[0001] La présente invention concerne un mouvement d'horlogerie à tourbillon et à mécanisme
d'arrêt de balancier.
[0002] Le tourbillon est un dispositif bien connu, qui sert à compenser les variations de
marche dues à la gravité en faisant prendre à l'organe réglant toutes les positions
verticales. Un tourbillon comprend notamment une cage tournante dans laquelle sont
montés un organe réglant balancier-spiral et un échappement. Généralement, la cage
tournante est entraînée par le rouage du mouvement et le pignon d'échappement engrène
avec une roue de seconde fixe.
[0003] Les mécanismes d'arrêt de balancier, appelés également « stop-balancier » ou « stop-seconde
», ont pour fonction d'arrêter le balancier pendant la mise à l'heure afin de permettre
un redémarrage du mouvement à un instant choisi, pour par exemple mettre en phase
l'aiguille de seconde avec une seconde de référence. Ces mécanismes comprennent généralement,
comme décrit par exemple dans le brevet
EP 1840677, un bras élastique actionnable par la tige de mise à l'heure et dont l'extrémité
peut venir en contact avec la périphérie du balancier pour arrêter son oscillation
par friction. Lorsque le mouvement est équipé d'un tourbillon, un tel bras élastique
ne peut pas être utilisé car, dans certaines positions angulaires de la cage, il serait
gêné par des piliers de ladite cage situés radialement au-delà de la périphérie du
balancier.
[0004] Les demandes de brevet
WO 03/048871 et
WO 2012/140112 et le brevet
EP 1617305 proposent différentes solutions pour résoudre ce problème. Le dispositif décrit dans
la demande
WO 03/048871 comprend un ressort à double bras élastique en V ou en U commandé par la tige de
mise à l'heure et agencé pour que, lorsque l'un des bras est en appui contre un pilier
de la cage, l'autre bras puisse encore agir sur le balancier pour l'arrêter. Ce dispositif
présente plusieurs inconvénients dont certains sont évoqués dans le brevet
EP 1617305 et rappelés dans la demande
WO 2012/140112. La réalisation du ressort à double bras élastique est compliquée et ce ressort,
vu sa grande longueur, demande en outre un réglage difficile à réaliser. Un autre
inconvénient réside dans le fait qu'un ressort d'une telle longueur peut facilement
se déformer sous l'effet d'un choc appliqué à la montre et bloquer ainsi intempestivement
le balancier. Encore un autre inconvénient est que ce dispositif ne peut fonctionner
qu'avec des balanciers dont la serge s'étend continûment sur 360°, Il ne convient
pas à des balanciers à serge interrompue, sectorielle ou fendue.
[0005] Le dispositif décrit dans le brevet
EP 1617305 comprend des leviers montés sur la cage et susceptibles d'entrer en contact avec
la périphérie du balancier pour le bloquer quand une action est exercée sur l'un au
moins desdits leviers par un sabot coulissant actionné par la tige de mise à l'heure.
Ce dispositif présente lui aussi plusieurs inconvénients, dont certains sont évoqués
dans la demande
WO 2012/140112. Il comprend de nombreuses pièces (leviers, patins, pieds-vis, douilles, etc.), ce
qui signifie un montage complexe. Certaines pièces sont complexes à réaliser, telles
que les arrêts pour les patins. De plus, tous les éléments composant le dispositif
d'arrêt se trouvent en périphérie de la cage. Cela représente un poids supplémentaire,
qui va perturber l'inertie de la cage, et augmente l'épaisseur et l'encombrement de
la cage rendant difficile une intégration d'un tel dispositif dans un mouvement à
tourbillon déjà existant. Un autre inconvénient est que ce dispositif ne convient
pas à des balanciers à serge interrompue, secfiorielle ou fendue. Enfin, l'utilisation
d'un tel dispositif avec un balancier réalisé en une matière fragile telle que le
silicium est difficilement envisageable car les chocs des leviers contre la périphérie
du balancier pourraient endommager ce dernier.
