Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR TRANSMITTING BURSTS OF MECHANICAL ENERGY FROM A POWER SOURCE TO AN OSCILLATING REGULATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/064936
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention concerns a method which consists in transmitting mechanical energy bursts to an oscillating regulator (O) via a leaf spring (L) capable of storing energy by elastic deformation between two bursts and of transmitting it to said regulator (O) at each burst. Said leaf spring is compressed so as to cause a fundamental natural mode buckling corresponding to a first stable position. Energy is stored in said leaf spring (L) by elastically deforming it in a second metastable position close to a higher buckling mode. Then said leaf spring (L) is destabilised by said regulator (O) motion so that it exceeds the unstable position and spontaneously tilts over into a third stable position, inverse to the first position, releasing the stored energy which is then transmitted to the regulator (O). This leaf spring (L) setting and releasing sequence is followed by an identical sequence consisting of inverse setting and releasing, said sequences being synchronised with the regulator alternating movements.

Inventors:
DEHON NICOLAS (CH)
Application Number:
PCT/IB1999/000870
Publication Date:
December 16, 1999
Filing Date:
May 14, 1999
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ROLEX MONTRES (CH)
DEHON NICOLAS (CH)
International Classes:
G04B17/04; (IPC1-7): G04B17/04
Foreign References:
CH504028A1970-11-13
CH28393A1904-04-30
Attorney, Agent or Firm:
Savoye, Jean-paul (rue Plantamour Genève, CH)
Download PDF:
Claims:
REVENDICATIONS
1. Procédé pour transmettre des impulsions d'énergie mécanique d'une source motrice (S) à un régulateur oscillant (R) de pièce d'horlogerie par l'intermédiaire d'un accumula teur d'énergie mécanique (L) susceptible d'accumuler l'éner gie issue de ladite source motrice (S) entre deux impulsions et de la transmettre audit régulateur oscillant (R) à chaque impulsion, caractérisé en ce qu'on soumet un ressortlame (L) à une compression telle qu'il se déforme élastiquement dans une première position stable correspondant à un flamba ge de mode fondamental, en ce que durant une demipériode d'oscillation dudit régulateur oscillant (R), on emmagasine de l'énergie mécanique dans ledit ressortlame (L) en utili sant une fraction d'énergie issue de ladite source motrice (S) pour déformer élastiquement ledit ressortlame (L) dans une deuxième position métastable proche d'une position instable correspondant à un flambage de mode supérieur, on déforme ensuite ledit ressortlame (L) jusqu'à la position instable proprement dite en utilisant une fraction de l'énergie cinétique dudit régulateur oscillant (R), pour faire basculer ledit ressortlame (L) dans une troisième position stable correspondant à un flambage de mode fonda mental inverse de celui de la première position et pour transmettre l'énergie ainsi libérée audit régulateur oscil lant (R) ; on répète ensuite cette séquence au cours de la demipériode inverse dudit régulateur oscillant (R) pour achever ladite période d'oscillation.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on comprime ledit ressortlame (L) afin de le déformer selon un flambage de second mode en fixant ses extrémités (A, C) dans des encastrements respectifs (Kl, K2) et en maintenant son point d'inflexion médian (I) entre des appuis (J) ou un organe de pivotement (P) pour le laisser libre de tourner autour d'un axe perpendiculaire au plan de déforma tion dudit ressortlame (L) et passant par ledit point d'inflexion médian (I) dudit ressortlame (L).
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on comprime ledit ressortlame (L) afin de le déformer selon un flambage de premier mode en fixant une de ses extrémités (A) dans un encastrement (K1) et en tenant 1'autre (C) par un organe de pivotement (P2) pour le laisser libre de tourner autour d'un axe perpendiculaire au plan de déformation dudit ressortlame (L) et passant par ladite extrémité (C) dudit ressortlame (L).
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on comprime ledit ressortlame (L) afin de le déformer selon un flambage de second mode en tenant ses extrémités (A, C) par des organes de pivotement respectifs (P1, P2) et en maintenant son point d'inflexion médian (I) entre des ap puis (J) ou un organe de pivotement (P) pour le laisser libre de tourner autour de trois axes perpendiculaires au plan de déformation dudit ressortlame (L) et passant par lesdites extrémités (A, C) et ledit point d'inflexion médian (I) dudit ressortlame (L).
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on comprime ledit ressortlame (L) afin de le déformer selon un flambage de premier mode en tenant ses extrémités (A, C) par des organes de pivotement respectifs (P1, P2) pour le laisser libre de tourner autour de deux axes perpen diculaires au plan de déformation dudit ressortlame (L) et passant par lesdites extrémités (A, C) dudit ressortlame (L).
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que llon comprime ledit ressortlame (L) afin de le déformer selon un flambage de second mode en logeant ses extrémités (A, C) dans des appuis respectifs (J1, J2) et en maintenant son point d'inflexion médian (I) entre des appuis (J) ou un organe de pivotement (P) pour le laisser libre de tourner autour de trois axes perpendiculaires au plan de déformation dudit ressortlame (L) et passant par lesdites extrémités (A, C) et ledit point d'inflexion (I) dudit ressortlame (L).
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on comprime ledit ressortlame (L) afin de le déformer selon un flambage de premier mode en logeant une de ses ex trémités (A) dans un appui (J1) et en tenant l'autre (C) par un organe de pivotement (P2) pour le laisser libre de tourner autour de deux axes perpendiculaires au plan de déformation dudit ressortlame (L) et passant par lesdites extrémités (A, C) dudit ressortlame (L).
8. Procédé selon l'une des revendications 2,4 ou 6 ca ractérisé en ce que l'on déforme élastiquement ledit res sortlame (L) dans ladite deuxième position métastable pro che de la position instable correspondant à un flambage de quatrième mode en lui appliquant soit deux forces (N1, N2) opposées, symétriques par rapport audit point d'inflexion médian (I) soit en appliquant deux couples de forces (Q1, Q2) de sens identiques auxdites extrémités respectives (A, C).
9. Procédé selon l'une des revendications 3,5 ou 7 ca ractérisé en ce que l'on déforme élastiquement ledit res sortlame (L) dans ladite deuxième position métastable pro che de la position instable correspondant à un flambage de deuxième mode soit en lui appliquant une force (N) soit en appliquant un couple de forces (Q) à ladite extrémité (A).
10. Procédé selon l'une des revendications 2,4 ou 6 ca ractérisé en ce que l'on déforme élastiquement ledit res sortlame (L) jusqu'à ladite position instable proprement dite en appliquant audit point d'inflexion médian (I) un couple de forces (m) généré par ledit régulateur oscillant (R) lorsque son énergie cinétique est proche du maximum.
