizontale.

[0008] La valeur du facteur de qualité Q entre 300 et 200 degrés d'amplitude est donné par la formule :


où π est la constante pi
freq est la fréquence d'oscillation du balancier
tps est le temps écoulé pour passer de l'amplitude 300 degrés à 200 degrés.

[0009] Comme les forces agissant sur l'axe du balancier dans ses pivots dépendent de la position spatiale du balancier, on détermine en pratique deux facteurs de qualité :

Qh mesuré quand le plan d'oscillation est à l'horizontale

Qv mesuré quand le plan d'oscillation est en vertical

[0010] Habituellement les mouvements de bonne qualité sont équipés d'un ensemble balancier-spiral comportant des valeurs de Qh de l'ordre de 300 et de Qv de l'ordre de 200.

[0011] Le facteur Qv est naturellement moins bon que le facteur Qh car les frottements dans les paliers de l'axe de balancier sont supérieurs en position verticale de celui-ci qu'en position horizontale. Parfois, pour obtenir une différence réduite aux HorizontaleNerticale on dégrade volontairement le facteur de qualité Qh d'un ensemble balancier-spiral en modifiant la forme des pivots de l'axe de balancier.

[0012] L'objectif de la présente invention est de réaliser un balancier plus performant donc pouvant conduire à des facteurs de qualité Qv et Qh améliorés de façon significative.

[0013] Pour améliorer le rendement, et donc les facteurs de qualité d'un balancier, il faut réduire les frottements de l'air sur les parties mobiles du balancier et réduire les frottements de contact dans les pivots dus au poids du balancier et au spiral. Ce faisant, il faut maintenir le poids du balancier à une valeur acceptable et maintenir son inertie ou moment inertiel pour garantir, pour un diamètre donné compatible avec l'encombrement disponible dans un mouvement, une amplitude d'oscillation optimale évitant le retard aussi bien que les rebonds.

[0014] Le balancier selon la présente invention comporte un moyeu 1 destiné à être fixé sur un axe de balancier relié à au moins deux masselottes 3 par des bras 2. Les masselottes 3 sont indépendantes, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas en contact les unes avec les autres, mais de préférence elles ont toutes la même taille et la même forme et elles sont réparties uniformément autour du moyeu 1. Le balancier illustré aux figures 1 et 2 comporte deux masselottes 3, mais dans des variantes le balancier pourrait comporter trois, quatre, ou même plus de masselottes 3. Selon l'invention, l'angle cumulé des arcs de cercle formés par toutes les masselottes est un angle qui est considérablement inférieur à 360° afin que, comparé aux balanciers conventionnels, la serge du balancier selon l'invention soit effectivement partiellement réduite ou supprimée réduisant en conséquence les surfaces en contact avec l'air et donc les forces de frottement qui en découlent. De préférence, cet angle cumulé est inférieur ou égal à 225°, mais dans certaines formes d'exécution préférées (comme celles des figures 1 et 2), cet angle cumulé est égal ou inférieur à 90°.

[0015] Dans la première forme d'exécution du balancier illustrée à la figure 1 le balancier est réalisé en une seule matière de haute densité, comme par exemple le platine, l'or ou leurs alliages. Dans cette forme d'exécution les deux bras 2 sont ajourés et de faible épaisseur pour en réduire le poids afin de concentrer la masse du balancier le plus loin possible de l'axe. Les bras sont profilés de manière à opposer une moindre résistance à l'air lors des oscillations du balancier. En l'espèce, les tranches frontales 2a, 2b des bras ne sont pas perpendiculaires au plan du balancier mais inclinées en forme de V ou de C pour permettre une meilleure pénétration dans l'air lors de leurs oscillations.

[0016] De préférence chaque masselotte 3 est liée au moyeu 1 par un seul bras 2, afin que chaque bras 2 porte sa propre masselotte 3 à son extrémité. Cependant, dans des variantes, une masselotte peut être liée au moyeu 1 par plusieurs bras, les bras étant de préférence plus minces et/ou plus ajourés dans ce cas. En outre, et comme illustré dans la forme d'exécution de la figure 1, les bras 2 peuvent avoir une section géométrique variable afin qu'ils soient plus large près du moyeu 1 et plus mince près des masselottes 3.

[0017] De plus, la géométrie des bras est optimisée pour tendre vers une poutre d'égale résistance ce qui permet de réduire l'épaisseur ou la largeur des bras en direction de leurs extrémités. Les bras s'amincissent donc du centre vers l'extérieur ce qui permet d'obtenir un poids minimum et des contraintes tendant à être substantiellement constantes le long des bras. Ces bras sont donc à section variable plus grande vers le centre que vers l'extrémité permettant ainsi d'alléger les bras.

[0018] La majeure partie du poids du balancier est concentrée dans les masselottes 3 fixées sur, ou venues d'une pièce de fabrication avec les extrémités des bras, Ces masselottes 3 comportent des parties frontales 3a, 3b profilées pour optimiser leur pénétration dans l'air.