[0006] Le dispositif décrit dans la demande
WO 2012/140112 comprend une lame flexible coudée disposée sous le balancier et ayant une extrémité
libre apte à venir en contact avec la serge du balancier. L'autre extrémité de cette
lame flexible coudée repose sur une bague d'actionnement solidaire en rotation de
l'arbre de la cage du tourbillon et montée coulissante le long de cet arbre. Le déplacement
de la bague d'actionnement est commandé par le déplacement de la tige de mise à l'heure.
La bague d'actionnement est en outre soumise à l'action d'un ressort de rappel en
forme de lame coudée fixée par une de ses extrémités à l'arbre de la cage et par son
autre extrémité à la bague d'actionnement. Un tel dispositif est désavantageux en
ce que la lame flexible coudée et le ressort de rappel sont difficiles à fabriquer
et à mettre en forme. De plus, un tel dispositif occupe une place importante dans
la direction de l'arbre de la cage, ce qui rend difficile son intégration dans un
mouvement de faible épaisseur. Enfin, un tel dispositif n'est pas adapté à des balanciers
à serge interrompue, sectorielle ou fendue.
[0007] La présente invention vise à remédier, en partie au moins, aux inconvénients précités
et propose à cette fin un mouvement d'horlogerie à tourbillon et à mécanisme d'arrêt
de balancier, le tourbillon comprenant une cage et un balancier monté dans la cage,
la cage comprenant une partie de cage inférieure et une partie de cage supérieure
reliées par des piliers, le mécanisme d'arrêt comprenant un élément d'arrêt solidaire
en rotation de la cage et apte à venir en contact avec le balancier pour l'arrêter
et un dispositif d'actionnement de l'élément d'arrêt,
caractérisé en ce que l'élément d'arrêt est sous la forme d'un disque coaxial à la cage, traversé par les
piliers et présentant une périphérie extérieure située radialement au-delà des piliers,
et en ce que le dispositif d'actionnement comprend au moins un élément d'actionnement
apte à coopérer avec ladite périphérie extérieure pour déplacer le disque le long
de l'axe de la cage de sorte à provoquer l'arrêt du balancier par friction entre le
disque et le balancier.
[0008] Typiquement, le disque comprend, entre une périphérie intérieure et ladite périphérie
extérieure, des trous dans lesquels passent respectivement les piliers.
[0009] Le mouvement d'horlogerie selon l'invention peut comprendre en outre des moyens élastiques
pour ramener le disque dans une position de repos, où le disque sera maintenu axialement
en appui par les moyens élastiques contre une surface de la cage.
[0010] Les moyens élastiques peuvent comprendre des ressorts à boudins guidés autour d'éléments
de guidage fixés à la cage et s'étendant parallèlement à l'axe de la cage.
[0011] Le dispositif d'actionnement peut comprendre deux éléments d'actionnement agencés
pour agir sur le disque en des zones périphériques du disque diamétralement opposées.
[0012] Dans ce cas, l'un des éléments d'actionnement peut être agencé pour commander l'autre
élément d'actionnement.
[0013] De préférence, le ou chaque élément d'actionnement est sous la forme d'un levier
agencé pour pivoter dans le plan du disque et ayant un biseau apte à soulever le disque
lors du pivotement du levier.
[0014] Typiquement, le dispositif d'actionnement comprend en outre une tige de mise à l'heure
et des moyens pour actionner le ou les éléments d'actionnement à partir de la tige
de mise à l'heure.
[0015] Lesdits moyens d'actionnement peuvent comprendre une tirette coopérant avec la tige
de mise à l'heure et un levier intermédiaire agencé pour être actionné par la tirette
et pour actionner le ou les éléments d'actionnement contre l'action d'au moins un
ressort de rappel tendant à ramener le ou les éléments d'actionnement dans une position
de repos.
[0016] Dans une variante, lesdits moyens d'actionnement peuvent comprendre une tirette coopérant
avec la tige de mise à l'heure et un levier intermédiaire agencé pour être commandé
par la tirette et pour, selon la position de la tirette, retenir le ou les éléments
d'actionnement contre l'action d'au moins un ressort tendant à actionner le ou les
éléments d'actionnement en vue d'arrêter le balancier, ou libérer le ou les éléments
d'actionnement.