11. Procédé selon l'une des revendications 3,5 ou 7 caractérisé en ce que l'on déforme élastiquement ledit ressortlame (L) jusqu'à ladite position instable proprement dite en appliquant à ladite extrémité (C) un couple de forces (m) généré par ledit régulateur oscillant (R) lorsque son énergie cinétique est proche du maximum.
12. Procédé selon l'une des revendications 2,4 ou 6, caractérisé en ce que l'on transmet audit régulateur oscil lant (R) l'énergie libérée lors du basculement dudit res sortlame (L) dans ladite troisième position stable corres pondant à un flambage de second mode sous la forme d'un couple de forces (M) centré sur ledit point d'inflexion médian (I), lorsque l'énergie cinétique dudit régulateur oscillant (R) est proche du maximum.
13. Procédé selon l'une des revendications 3,5 ou 7, caractérisé en ce que l'on transmet audit régulateur oscil lant (R) l'énergie libérée lors du basculement dudit res sortlame (L) dans ladite troisième position stable corres pondant à un flambage de premier mode sous la forme d'un couple de forces (M) centré sur ladite extrémité (C), lors que l'énergie cinétique dudit régulateur oscillant (R) est proche du maximum.
14. Mécanisme d'échappement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1,2,8,10 et 12 caractérisé en ce que ledit ressortlame (L) est soumis à un flambage de second mode par encastrement de ses extrémités (A, C), son point d'inflexion médian (I) étant en contact avec un appui fixe (3e), ce mécanisme comportant deux bascu les (2,3) susceptibles de se mouvoir entre deux positions limites respectives autour de deux axes de pivotement res pectifs (F, E), dont au moins un est adjacent audit point d'appui fixe (3e), une première (2) desdites bascules com portant des premiers moyens (2g, 2d), situés à proximité du dit point d'inflexion (I), cinématiquement solidaires dudit ressortlame (L), maintenant constamment celuici en contact avec ledit point d'appui fixe (3e), des seconds moyens (2a, 2c) pour relier périodiquement cette première bascule (2) audit régulateur oscillant (R) et des troisièmes moyens (2h) pour la relier périodiquement à une seconde (3) desdites bascules comprenant des premiers moyens (3g, 3d), équidis tants de son axe de pivotement (E), relativement éloignés dudit point d'inflexion (I), en prise avec ledit ressort lame (L), pour la rendre cinématiquement solidaire de celui ci, et des seconds moyens (3a, 3c) en prise avec des élé ments de cames respectifs (5b, 4b) alternant avec des élé ments de butées respectifs (5a, 4a), ces éléments de cames et de butées étant solidaires d'au moins un organe respectif (5,4) relié cinématiquement à ladite source motrice (S), pour communiquer un mouvement alternatif intermittent à cette seconde bascule (3) afin d'armer ledit ressortlame (L) en le déformant élastiquement, d'une position stable correspondant à un flambage de second mode, alternativement de second mode inverse, à une position métastable proche d'une position instable correspondant à un flambage de qua trième mode, alternativement de quatrième mode inverse, en alternant cet armage dudit ressortlame (L) avec son désar mage, correspondant à la liaison périodique dudit régulateur oscillant (R) avec lesdits seconds moyens (2a, 2c) de ladite première bascule (2), synchronisée avec la perte de contact desdits seconds moyens (3a, 3c) de ladite seconde bascule (3) avec lesdits éléments de butées respectifs (5a, 4a) au profit desdits éléments de cames respectifs (4b, 5b).
15. Mécanisme d'échappement selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdites première et seconde bascules (2,3) sont montées pivotantes autour de leurs axes de pivotement respectifs (F, E) par des tiges respectives (2f, 3e) traversant des ouvertures respectives (3f, 2e), formées à travers ladite seconde (3), respectivement à travers ladi te première (2) bascule, le bord de ladite ouverture (2e) définissant lesdites positions limites de ladite première bascule (2) en butant contre ladite tige (3e) de ladite seconde bascule (3).
16. Mécanisme d'échappement selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens (3a, 3c) de ladite seconde bascule (3) sont alternativement reliés ciné matiquement auxdits troisièmes moyens (2h) de ladite pre mière bascule (2), d'une part afin de la positionner, et d'autre part afin que lesdits seconds moyens (3a, 3c) de ladite seconde bascule (3) restent en prise avec lesdits éléments de butées respectifs (5a, 4a), jusqu'à ce que ledit régulateur oscillant (R) entre en contact avec lesdits se conds moyens respectifs (2a, 2c) de ladite première bascule (2).
17. Mécanisme d'échappement selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (E) de ladite seconde bascule (3) coïncide avec son centre de gravité.
18. Mécanisme d'échappement selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits éléments de cames (4b, 5b) et lesdits éléments de butées (4a, 5a) sont répartis angulaire ment, alternativement sur deux roues à cames (4,5) situées de part et d'autre desdits seconds moyens (3a, 3c) de ladite seconde bascule (3), lesdites roues à cames (4,5) étant toutes deux cinématiquement solidaires du dernier mobile (8) du rouage moteur, les positions angulaires respectives desdits éléments de cames (4b, 5b) et desdits éléments de butées (4a, 5a) de l'une desdites roues à cames (4,5) étant décalées par rapport à celles desdits éléments de l'autre roue à cames pour venir alternativement en prise avec les dits seconds moyens respectifs (3c, 3a) de ladite seconde bascule (3).
19. Mécanisme d'échappement selon les revendications 14 à 18 caractérisé en ce que les axes de pivotement respectifs (B, F, E, H) dudit régulateur oscillant (R), de ladite pre mière bascule (2), de ladite seconde bascule (3) et dudit dernier mobile (8) du rouage moteur sont parallèles entre eux et coplanaires, ledit point d'inflexion (I) dudit res sortlame (L) étant contenu dans le plan commun auxdits axes de pivotement (B, F, E, H), les axes de pivotement (D, G) desdites roues à cames respectives (4,5) étant parallèles et symétriques par rapport audit plan commun, lesdites ex trémités (A, C) dudit ressortlame (L) étant aussi symétri ques par rapport à ce plan commun et alignées avec ledit point d'inflexion (I) dudit ressortlame (L).
Description:
PROCEDE POUR TRANSMETTRE DES IMPULSIONS D'ENERGIE MECANIQUE D'UNE SOURCE MOTRICE A UN REGULATEUR OSCILLANT La présente invention se rapporte à un procédé pour transmettre des impulsions d'énergie mécanique d'une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d'horlogerie par l'intermédiaire d'un élément mécanique déformable élastique- ment capable d'accumuler l'énergie issue de ladite source entre deux impulsions et de la transmettre à ce régulateur à chaque impulsion, ainsi qu'à un mécanisme d'échappement pour la mise en oeuvre de ce procédé.