[0019] Chaque masselotte 3 comporte des logements périphériques 4 dans lesquels sont disposées les têtes des vis de réglage 5 vissées dans la masselotte et permettant un équilibrage et un réglage parfait du balancier.

[0020] Par rapport à un balancier traditionnel le balancier selon l'invention permet d'en réduire le poids pour un encombrement donné par la suppression de la serge continue qui est remplacée par des masselottes individuelles et par l'ajourage des bras.

[0021] Par rapport à un balancier traditionnel le balancier selon l'invention permet de réduire de façon importante le frottement avec l'air des parties mobiles, les surfaces en contact étant réduites et les bras et les masselottes étant profilés aérodynamiquement.

[0022] La seconde forme d'exécution du balancier selon l'invention illustrée à la figure 2 est un balancier bi-matière. Les bras 2 sont réalisés en un matériau léger par exemple en titane, aluminium, magnésium ou leurs alliages ou même en un matériau composite léger et sont également ajourés. Les masselottes 3 elles sont semblables à celles décrites en référence à la première forme d'exécution et sont fixées par des vis, des rivets ou par surmoulage, collage ou toute autre façon sur l'extrémité des bras 2. Comme dans la première forme d'exécution les bras 2 et les masselottes 3 sont profilées aérodynamiquement pour réduire les frottements dans l'air.

[0023] Avec de tels balanciers, on arrive à obtenir pour un encombrement total idientique des facteurs de qualité, pour un ensemble balancier-spiral, le spiral étant identique. Qh de l'ordre de 400 à 600 et Qv de l'ordre de 300 à 400 ce qui représente une augmentation très substantielle, presque du simple au double.

[0024] Cette amélioration du rendement (baisse d'énergie dissipée) du balancier selon l'invention permet d'augmenter substantiellement au choix ou en combinaison soit la réserve de marche soit l'amplitude de marche.

[0025] Ce qui dans les deux cas permet d'atteindre une plus grande précision de réglage car l'énergie consommée par le balancier étant moindre la phase d'impulsion au cours de laquelle l'énergie nécessaire à l'entretien de l'oscillation est transmise au balancier est moins perturbatrice de la régularité des oscillations du balancier.

[0026] Que le balancier soit réalisé en une ou plusieurs matières il comporte toujours plusieurs, au moins deux, bras répartis uniformément autour d'un moyeu 1, chacun de ces bras 2 portant une masselotte 3 indépendante. De préférence toutes les masselottes ont la même taille et la même forme,

[0027] Bien qu'une masselotte 3 puisse être reliée au moyeu 1 par plusieurs bras, chaque masselotte 3 est de préférence reliée par un seul bras audit moyeu.

Revendications

1. Balancier pour mouvement d'horlogerie, caractérisé par le fait qu'il comporte un moyeu (1) destiné à être fixé sur un axe de balancier, et au moins deux masselottes (3) indépendantes, chaque masselotte étant liée par au moins un bras (2) au moyeu (1), l'angle cumulé des arcs de cercle formés par toutes les masselottes étant considérablement inférieur à 360° afin qu'une partie importante de la serge conventionnelle soit supprimée.

2. Balancier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'angle cumulé des arcs de cercle formés par toutes les masselottes est inférieur ou égal à 225°.

3. Balancier selon la revendication 2, caractérisé par le fait que l'angle cumulé des arcs de cercle formés par toutes les masselottes est inférieur ou égal à 90°.

4. Balancier selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les masselottes (3) sont réparties uniformément autour du moyeu (1) et ont toutes la même taille et la même forme.

5. Balancier selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que chaque masselotte (3) est liée au moyeu (1) par un seul bras (2), afin que chaque bras (2) porte sa propre masselotte (3) à son extrémité.

6. Balancier selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les bras sont ajourés pour en réduire le poids.

7. Balancier selon une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les tranches frontales (2a, 2b) des bras sont profilées aérodynamiquement pour faciliter leur pénétration dans l'air lors des oscillations du balancier.

8. Balancier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les parties frontales (3a, 3b) des masselottes (3) sont profilées aérodynamiquement pour faciliter leur pénétration dans l'air lors des oscillations du balancier.

9. Balancier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les masselottes (3) indépendantes sont venues d'une pièce de fabrication avec les bras (2), le balancier étant ainsi réalisé en une seule matière.

10. Balancier selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que les bras (2) sont réalisés en un matériau léger tel que du magnésium, de l'aluminium, du titane et leurs alliages ou un matériau composite léger, tandis que les masselottes (3) sont réalisées en un matériau dense tel que le platine, l'or, le molybdène ou leurs alliages.

11. Balancier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les facteurs de qualité d'un ensemble balancier-spiral sont Qh de 400 à 600 et Qv de 300 à 400.

12. Balancier selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les bras (2) ont une section géométrique variable afin que leurs sections soient plus grande près du moyeu (1) et plus petite près des masselottes (3).

Dessins