[0017] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la
lecture de la description détaillée suivante faite en référence aux dessins annexés
dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective de dessus d'un mouvement selon l'invention;
- la figure 2 est une vue plane de dessous du mouvement illustré à la figure 1 ;
- la figure 3 est une vue en coupe selon une ligne brisée d'une partie du mouvement
illustré à la figure 1 ; et
- la figure 4 est une vue plane d'une variante d'un dispositif d'actionnement utilisé
dans le mouvement selon l'invention.
[0018] En référence aux figures 1 à 3, un mouvement d'horlogerie selon un mode de réalisation
particulier de l'invention comprend un organe moteur, sous la forme d'un barillet
1, un rouage 2 et un tourbillon 3. Par « tourbillon » on entend dans le cadre de la
présente invention tout système réglant tournant tel qu'un tourbillon proprement dit
ou un carrousel. Le tourbillon 3 comprend une cage 4 montée autour d'un arbre 5 et
constituée d'une partie de cage inférieure 6 et d'une partie de cage supérieure 7
reliées par des piliers 8. Les piliers 8, au nombre de trois dans l'exemple représenté,
sont chacun constitués d'une partie 9 définie par la partie de cage inférieure 6 et
d'une partie 10 définie par la partie de cage supérieure 7 fixées l'une à l'autre
par une vis 11 (cf. figure 3). L'arbre 5 de la cage 4 porte une aiguille de seconde
(non représentée). Dans la cage 4 sont montés de manière traditionnelle, parallèlement
au plan de la cage 4, un balancier 12, un spiral 13 et un échappement 14. Les piliers
8 sont situés radialement (dans un repère polaire ayant pour centre l'axe de rotation
de la cage 4, c'est-à-dire l'axe de l'arbre 5) au-delà de la serge du balancier 12.
Dans l'exemple représenté, le balancier 12 est coaxial à la cage 4. Le pignon 15 de
l'échappement 14 engrène avec une roue de seconde fixe du mouvement (non représentée).
Un pignon 16 (cf. figure 2) solidaire de l'arbre 5 de la cage 4 engrène avec et est
entraîné par le rouage 2, plus précisément par une roue de moyenne 17 du rouage 2,
permettant ainsi l'entraînement de la cage 4 par le rouage 2.
[0019] Conformément à l'invention, un disque d'arrêt 18 est monté sur la cage 4 coaxialement
à celle-ci. Le disque d'arrêt 18 est ouvert dans sa partie centrale pour laisser la
place à d'autres composants du tourbillon 3, tels que le palier supérieur 19 du mobile
roue - pignon de l'échappement 14 (cf. figure 3) et le palier supérieur (non visible
sur les dessins) de l'ancre de l'échappement 14, paliers qui sont définis par la partie
de cage inférieure 6. Le disque d'arrêt 18 comprend donc une périphérie extérieure
20a, ayant un diamètre Da, et une périphérie intérieure 20b, ayant un diamètre Db
inférieur au diamètre Da. Entre sa périphérie extérieure 20a et sa périphérie intérieure
20b, le disque d'arrêt 18 comprend des trous 21a dans lesquels passent respectivement
les piliers 8 parallèlement à l'axe de la cage 4. La périphérie extérieure 20a du
disque d'arrêt 18 est ainsi située radialement (dans le même repère polaire que défini
précédemment) au-delà des piliers 8 et s'étend continûment sur 360° en entourant lesdits
piliers 8.