Le mécanisme d'échappement des pièces d'horlogerie est destiné d'une part à délivrer des impulsions d'énergie méca- nique pour entretenir les oscillations du régulateur avec une amplitude constante et, d'autre part, à communiquer une rotation contrôlée au rouage portant les organes indica- teurs. On sait que les meilleurs échappements connus ont des rendements relativement médiocres qui se situent autour de 40 %, pénalisant ainsi la réserve de marche, le nombre de tours d'armage d'un ressort de barillet rigidifié condi- tionné entre l'arbre de barillet et le tambour de barillet étant obligatoirement moins grand.

L'une des raisons qui empche l'augmentation de rende- ment vient du fait que tout le rouage de finissage servant à transmettre la force du ressort de barillet à l'échappement s'immobilise pendant la majeure partie de la période d'os- cillation du régulateur pour se mettre en mouvement unique- ment durant le temps ou une impulsion est transmise au régulateur.

Avec un oscillateur à balancier-spiral dont la fréquence est de 4 Hz par exemple, sur une alternance (demi-période d'oscillation) de 0,125 seconde, l'impulsion délivrée par un échappement à ancre traditionnel ne dure que 0,005 seconde.

Dans de telles conditions, il est évident que le rendement

ne peut pas tre élevé, compte tenu des forces d'inertie que le couple moteur doit vaincre à chaque alternance du balan- cier-spiral, cela durant un laps de temps si bref.

On sait aussi que la force motrice livrée à l'échappe- ment et servant à entretenir les oscillations du régulateur varie constamment, sur de longues périodes, pour des raisons liées au couple moteur transmis par le ressort de barillet qui est fonction de son degré d'armage et sur des périodes plus courtes, liées à la transmission du couple par les roues dentées. Ces variations de couple engendrent des fluc- tuations d'amplitude d'oscillation du régulateur qui influ- encent sa précision, ceci étant dû au fait qu'un oscillateur ne peut pas tre parfaitement isochrone dès lors qu'il est entretenu par quelque mécanisme d'échappement que ce soit.

On a proposé de remédier aux variations se produisant sur de longues périodes, en interposant entre le barillet et le premier mobile du train d'engrenage un corps de révolu- tion rotatif de profil parabolique appelé fusée. Une chaîne relie le tambour de barillet à ce corps de révolution. Elle se déroule progressivement de la fusée pour s'enrouler sur le tambour de barillet et la variation du rayon de déroule- ment de la chaîne sur le profil parabolique permet d'égali- ser le couple transmis à l'échappement par l'intermédiaire du rouage de finissage. Les variations de couple dues au rouage lui-mme ne sont évidemment pas supprimées par ce moyen.

On a déjà proposé quelques solutions pour emmagasiner de l'énergie entre deux impulsions communiquées à un régula- teur de mouvement d'horlogerie, en interposant un accumula- teur d'énergie mécanique entre le rouage de finissage et l'oscillateur. Quelques-unes de ces solutions ont été décri- tes dans"Les Échappements", Chapitre 19/Ch. Huguenin, S.

Guye, M. Gauchat/Technicum neuchâtelois-Le Locle.

