OSCILLATEURS COUPLES D'HORLOGERIE

Abstract

 Mécanisme oscillateur (100) isochrone d'horlogerie à oscillateurs couplés, constitué d'uniquement un premier oscillateur (10) comportant un premier moyen de rappel élastique (11) fixé d'une part à une structure fixe (1) au niveau d'au moins un premier ancrage (12) et d'autre part à un premier mobile (13) pivotant autour d'un premier axe (D1), et d'un deuxième oscillateur (20) comportant un deuxième moyen de rappel élastique (21) fixé à un deuxième mobile (23), et où le premier oscillateur (10) et le deuxième oscillateur (20) sont couplés l'un à l'autre, par liaison aérodynamique entre le premier mobile (13) et le deuxième mobile (23) ou/et par liaison mécanique par le deuxième moyen de rappel élastique (21) qui est alors fixé au premier mobile (13).
Mouvement d'horlogerie (200) et montre (1000) comportant au moins un tel mécanisme oscillateur (100).

Description

Domaine de l'invention

[0001] L'invention concerne un mécanisme oscillateur isochrone d'horlogerie à oscillateurs couplés.

[0002] L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme oscillateur.

[0003] L'invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement.

[0004] L'invention concerne le domaine des mécanismes oscillateurs d'horlogerie, et de la régulation de mouvement.

Arrière-plan de l'invention

[0005] La théorie de couplage des oscillateurs est toujours séduisante, mais contrariée dans sa mise en oeuvre pratique par des phénomènes d'instabilité.

Résumé de l'invention

[0006] L'invention se propose de définir des oscillateurs couplés simplifiés, qui permettent d'obtenir une bonne stabilité des modes, et dont la réalisation soit aisée.

[0007] L'invention concerne ainsi un mécanisme oscillateur isochrone d'horlogerie à oscillateurs couplés selon la revendication 1.

[0008] L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie comportant au moins un tel mécanisme oscillateur.

[0009] L'invention concerne encore une montre comportant un tel mouvement.

Description sommaire des dessins

[0010] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où :

• la figure 1 représente, de façon schématisée, un mécanisme oscillateur à deux oscillateurs couplés, dont un premier comporte un premier moyen de rappel élastique fixé entre une structure et un premier mobile, sur lequel est fixé un deuxième moyen de rappel élastique fixé à son autre extrémité à un deuxième mobile en porte-à-faux, l'excitation étant faite au niveau du premier mobile seulement;
• la figure 2 représente, de façon similaire à la figure 1, le même mécanisme oscillateur, mais dont l'excitation est faite au niveau du deuxième mobile ;
• la figure 3 représente, de façon schématisée, et en vue en plan un mécanisme oscillateur à deux oscillateurs de type balancier-spiral couplés, dont un premier comporte un premier spiral fixé entre une structure et un premier balancier, lequel porte un piton de fixation d'un deuxième spiral du deuxième oscillateur, fixé à son autre extrémité à un deuxième balancier ;
• la figure 4 représente, de façon schématisée, et en vue de côté, un mécanisme oscillateur à deux oscillateurs de type balancier-spiral couplés, où les deux balanciers sont montés coaxiaux ;
• la figure 5 est un diagramme simplifié montrant l'obtention d'un certain déphasage, au bout d'un certain laps de temps, et la forme de la courbe de variation de déphasage, en fonction de l'espacement entre des mobiles couplés aérodynamiquement ;
• les figures 6 et 7 illustrent de façon schématisée le couplage aérodynamique entre les serges de deux balanciers coaxiaux, sensiblement de même diamètre et se faisant face frontalement sur la figure 6, et inclus l'un dans l'autre sur la figure 7 ;
• la figure 8 montre un couplage aérodynamique entre deux balanciers très voisins l'un de l'autre, dans un agencement selon la figure 3 ;
• la figure 9 montre un couplage aérodynamique avec des rondelles ou billes disposées entre deux balanciers agencés selon la figure 7 ;
• les figures 10 à 14 sont différentes vues en perspective d'un même mécanisme comportant une structure fixe portant la spire externe d'un premier ressort-spiral dont la spire interne est attachée à la cage d'un tourbillon, lequel porte une première extrémité d'un deuxième ressort-spiral encore attaché à son autre extrémité à un balancier coaxial à cette cage ;
• la figure 15 est un schéma-blocs représentant une montre comportant un mouvement d'horlogerie comportant un tel mécanisme oscillateur à deux oscillateurs couplés.

Description détaillée des modes de réalisation préférés

[0011] L'invention concerne un mécanisme oscillateur 100 isochrone d'horlogerie à oscillateurs couplés, qui est réalisé très simplement, par la combinaison de seulement deux oscillateurs primaires: ce mécanisme oscillateur 100 est constitué d'uniquement un premier oscillateur 10 et d'un deuxième oscillateur 20.