[0020] Le disque d'arrêt 18 est mobile axialement par rapport à la cage 4, en particulier
par rapport aux piliers 8, et, dans sa position de repos, est maintenu axialement
contre une surface 22 de la partie de cage inférieure 6 par des ressorts de rappel
23, au nombre de trois dans l'exemple représenté. Les ressorts de rappel 23, typiquement
des ressorts à boudin, sont chacun montés et guidés autour d'une goupille 24 orientée
suivant l'axe de la cage 4 et dont l'une des extrémités est fixée, par exemple chassée,
dans la partie de cage supérieure 7 et l'autre extrémité est engagée librement dans
la partie de cage inférieure 6. Chaque ressort 23 est comprimé axialement entre une
surface 25 de la partie de cage supérieure 7 et une bague 26 fixée, par exemple chassée,
dans un trou 21 b du disque d'arrêt 18 et traversée et guidée par la goupille 24 correspondante,
les bagues 26 étant en contact avec la surface 22 de la partie de cage inférieure
6 en position de repos du disque d'arrêt 18. Comme les trous 21a, les trous 21 b sont
situés entre la périphérie extérieure 20a et la périphérie intérieure 20b du disque
d'arrêt 18. Outre leur fonction de guidage axial des ressorts de rappel 23 et des
bagues 26, les goupilles 24 rendent le disque d'arrêt 18 solidaire en rotation de
la cage 4.
[0021] En variante, les goupilles 24 pourraient être fixées à la cage 4 d'une autre manière
que celle décrite ci-dessus ou pourraient même être supprimées. Dans ce dernier cas,
les ressorts de rappel 23 et les bagues 26 pourraient être montés autour des piliers
8 et les piliers 8 serviraient aussi à rendre le disque d'arrêt 18 solidaire en rotation
de la cage 4.
[0022] Le disque d'arrêt 18 est réalisé par exemple en métal ou, pour des raisons esthétiques,
en saphir ou en rubis. Dans un mode de réalisation particulier, le disque d'arrêt
18 est réalisé en nickel par la technique LIGA. Dans le cas d'un disque d'arrêt 18
en saphir ou rubis, les bagues 26 seront fixées dans les trous 21 b plutôt par collage
que par chassage. Pour diminuer son poids et/ou pour des raisons esthétiques le disque
d'arrêt 18 peut être ajouré dans sa partie comprise entre la périphérie extérieure
20a et la périphérie intérieure 20b. Les bagues 26 sont par exemple en métal, tel
que le cuivre-béryllium, ou en rubis.
[0023] Le mouvement selon l'invention comprend en outre un dispositif d'actionnement du
disque d'arrêt 18. Le dispositif d'actionnement comprend des leviers d'actionnement
27, 28 situés dans le plan du disque d'arrêt 18 et montés pivotants dans ce plan autour
de pivots respectifs 29, 30. Chaque levier d'actionnement 27, 28 comprend dans sa
partie d'extrémité libre 31, 32 un biseau 33, 34 apte à coopérer avec la périphérie
extérieure 20a du disque d'arrêt 18 pour soulever ce dernier contre l'action des ressorts
de rappel 23. Les leviers d'actionnement 27,28 sont agencés pour que leurs biseaux
33, 34 agissent sur le disque d'arrêt 18 en des zones périphériques de celui-ci diamétralement
opposées. Ainsi, lorsqu'ils sont actionnés, les leviers d'actionnement 27, 28 font
effectuer au disque d'arrêt 18 une translation suivant l'axe de la cage 4 vers la
partie de cage supérieure 7, jusqu'à ce que le disque d'arrêt 18 entre en contact
avec le balancier 12 et l'arrête par friction. Lorsque les leviers d'actionnement
27, 28 reviennent à leur position de repos, le disque d'arrêt 18 redescend vers la
partie de cage inférieure 6 sous l'action des ressorts de rappel 23, permettant ainsi
le redémarrage du balancier 12. Pendant ses mouvements axiaux, le disque d'arrêt 18
est guidé par les bagues 26 coulissant le long des goupilles 24.
[0024] Grâce au fait que la périphérie extérieure 20a du disque d'arrêt 18 est située radialement
au-delà des piliers 8, les leviers d'actionnement 27, 28 peuvent actionner le disque
d'arrêt 18 dans n'importe quelle position angulaire de la cage 4, sans être gênés
par lesdits piliers 8. Le déplacement du disque d'arrêt 18 en translation suivant
l'axe de la cage 4 permet au disque d'arrêt 18 d'arrêter le balancier 12 dans n'importe
quelle position de ce dernier et ceci quelle que soit la forme, à serge continue ou
interrompue, dudit balancier. Un autre avantage de la présente invention est que l'élément
d'arrêt que constitue le disque 18 est simple, léger et prend peu de place. Il peut
être intégré facilement à un tourbillon existant. Enfin, la présente invention permet
au balancier 12 d'être réalisé dans une matière fragile telle que le silicium, grâce
au contact surface plane contre surface plane entre le disque d'arrêt 18 et le balancier
12.