L'une de ces solutions, connue sous le nom de système Jeanneret, consiste à placer un volant d'inertie solidaire du pignon d'échappement, ce volant étant relié à la roue d'échappement, pivotée librement sur l'arbre solidaire du pignon et du volant d'inertie, par un ressort-spiral et une cheville de butée permettant de limiter le déplacement angu- laire relatif entre le volant d'inertie et la roue d'échap- pement. Par un dimensionnement judicieux, on peut désaccou- pler le volant d'inertie de la roue d'échappement, de sorte que l'impulsion transmise au régulateur est caractéristique d'un seul armage du ressort-spiral susmentionné et est donc de valeur constante, l'angle d'armage de ce ressort-spiral étant constant. Un tel système constitue une sorte de filtre disposé entre le rouage de finissage et l'échappement, mais ne modifie pas le comportement de l'échappement lui-mme.

Un autre mécanisme, connu sous le nom de système Marti, comporte un organe de détente dont le rôle est approximati- vement similaire à celui de l'ancre d'un échappement à ancre, c'est-à-dire à communiquer des impulsions périodiques au régulateur pour entretenir son oscillation. Cet organe de détente est donc animé d'un mouvement alternatif entre deux positions limites, synchronisé par l'oscillateur et est cinématiquement solidaire d'une extrémité d'un ressort-spi- ral dont l'autre extrémité est fixée au bâti de la pièce d'horlogerie. Ce ressort-spiral est armé durant le laps de temps séparant deux impulsions, ces dernières étant communi- quées au régulateur disposant ainsi de l'énergie nécessaire à maintenir son amplitude d'oscillation stable.

Un des inconvénients majeurs de ce système réside dans le fait que le ressort-spiral ne travaille que dans un sens de rotation, de sorte que le régulateur ne reçoit qu'une im- pulsion par période d'oscillation, soit une alternance sur deux. En outre, ce système a été étudié exclusivement pour une source d'énergie électrique constituée par un moteur à

rotation continue embrayant périodiquement avec la roue d'armage du ressort-spiral. Ce système n'est donc pas trans- posable à une pièce d'horlogerie dont la source motrice est constituée par un ressort de barillet puisque le débrayage en question provoquerait une forte accélération du rouage, donc le désarmage rapide du ressort de barillet.

On peut donc constater qu'il n'existe pas de solution susceptible d'améliorer le rendement de l'échappement d'une pièce d'horlogerie tout en permettant de communiquer une force sensiblement constante au régulateur. Les oscillateurs à balancier-spiral étant entretenus par des échappements qui altèrent obligatoirement l'isochronisme, une montre-bracelet munie d'un tel dispositif ne peut donc que très difficile- ment atteindre une précision inférieure à 5 secondes/jour.

En tout les cas, une telle précision ne peut pas tre garan- tie conjointement à une réserve de marche excédant quatre jours, étant donné le faible rendement des échappements actuels.

Le but de la présente invention est de remédier, au moins dans une certaine mesure, aux deux inconvénients sus- mentionnés qui affectent la réserve de marche et les perfor- mances chronométriques des pièces d'horlogerie et plus pré- cisément, de tous les mouvements mécaniques des montres-bra- celets.

A cet effet, la présente invention a tout d'abord pour objet un procédé pour transmettre des impulsions d'énergie mécanique d'un organe moteur à un organe régulateur de pièce d'horlogerie tel que mentionné précédemment, selon la reven- dication 1. Cette invention a également pour objet un méca- nisme d'échappement pour la mise en oeuvre de ce procédé tel que défini par la revendication 14.

Selon ce procédé, l'accumulateur d'énergie travaille de façon parfaitement symétrique, de sorte que le régulateur oscillant reçoit une impulsion d'énergie constante à chaque

alternance. En considérant une pièces d'horlogerie munie d'un régulateur oscillant à la fréquence de 4 Hz entretenu par un échappement à ancre classique, le rouage de finissage tourne par à-coups d'une durée de 5ms par demi-période de 125ms de l'oscillateur. La présente invention permet au rouage de finissage de tourner durant la majeure partie de chaque demi-période. Le rouage de finissage a donc une ciné- matique moins saccadée et, les accélérations angulaires étant plus faibles, les inerties à vaincre sont sensiblement réduites.

En ce qui concerne l'affichage des secondes, la cinéma- tique de l'aiguille indicatrice est donc également moins saccadée puisque, au lieu de se déplacer durant 5ms et d'tre immobile durant 120ms, l'aiguille de seconde se dé- place pendant la majeure partie d'une alternance de l'oscil- lateur. En tenant compte de la fréquence de 4 Hz de ce dernier, la brièveté de l'arrt de cette aiguille de seconde n'est pas perçue et son mouvement apparaît comme continu pour un observateur.

D'autres avantages apparaîtront dans la description qui suit et les dessins annexés qui illustrent, schématiquement et à titre d'exemple, un mode de mise en oeuvre et divers variantes du procédé objet de la présente invention.

La figure 1 est un schéma de principe illustrant l'état statique représentatif d'un mode de mise en oeuvre du procé- dé objet de cette invention, les figures 2-4 sont des schémas de principe illustrant trois états dynamiques se succédant durant une demi-période du régulateur oscillant selon le mode de mise en oeuvre re- présenté à la figure 1, les figures 5-8 sont des vues en plan d'une forme d'exé- cution d'un mécanisme d'échappement pour la mise en oeuvre de ce procédé illustré à travers quatre phases successives, les figures 9-16 sont des schémas de principe relatifs

à huit autres variantes du mode de mise en oeuvre du procédé représenté aux figures 1-4.