[0012] Le premier oscillateur 10 comporte un premier moyen de rappel élastique 11, qui est fixé d'une part à une structure fixe 1 au niveau d'au moins un premier ancrage 12, et d'autre part à un premier mobile 13 pivotant autour d'un premier axe D1.

[0013] Le deuxième oscillateur 20 comporte un deuxième moyen de rappel élastique 21 fixé à un deuxième mobile 23.

[0014] Selon l'invention, le premier oscillateur 10 et le deuxième oscillateur 20 sont couplés l'un à l'autre, par liaison aérodynamique entre le premier mobile 13 et le deuxième mobile 23 ou/et par liaison mécanique par le deuxième moyen de rappel élastique 21 qui est alors fixé au premier mobile 13.

[0015] De façon particulière, le premier moyen de rappel élastique 11 est unique, et le deuxième moyen de rappel élastique 21 est unique.

[0016] Plus particulièrement, le premier oscillateur 10 et le deuxième oscillateur 20 sont couplés l'un à l'autre, à la fois par liaison aérodynamique entre le premier mobile 13 et le deuxième mobile 23, et par liaison mécanique par le deuxième moyen de rappel élastique 21 qui est fixé au premier mobile 13.

[0017] Dans une réalisation particulière de l'invention, le deuxième moyen de rappel élastique 21 est un guidage flexible élastique à lames minces.

[0018] Dans un mode de réalisation particulier et non limitatif de l'invention, le premier oscillateur 10 est de type balancier-spiral, et le premier moyen de rappel élastique 11 est un premier ressort spiral fixé à la structure fixe 1 par un premier piton constituant le premier ancrage 12. Et le deuxième oscillateur 20 est aussi de type balancier-spiral, et le deuxième moyen de rappel élastique 21 est un deuxième ressort spiral fixé au deuxième mobile 23.

[0019] Dans d'autres modes de réalisation de l'invention, le premier moyen de rappel élastique 11, ou/et le deuxième moyen de rappel élastique 21 de couplage, est une lame élastique mince, ou similaire.

[0020] Dans une variante particulière de de mode de réalisation comportant des ressort spiraux, le deuxième spiral 21 est fixé, d'une part à la serge ou à un bras du premier mobile 13 en un deuxième piton 22, et d'autre part au deuxième mobile 23 qui pivote autour d'un deuxième axe D2. Et l'entretien du mécanisme oscillateur 100 se fait sur un seul des premier mobile 13 ou deuxième mobile 23.

[0021] Dans une autre variante, l'entretien des oscillations est effectué indépendamment sur chacun des deux oscillateurs primaires 10 et 20.

[0022] Plus particulièrement, la raideur du deuxième moyen de rappel élastique 21 est inférieure à la moitié de la raideur du premier moyen de rappel élastique 11.

[0023] Plus particulièrement encore, la raideur du deuxième moyen de rappel élastique 21 est comprise entre 0,30 et 0,40 fois la raideur du premier moyen de rappel élastique 11.

[0024] Plus particulièrement, l'inertie du deuxième mobile 23 est inférieure au tiers de l'inertie du premier mobile 13.

[0025] Plus particulièrement encore, l'inertie du deuxième mobile 23 est comprise entre 0,20 et 0,30 fois l'inertie du premier mobile 13.

[0026] Dans une réalisation particulière, le premier mobile 13 et le deuxième mobile 23 sont des balanciers.

[0027] Dans une autre réalisation particulière, le premier mobile 13 ou le deuxième mobile 23 est une cage d'un tourbillon ou d'un carrousel, et le deuxième mobile 23 ou respectivement le premier mobile 13 est un balancier.

[0028] Plus particulièrement, le balancier constituant le deuxième mobile 23 ou respectivement le premier mobile 13 est coaxial à la cage du tourbillon ou carrousel constituant le premier mobile 13 ou respectivement le deuxième mobile 23, et est pivoté dans la cage. Le deuxième piton 22 du deuxième oscillateur 20 est fixé à un bras ou au tambour de la cage. Et l'entretien du mécanisme oscillateur 100 est effectué par une ancre 3 ou une détente coopérant avec un petit plateau fixé au tourbillon ou carrousel au niveau de son axe de pivotement.

[0029] Dans une réalisation particulière, et avantageuse pour permettre un couplage aérodynamique, la distance G minimale entre des parties de grand diamètre, notamment les parties de plus grands diamètres, du premier mobile 13 et du deuxième mobile 23 est inférieure à 0.5 mm. Ce couplage aérodynamique est favorable, même lorsqu'un couplage principal est effectué par le deuxième moyen de rappel élastique 21, car ce couplage aérodynamique tend à stabiliser le mécanisme oscillateur 100 sur un seul des deux modes (en phase ou en opposition de phase). Un couplage aérodynamique existe même avec des surfaces discontinues, par exemple entre des bras 4 d'une cage de tourbillon ou carrousel d'une part, et une serge 5 de balancier d'autre part.