[0025] Avantageusement, l'un des deux leviers d'actionnement 27, 28, à savoir le levier
27, commande l'autre. A cet effet, le levier d'actionnement 27 comprend, de l'autre
côté du pivot 29 par rapport à la partie d'extrémité libre 31, un ergot 35 coopérant
avec un ergot correspondant 36 du levier d'actionnement 28. Le levier d'actionnement
28 est soumis à l'action d'un ressort de rappel 37. Par la coopération entre les ergots
35, 36, ce ressort de rappel 37 agit également sur le levier d'actionnement 27.
[0026] Outre les leviers d'actionnement 27, 28, le dispositif d'actionnement du disque d'arrêt
18 comprend la tige de mise à l'heure 38 du mouvement, une tirette 39 commandée de
manière traditionnelle par la tige de mise à l'heure 38 et un levier intermédiaire
40 commandé par la tirette 39, ce levier intermédiaire 40 comprenant un bossage 41
en contact avec le revers de la partie d'extrémité libre 31 du levier d'actionnement
27.
[0027] Ainsi, lorsque la tige de mise à l'heure 38 est tirée manuellement dans sa position
axiale de mise à l'heure depuis sa position axiale de remontage du mouvement illustrée
aux figures 1 et 2, le levier intermédiaire 40 pousse le levier d'actionnement 27
qui pivote en direction du disque d'arrêt 18, l'autre levier d'actionnement 28 pivotant
simultanément en direction du disque d'arrêt 18 par la coopération entre les ergots
35, 36. Par ce mouvement, les leviers d'actionnement 27, 28 soulèvent le disque d'arrêt
18 pour arrêter le balancier 12 comme décrit plus haut. Dès que la tige de mise à
l'heure 38 est repoussée manuellement dans la position de remontage, le ressort de
rappel 37 ramène les leviers d'actionnement 27, 28 et le levier intermédiaire 40 dans
leur position de repos, permettant au disque d'arrêt 18 de revenir lui aussi dans
sa position de repos où il n'est plus en contact avec le balancier 12.
[0028] Dans une variante, le mouvement selon l'invention pourrait ne comporter, en tant
qu'élément d'actionnement du disque d'arrêt 18, que le levier d'actionnement 27. En
d'autres termes, le levier d'actionnement 28 pourrait être supprimé et un ressort
de rappel pourrait agir directement sur le levier d'actionnement 27. L'actionnement
du levier 27 par la tige de mise à l'heure 38 entraînerait alors un soulèvement asymétrique
du disque d'arrêt 18, lequel disque se déplacerait le long des piliers 8 et de l'axe
de la cage 4 en s'inclinant par rapport à son plan de repos jusqu'à venir en contact
avec la serge du balancier 12 pour arrêter ce dernier.
[0029] La figure 4 représente une variante du dispositif d'actionnement du disque d'arrêt
18. Dans cette variante, l'un des leviers d'actionnement, désigné par 27', est en
permanence soumis à l'action d'un ressort 42 tendant à le faire pivoter vers le disque
d'arrêt 18 mais, en position de repos du système, le levier d'actionnement 27' est
retenu par un levier intermédiaire 40'. Le levier intermédiaire 40' comprend une ouverture
oblongue 43 dans laquelle est engagée une goupille 44 portée par la tirette 39 commandée
par la tige de mise à l'heure 38. Lorsque la tige de mise à l'heure 38 est dans la
position axiale de remontage, la tirette 39 maintient le levier intermédiaire 40'
dans une position où il bloque le levier d'actionnement 27'. Lorsque la tige de mise
à l'heure 38 est déplacée dans sa position axiale de mise à l'heure, la tirette 39
fait pivoter le levier 40', ce qui libère le levier d'actionnement 27' qui, sous l'action
du ressort 42, actionne le disque d'arrêt 18 pour arrêter le balancier. Comme dans
l'exemple de réalisation représenté aux figures 1 et 2, le levier d'actionnement 27'
peut commander un deuxième levier d'actionnement et peut comporter à cet effet un
bras (non représenté) coopérant avec un bras correspondant du deuxième levier d'actionnement
à la manière des ergots 35, 36. Le levier d'actionnement 27' peut aussi être le seul
élément d'actionnement agissant sur le disque d'arrêt 18.