Selon le schéma illustré par la figure 1, on exerce une compression sur un ressort-lame L dont les deux extrémités A et C sont fixées par des encastrements K1, respectivement K2. La distance séparant ces deux encastrements K1, K2 est telle que le ressort-lame L accuse un flambage. Grâce à une paire d'appuis médians J, on contraint ce ressort-lame Là se déformer selon un flambage de second mode caractérisé par le fait que la déformation de ce ressort-lame L a deux ven- tres de part et d'autre d'un point d'inflexion I situé à proximité de la paire d'appuis médians J.

Selon le schéma illustré par la figure 2, on exerce sur ce ressort-lame L deux forces N1, N2 engendrées par une source motrice S. Ces forces N1, N2 sont d'intensités égales mais de sens opposés et leurs points d'application sur le ressort-lame L sont symétriques par rapport au point d'in- flexion I. Grâce à l'action de ces deux forces N1, N2 on contraint le ressort-lame L à quitter son état stable (traits mixtes) correspondant à un flambage de second mode au profit d'un état métastable (trait continu) proche d'un état instable (traits pointillés) correspondant à un flamba- ge de quatrième mode. Le processus d'armage du ressort-lame L qui vient d'tre décrit se déroule pendant que le régula- teur oscillant R parcourt son angle supplémentaire, soit pendant le temps s'écoulant entre la fin d'une impulsion et le début de la suivante. Dans cette première phase, le res- sort-lame L fonctionne comme un accumulateur d'énergie méca- nique, cette énergie équivalant au travail des forces N1, N2.

Selon le schéma illustré par la figure 3, on exerce au voisinage du point d'inflexion I un couple m destiné à déstabiliser le ressort-lame L soit, à le déformer pour qu'il dépasse l'état instable caractéristique d'un flambage

de mode supérieur. Ce couple m est nécessairement de faible intensité, étant donné qu'il est généré par l'énergie ciné- tique que contient le régulateur oscillant R, ce dernier devant subir un minimum de perturbation pour conserver une bonne précision.

Selon le schéma illustré par la figure 4, le ressort- lame L bascule spontanément dans une nouvelle position sta- ble (trait continu) correspondant à un flambage de second mode inverse de celui représenté à la figure 1. En basculant dans ce nouvel état stable, le ressort-lame L libère l'éner- gie accumulée pendant la première phase et la communique au régulateur oscillant R par un couple M nettement plus inten- se que le couple m nécessaire au basculement de la seconde phase. Une petite fraction de cette énergie libérée par le ressort-lame L est également utilisée pour produire deux forces nl, n2 afin d'assurer un déverrouillage des organes de transmission de l'énergie fournie par la source motrice S.

Lors de la demi-période suivante du régulateur oscillant R, le fonctionnement est identique et symétrique à celui qui vient d'tre décrit ci-dessus. Grâce au déverrouillage pré- cité, l'énergie de la source motrice S déforme le ressort- lame L dans une position métastable proche d'une position instable correspondant à un flambage de quatrième mode, symétrique de celle illustrée par la figure 2. Puis, étant déstabilisé par l'énergie cinétique du régulateur oscillant R, le ressort-lame L retourne dans la position stable illus- trée par la figure 1. Ce cycle complet du ressort-lame L se déroule donc pendant que le régulateur oscillant R effectue une période d'oscillation.

Comme on peut s'en rendre compte, le fait de dissocier les impulsions d'énergie transmises au régulateur oscillant R en deux phases principales d'armage et de détente permet de minimiser le nombre d'éléments subissant de fortes accé-

lérations. Ainsi, les organes situés en amont du ressort- lame L dans la chaîne cinématique participent à la phase d'armage et les organes situés en aval du ressort-lame L, à la phase de détente. La phase d'armage pouvant se dérouler sur une durée beaucoup plus longue que la phase de détente, seule l'inertie de l'organe de transmission entre le res- sort-lame L et le régulateur oscillant R intervient de manière significative dans le rendement global entre la source motrice S et le régulateur oscillant R. Sachant que les forces de frottement augmentent en fonction des pres- sions dans les paliers et que ces mmes pressions dépendent, dans une certaine mesure, des accélérations subies par les mobiles, on peut s'attendre à ce qu'une pièce d'horlogerie construite en ayant recours à ce procédé bénéficie d'un meilleur rendement qu'une construction classique.

Après avoir décrit le procédé objet de l'invention con- sistant à transmettre des impulsions d'énergie mécanique d'une source motrice à un régulateur oscillant de pièce d'horlogerie par l'intermédiaire d'un élément mécanique déformable élastiquement, nous allons décrire une forme d'exécution d'un mécanisme d'échappement pour la mise en oeuvre de ce procédé. Il est évident qu'il est possible d'imaginer plusieurs autres mécanismes basés sur la mise en oeuvre de ce procédé.

Le régulateur oscillant R du mécanisme d'échappement destiné à mettre en oeuvre le procédé décrit précédemment est constitué, dans cet exemple, par un balancier 0 associé à un spiral (non représenté) tel qu'on le connaît dans la plupart des pièces d'horlogerie mécaniques et notamment dans les montres-bracelets. Il est évident que la présente inven- tion n'est pas limitée à ce type de régulateur.

Selon la vue en plan illustrée par la figure 5, un pla- teau 1 portant une cheville de plateau la est solidaire du balancier 0. Cette cheville de plateau la est destinée à

mettre périodiquement en relation l'oscillateur à balancier- spiral avec le mécanisme d'échappement proprement dit.