[0030] De façon avantageuse, le mécanisme oscillateur 100 comporte des moyens pour faire varier cette distance entre le premier mobile 13 et le deuxième mobile 23, de préférence dans la fourchette 0.1-0.5 mm.

[0031] La figure 5 est un schéma illustrant grossièrement l'allure que peut prendre la courbe de déphasage en fonction du temps, montrant qu'à une certaine valeur, notamment à proximité de 0.5 mm, le déphasage vient à se stabiliser à une valeur sensiblement constante. Bien sûr, une certaine durée ΔT de régime transitoire est nécessaire avant d'arriver à la stabilisation, par exemple de l'ordre de 200 secondes pour un oscillateur constitué de deux balanciers-spiraux d'horlogerie classiques, battant à 3 Hz, où les balanciers sont coplanaires et distants de 0.5 mm.

[0032] Dans une réalisation particulière, le deuxième mobile 23 et le premier mobile 13 sont coaxiaux.

[0033] Dans une autre réalisation particulière le deuxième mobile 23 est, au moins en projection, à l'intérieur du premier mobile 13.

[0034] Dans une autre réalisation particulière, les parties de plus grands diamètres du premier mobile 13 et du deuxième mobile 23, qui sont positionnés sur deux étages différents, sont sensiblement de même diamètre et sensiblement en face l'une de l'autre.

[0035] Dans cette dernière variante, et sans une réalisation particulière, le deuxième moyen de rappel élastique 21 est un deuxième spiral qui s'étend sur deux étages.

[0036] Dans une autre réalisation particulière encore, le deuxième mobile 23 et le premier mobile 13 sont positionnés côte à côte et sensiblement coplanaires.

[0037] La figure 9 montre un couplage aérodynamique avec des rondelles ou billes, ou similaires, disposées entre deux balanciers. Cette solution, est aussi applicable à une variante de la solution de la figure 8, avec un troisième mobile positionné entre les deux balanciers. Plus particulièrement, au moins un troisième mobile est introduit entre les parties de plus grands diamètres du premier mobile 13 et du deuxième mobile 23, ce troisième mobile ayant uniquement la liberté de pivoter sur lui-même ou de glisser selon une direction orthogonale à la droite qui définit la distance minimale entre les parties de plus grands diamètres du premier mobile 13 et dudit deuxième mobile 23. Plus particulièrement encore, le troisième mobile est fixé à un troisième moyen de rappel élastique indépendant du premier moyen de rappel élastique et du deuxième moyen de rappel élastique pour définir un troisième oscillateur couplé par liaison aérodynamique aux premier oscillateur 10 et au deuxième oscillateur 20.

[0038] L'introduction d'un ou plusieurs mobiles permet d'assurer la stabilisation du système des deux oscillateurs couplés dans le mode en anti-phase, qui a une fréquence plus élevée. Chacun de ces mobiles pouvant être connecté à un moyen de rappel élastique indépendant, imposant une oscillation régulière de ce mobile. Dans le cas de balanciers, une telle variante est réalisable dans une exécution de type MEMS ou similaire, en matériau micro-usinable, de type silicium ou autre, ayant des guidages flexibles intégrés.

[0039] L'invention concerne encore un mouvement d'horlogerie 200 comportant au moins un tel mécanisme oscillateur 100.

[0040] L'invention concerne encore une montre 1000 comportant un tel mouvement 200.

Revendications

1. Mécanisme oscillateur (100) isochrone d'horlogerie à oscillateurs couplés, caractérisé en ce qu'il est constitué d'uniquement un premier oscillateur (10) comportant un premier moyen de rappel élastique (11) fixé d'une part à une structure fixe (1) au niveau d'au moins un premier ancrage (12) et d'autre part à un premier mobile (13) pivotant autour d'un premier axe (D1), et d'un deuxième oscillateur (20) comportant un deuxième moyen de rappel élastique (21) fixé à un deuxième mobile (23), et en ce que ledit premier oscillateur (10) et ledit deuxième oscillateur (20) sont couplés l'un à l'autre, par liaison aérodynamique entre ledit premier mobile (13) et ledit deuxième mobile (23) ou/et par liaison mécanique par ledit deuxième moyen de rappel élastique (21) qui est alors fixé audit premier mobile (13).

2. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit premier moyen de rappel élastique (11) est unique, en ce que ledit deuxième moyen de rappel élastique (21) est unique, et en ce que ledit premier oscillateur (10) et ledit deuxième oscillateur (20) sont couplés l'un à l'autre, à la fois par liaison aérodynamique entre ledit premier mobile (13) et ledit deuxième mobile (23), et par liaison mécanique par ledit deuxième moyen de rappel élastique (21) qui est fixé audit premier mobile (13).

3. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit deuxième moyen de rappel élastique (21) est un guidage flexible élastique à lames minces.

4. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit premier oscillateur (10) est de type balancier-spiral et où ledit premier moyen de rappel élastique (11) est un premier ressort spiral fixé à ladite structure fixe (1) par un premier piton constituant ledit premier ancrage (12), et en ce que ledit deuxième oscillateur (20) est de type balancier-spiral et où ledit deuxième moyen de rappel élastique (21) est un deuxième ressort spiral fixé audit deuxième mobile (23).

5. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit deuxième spiral (21) est fixé, d'une part à la serge ou à un bras dudit premier mobile (13) en un deuxième piton (22), et d'autre part audit deuxième mobile (23) qui pivote autour d'un deuxième axe (D2), et en ce que l'entretien dudit mécanisme oscillateur (100) se fait sur un seul desdits premier mobile (13) ou deuxième mobile (23).

6. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que au moins un troisième mobile est introduit entre les parties de plus grands diamètres dudit premier mobile (13) et dudit deuxième mobile (23), ledit troisième mobile ayant uniquement la liberté de pivoter sur lui-même ou de glisser selon une direction orthogonale à la droite qui définit la distance minimale entre les parties de plus grands diamètres dudit premier mobile (13) et dudit deuxième mobile (23).

7. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 6, caractérisé en ce que ledit troisième mobile est fixé à un troisième moyen de rappel élastique indépendant dudit premier moyen de rappel élastique (11) et dudit deuxième moyen de rappel élastique (21) pour définir un troisième oscillateur couplé par liaison aérodynamique auxdits premier oscillateur (10) et audit deuxième oscillateur (20).

8. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la raideur dudit deuxième moyen de rappel élastique (21) est inférieure à la moitié de la raideur dudit premier moyen de rappel élastique (11)

9. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la raideur dudit deuxième moyen de rappel élastique (21) est comprise entre 0,30 et 0,40 fois la raideur dudit premier moyen de rappel élastique (11)).

10. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'inertie dudit deuxième mobile (23) est inférieure au tiers de l'inertie dudit premier mobile (13).

11. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'inertie dudit deuxième mobile (23) est comprise entre 0,20 et 0,30 fois l'inertie dudit premier mobile (13).

12. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit premier mobile (13) et ledit deuxième mobile (23) sont des balanciers.

13. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ledit premier mobile (13) ou ledit deuxième mobile (23) est une cage d'un tourbillon ou d'un carrousel, et en ce que ledit deuxième mobile (23) ou respectivement ledit premier mobile (13) est un balancier.

14. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 13, caractérisé en ce que ledit balancier constituant ledit deuxième mobile (23) ou respectivement ledit premier mobile (13) est coaxial à la cage dudit tourbillon ou carrousel constituant ledit premier mobile (13) ou respectivement ledit deuxième mobile (23), et pivoté dans ladite cage, en ce que ledit deuxième piton (22) dudit deuxième oscillateur (20) est fixé à un bras ou au tambour de ladite cage, et en ce que l'entretien dudit mécanisme oscillateur (100) est effectué par une ancre ou une détente coopérant avec un petit plateau fixé audit tourbillon ou carrousel au niveau de son axe de pivotement.

15. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la distance minimale entre les parties de plus grands diamètres dudit premier mobile (13) et dudit deuxième mobile (23) est inférieure à 0.5 mm.

16. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit deuxième mobile (23) et ledit premier mobile (13) sont coaxiaux.

17. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que ledit deuxième mobile (23) est, au moins en projection, à l'intérieur dudit premier mobile (13).

18. Mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que les parties de plus grands diamètres dudit premier mobile (13) et dudit deuxième mobile (23), qui sont positionnés sur deux étages différents, sont sensiblement de même diamètre et sensiblement en face l'une de l'autre.

19. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 18, caractérisé en ce que ledit deuxième moyen de rappel élastique (21) est un deuxième spiral qui s'étend sur deux étages.

20. Mécanisme oscillateur (100) selon la revendication 5 et l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que ledit deuxième mobile (23) et ledit premier mobile (13) sont positionnés côte à côte et sensiblement coplanaires.

21. Mouvement d'horlogerie (200) comportant au moins un mécanisme oscillateur (100) selon l'une des revendications 1 à 20.

22. Montre (1000) comportant un mouvement (200) selon la revendication 21.

Dessins