1. Mouvement d'horlogerie à tourbillon et à mécanisme d'arrêt de balancier, le tourbillon
comprenant une cage (4) et un balancier (12) monté dans la cage (4), la cage (4) comprenant
une partie de cage inférieure (6) et une partie de cage supérieure (7) reliées par
des piliers (8), le mécanisme d'arrêt comprenant un élément d'arrêt (18) solidaire
en rotation de la cage (4) et apte à venir en contact avec le balancier (12) pour
l'arrêter et un dispositif (27, 28, 38-40) d'actionnement de l'élément d'arrêt (18),
caractérisé en ce que l'élément d'arrêt (18) est sous la forme d'un disque coaxial à la cage (4), traversé
par les piliers (8) et présentant une périphérie extérieure (20a) située radialement
au-delà des piliers (8), et en ce que le dispositif d'actionnement (27, 28, 38-40) comprend au moins un élément d'actionnement
(27, 28) apte à coopérer avec ladite périphérie extérieure (20a) pour déplacer le
disque le long de l'axe de la cage (4) de sorte à provoquer l'arrêt du balancier (12)
par friction entre le disque et le balancier (12).
2. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisé en ce que le disque (18) comprend, entre une périphérie intérieure (20b) et ladite périphérie
extérieure (20a), des trous (21) dans lesquels passent respectivement les piliers
(8).
3. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens élastiques (23) pour ramener le disque (18) dans une
position de repos.
4. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisé en ce que, dans sa position de repos, le disque (18) est maintenu axialement en appui par les
moyens élastiques (23) contre une surface (22) de la cage (4).
5. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que les moyens élastiques (23) comprennent des ressorts à boudins guidés autour d'éléments
de guidage (24) fixés à la cage (4) et s'étendant parallèlement à l'axe de la cage
(4).
6. Mouvement d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement (27, 28, 38-40) comprend deux éléments d'actionnement
(27.28) agencés pour agir sur le disque (18) en des zones périphériques du disque
(18) diamétralement opposées.
7. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'un (27) des éléments d'actionnement (27, 28) est agencé pour commander l'autre
élément d'actionnement (28).
8. Mouvement d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le ou chaque élément d'actionnement (27, 28) est sous la forme d'un levier agencé
pour pivoter dans le plan du disque (18) et ayant un biseau (33, 34) apte à soulever
le disque (18) lors du pivotement du levier.
9. Mouvement d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le dispositif d'actionnement (27, 28, 38-40) comprend en outre une tige de mise à
l'heure (38) et des moyens (39, 40) pour actionner le ou les éléments d'actionnement
(27, 28) à partir de la tige de mise à l'heure (38).
10. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement (39, 40) comprennent une tirette (39) coopérant avec
la tige de mise à l'heure (38) et un levier intermédiaire (40) agencé pour être actionné
par la tirette (39) et pour actionner le ou les éléments d'actionnement (27, 28) contre
l'action d'au moins un ressort de rappel (37) tendant à ramener le ou les éléments
d'actionnement (27, 28) dans une position de repos.
11. Mouvement d'horlogerie selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits moyens d'actionnement (39, 40') comprennent une tirette (39) coopérant avec
la tige de mise à l'heure (38) et un levier intermédiaire (40') agencé pour être commandé
par la tirette (39) et pour, selon la position de la tirette (39), retenir le ou les
éléments d'actionnement (27') contre l'action d'au moins un ressort (42) tendant à
actionner le ou les éléments d'actionnement (27') en vue d'arrêter le balancier (12),
ou libérer le ou les éléments d'actionnement (27').