Ce mécanisme comporte une bascule de détente 2 soli- daire d'une tige 2f pivotant autour d'un axe F. Cette bascu- le de détente 2 comporte une fourchette constituée de deux cornes 2a et 2c ainsi qu'un dard 2b. Elle est également formée d'une queue 2h et de renflements latéraux portant deux chevilles 2d et 2g qui font saillie perpendiculairement au plan de la bascule de détente 2.

Une bascule d'armage 3 solidaire d'une tige 3e pivotant autour d'un axe E. Cette bascule d'armage est constituée d'un corps central et de deux bras latéraux symétriques et portant à leurs extrémités des couples clé-goupille 3g, 3d analogues à ceux rencontrés sur les raquettes pour spiraux et qui font saillie perpendiculairement au plan de la bascu- le d'armage 3. Chacun des couples clé-goupille est en prise avec une portion du ressort-lame L qui s'y loge à l'instar d'un spiral dans une raquette. Le corps central porte deux chevilles d'échappement 3a et 3c, de forme cylindrique à méplat comparable à celle de la cheville de plateau la.

L'orientation de ces chevilles d'échappement 3a, 3c est ajustable de manière à ce qu'un réglage du verrouillage expliqué plus loin soit rendu possible.

Les bascules de détente 2 et d'armage 3 possèdent des ouvertures 2e, respectivement 3f, permettant à leurs tiges 2f, respectivement 3e, de traverser réciproquement l'autre bascule et de pouvoir ainsi pivoter entre des bâtis infé- rieurs et supérieurs (non représentés) identiques.

Le ressort-lame L est, dans cette forme d'exécution, en compression entre deux encastrements et ses extrémités A, C sont légèrement décalées par rapport à une droite intercep- tant l'axe E. La distance entre les extrémités A et C est telle que le ressort-lame L subisse un flambage de second mode correspondant à la position illustrée par la figure 5.

Les chevilles 2d et 2g de la bascule de détente 2 appliquent le point d'inflexion I du ressort-lame L contre la tige 3e de la bascule d'armage 3, laissant ainsi au ressort-lame L la liberté de tourner autour de cette tige 3e. La bascule d'armage 3 pivotant autour de l'axe E qui n'est pas exacte- ment dans le mme plan que les extrémités A et C du ressort- lame L, les couples clé-goupille 3g et 3d n'ont pas des actions parfaitement symétriques sur le ressort-lame L.

Étant donné que la distance séparant les couples clé- goupille 3g, respectivement 3d, de l'axe E est nettement plus grande que le rayon de la tige 3e contre laquelle appuie le ressort-lame L, les effets de cette disymétrie sont négligeables.

Deux roues d'échappement 4,5 solidaires de pignons d'échappement 6, respectivement 7, pivotant autour des axes D, respectivement G, sont disposées symétriquement par rap- port à un plan passant par les axes de rotation B du balancier 0 et du plateau 1, E de la bascule d'armage 3, F de la bascule de détente 2 et le point d'inflexion I du ressort-lame L. Les pignons d'échappement 6,7 engrènent avec le dernier mobile du rouage de finissage constitué par la roue 8 solidaire du pignon 9 pivotant autour de l'axe H.

Ce dernier mobile est entraîné par le mobile de seconde formé de la roue 10 solidaire d'un pignon (non représenté) tournant à raison de 1 tour par minute au centre de la pièce d'horlogerie dans le cas où celle-ci affiche la seconde en son centre.

Dans cet exemple, chaque roue d'échappement 4,5 est divisée angulairement en huit secteurs égaux dont chacun comporte une came d'armage 4b, respectivement 5b, s'achevant par une butée de verrouillage 4a, respectivement 5a. Ces cames d'armage 4b, 5b ainsi que ces butées de verrouillage 4a, 5a sont destinées à coopérer alternativement avec la bascule d'armage 3, par l'intermédiaire des chevilles d'é-

chappement 3c, respectivement 3a comme on l'expliquera ci- après.

Le nombre de divisions des roues d'échappement 4,5 est notamment fonction de la fréquence désirée au niveau de l'oscillateur à balancier-spiral. On sait que celui-ci est d'autant moins influencé par des perturbations externes que sa fréquence est élevée, raison pour laquelle les roues d'échappement 4,5 ont été divisées en huit secteurs égaux.

Ces huit secteurs permettraient théoriquement à l'échappe- ment de fonctionner à des fréquences allant jusqu'à 57'600 alternances par heure (Alt/h) tout en conservant un rapport d'engrenage entre la roue de secondes 10 et les pignons d'échappement 6,7 n'excédant pas 60. Pratiquement, cette fréquence a été limitée à 28'800 Alt/h induisant un rapport d'engrenage entre les mobiles de seconde et d'échappement de 30. Ce faible rapport d'engrenage permet de bénéficier d'un grand nombre de dents au niveau des pignons d'échappement 6 et 7. Dans cet exemple, le choix s'est porté sur 25 dents, nombre qui n'est pas multiple des huit secteurs des roues d'échappement 4 et 5. Ainsi, l'orientation des mobiles d'é- chappement l'un par rapport à l'autre ne peut tre affecté que d'une erreur de 4/25e de secteur lors de leurs montages dans la pièce d'horlogerie.

Si une orientation plus précise s'avère nécessaire, une indexation des roues d'échappement 4,5 par rapport aux pignons d'échappement 6, respectivement 7, doit tre prévue lors de leurs assemblages. Dans ce cas, le nombre de dents des pignons d'échappement 6,7 doit valoir 24 dents plutôt que 25. En effet, si les mobiles d'échappement sont assem- blés avec un indexage, leurs montages dans la pièce d'horlo- gerie sont facilités si le nombre de dents des pignons d'échappement 6,7 est multiple du nombre de secteurs des roues d'échappement 4, respectivement 5.

Si les cames d'armage 4b, 5b s'avèrent trop inclinées et provoquent de l'arc-boutement entre la bascule d'armage 3 et les roues d'échappement 4 et 5, le nombre de divisions de ces dernières peut tre réduit jusqu'à cinq, voire quatre secteurs égaux. Bien entendu, cette réduction abaisse la limitation en fréquence dans les mmes proportions, à savoir : 36'000 Alt/h pour 5 secteurs et 28'800 Alt/h pour 4 secteurs.

Cette vue en plan illustrée par la figure 5 représente le mécanisme d'échappement au moment où la bascule de déten- te 2 vient de tourner d'un angle (po autour de l'axe F et percute la cheville de plateau la par l'intermédiaire de la corne 2a. Le basculement du ressort-lame L générateur de cette impulsion cause aussi une légère rotation de la bascu- le d'armage 3 d'un angle o autour de l'axe E par l'intermé- diaire des couples clé-goupille 3d et 3g. La cheville d'échappement 3c quitte une butée de verrouillage 4a et la cheville d'échappement 3a s'appuie contre une came d'armage 5b.

Les vues en plan illustrées par les figures 6-8 repré- sentent la chronologie des fonctions du mécanisme d'échappe- ment durant une alternance du balancier 0.

La vue en plan illustrée par la figure 6 représente le mécanisme d'échappement dans sa phase d'armage alors que la rotation pi du plateau 1 s'inverse ; l'énergie cinétique con- tenue dans le balancier 0 s'est alors intégralement trans- formée en énergie mécanique par déformation élastique du spiral (non représenté). Les roues d'échappement 4,5 tour- nent des angles 81, respectivement yl autour des axes D, respectivement G. Alors que la roue d'échappement 4 tourne librement, la roue d'échappement 5, par le biais de sa came d'armage 5b en contact avec la portion cylindrique de la cheville d'échappement 3a, produit une rotation de la bascu- le d'armage 3 d'un angle Si autour de l'axe E. Les couples

clé-goupille 3d et 3g produisent deux forces opposées, iden- tiques et symétriques par rapport au point d'inflexion I sur le ressort-lame L. Celui-ci quitte son état stable corres- pondant à un flambage de second mode pour se déformer selon un état d'armage intermédiaire situé entre des flambages de second et de quatrième mode. Cette déformation reste imper- ceptible aux alentours du point d'inflexion I dont la stabi- lité est par ailleurs garantie grâce à la tige 3e de la bascule d'armage 3 et les chevilles 2d et 2g de la bascule de détente 2. Durant la phase d'armage initiale, cette bas- cule de détente 2 reste immobile grâce à son ouverture 2e appuyant contre la tige 3e de la bascule d'armage 3.

La vue en plan illustrée par la figure 7 représente le mécanisme d'échappement dans sa phase de verrouillage alors que le plateau 1 a tourné d'un angle 2 autour de l'axe B ; la quasi-totalité de l'énergie mécanique contenue par défor- mation élastique du spiral s'est transformée en énergie cinétique contenue dans le balancier 0. Les roues d'échappe- ment 4,5 ont achevé leurs rotations d'axes D, respective- <BR> <BR> <BR> <BR> ment G, par les angles 82, respectivement 72. Cet arrt se produit lorsqu'une butée de verrouillage 5a entre en contact avec la portion plate de la cheville d'échappement 3a. La bascule d'armage 3 a tourné autour de l'axe E d'un angle s2 tel que les couples clé-goupille 3d et 3g ont contraint le ressort-lame L à poursuivre son armage de l'état intermé- diaire jusqu'à un état métastable proche d'un état instable correspondant à un flambage de quatrième mode. La déforma- tion du ressort-lame L est telle que son état d'armage est quasi-maximal. Cette déformation reste imperceptible aux alentours du point d'inflexion I dont la stabilité est encore assurée par la tige 3e de la bascule d'armage 3 ainsi que les chevilles 2d et 2g de la bascule de détente 2.

Cependant, lors de la phase d'armage final précédant la phase de verrouillage, cette bascule de détente 2 tourne

légèrement d'un angle (P2 autour de l'axe F, la queue 2h étant poussée par la cheville d'échappement 3a. En définit- ve, non content d'agir sur la bascule d'armage 3, la roue d'échappement 5 positionne précisément la bascule de détente 2 afin que ses cornes 2a et 2c coopèrent de manière optimale avec la cheville de plateau la lors de la phase de détente qui suit.

La vue en plan illustrée par la figure 8 représente le mécanisme d'échappement dans sa phase de détente alors que l'énergie cinétique contenue dans le balancier 0 commence juste à se transformer en énergie mécanique par déformation élastique du spiral. Alors que sur la vue en plan illustrée par la figure 7 la cheville de plateau la était proche d'en- trer en contact avec la corne 2a de la bascule de détente 2, ici, la cheville de plateau la perd contact avec la corne 2c de la bascule de détente 2. C'est durant ce court laps de temps que le balancier 0 et le plateau 1 parcourent leur an- <BR> <BR> <BR> <BR> gle de levée 03 correspondant au complément de l'angle sup- plémentaire, la somme de ceux-ci équivalant à une alternance (deux amplitudes d'oscillation). A l'instar d'un échappement <BR> <BR> <BR> <BR> à ancre classique, le début de l'angle de levée ß3 corres- pond à la fonction de dégagement. Pendant ce dégagement, le balancier 0 est l'élément moteur et la cheville de plateau la percute la corne 2a de la bascule de détente 2. Celle-ci pousse le ressort-lame L par l'intermédiaire de la cheville 2d pour qu'il puisse dépasser son état instable marquant <BR> <BR> <BR> <BR> ainsi la fin du dégagement. L'angle de levée 3 se poursuit par la fonction d'impulsion durant laquelle le ressort-lame L est l'élément moteur. Celui-ci bascule subitement de sa position instable à un état stable correspondant à un flambage de second mode inverse de celui représenté à la figure 5. Ce basculement est transmis d'une part aux couples clé-goupille 3d et 3g qui tournent avec la bascule d'armage <BR> <BR> <BR> 3 d'un angle 83 autour de l'axe E et d'autre part à la che-

munie d'un dard 2b. A l'instar d'un échappement à ancre classique, ce dard 2b ainsi que le petit plateau lc solidai- re du plateau 1 empchent que la bascule de détente 2 pivote intempestivement en direction de l'autre position stable alors que le balancier 0 parcours son angle supplémentaire. <BR> <BR> <P>Pendant son angle de levée 00 ou ß3t la bascule de détente 2 est bien entendu libérée en rotation puisque son dard 2b ne bute plus contre le petit plateau lc grâce à l'encoche lb.

La bascule d'armage 3 est, quant à elle, dimensionnée de telle manière que son centre de gravité se situe sur l'axe de rotation E. Un équilibrage parfait peut tre obtenu en jouant sur le diamètre du trou 3b situé à l'extrémité du corps central, à proximité des chevilles d'échappement 3a et 3c. Cet équilibrage insensibilise la bascule d'armage 3 vis- à-vis de chocs générant des accélérations linéaires. Seuls les accélérations angulaires seraient susceptibles de provo- quer un dysfonctionnement lors de la phase de verrouillage puisque la cheville d'échappement 3a, 3c risquerait de sortir de la butée de verrouillage 5a, respectivement 4a, en prise à ce moment-là. En fait, dès la phase d'armage déjà, ce risque de déverrouillage est contrecarré grâce aux mmes chevilles d'échappement 3a, 3c qui prennent alternativement appui de part et d'autre de la queue 2h de la bascule de détente 2. Le basculement intempestif de cette dernière étant empché par le dispositif décrit précédemment, la bas- cule d'armage 3 bénéficie donc de la mme sécurité aux chocs et la phase de détente ne peut effectivement se produire qu'une fois 1'encoche 1b du plateau 1 en regard du dard 2b de la bascule de détente 2 Le mécanisme d'échappement décrit précédemment contient des compromis qu'il est plus avantageux d'adopter dans le cas d'une application à la montre-bracelet. Si un tel méca- nisme est intégré dans une pièce d'horlogerie de plus grand volume tel qu'un chronomètre de marine ou une horloge, il

est avantageux de tenir compte des deux points suivants qui ont pour effet d'améliorer le rendement de cet échappement : -Superposer les bascules de détente 2 et d'armage 3 afin que leurs tiges respectives 2f, 3e pivotent coaxiale- ment au plus près du point d'inflexion I du ressort-lame L.

Cette modification a pour conséquence de minimiser les frot- tements entre les chevilles 2g, 2d de la bascule de détente 2 et la partie centrale du ressort-lame L. Avec un tel aménagement, il est clair que les ouvertures 2e, 3f des bascules respectives de détente 2 et d'armage 3 peuvent tre supprimées.

-Remplacer les chevilles d'échappement 3a, 3c par un galet pivotant sur un axe solidaire de la bascule d'armage 3 et roulant alternativement sur les cames d'armage 4b et 5b.

Le verrouillage peut tre assuré par l'axe lui-mme, s'il fait saillie par rapport au galet et coopère avec des étoi- les à huit branches solidaires des pignons d'échappement 6, 7 et indexées par rapport aux roues d'échappement 4, respec- tivement 5. Le verrouillage étant assuré par les branches des étoiles, les roues d'échappement ne possèdent donc plus qu'une succession de cames d'armage 4b, respectivement 5b, les butées de verrouillage 4a, respectivement 5a étant sup- primées.

Différentes variantes du mode de mise en oeuvre du pro- cédé objet de l'invention peuvent tre envisagées. Les sché- mas illustrés par les figures 9-16 en font état et peuvent tre facilement comparés au schéma illustré par la figure 2.

Le mode de mise en oeuvre illustrée par la figure 9 diffère uniquement de celui illustré par la figure 2 par le fait que la paire d'appuis médians J est remplacée par un organe de pivotement médian P solidaire du ressort-lame L en son point d'inflexion I.

Selon le schéma illustré par la figure 10, on exerce une compression sur le ressort-lame L dont l'extrémité A est

ville 2g qui tourne avec la bascule de détente 2 d'un angle <BR> <BR> <BR> <BR> 93 autour de l'axe F. La rotation de la bascule d'armage 3 provoque le déverrouillage de la roue d'échappement 5 et se termine lorsque la cheville d'échappement 3c entre en con- tact avec la came d'armage 4b de la roue d'échappement 4. La rotation de la bascule de détente 2 permet de communiquer l'énergie contenue dans le ressort-lame L au balancier 0 par l'intermédiaire de la corne 2c percutant la cheville de plateau la. La phase de détente s'achève lorsque l'ouverture 2e de la bascule de détente 2 bute contre la tige 3e de la bascule d'armage 3.

Les trois phases d'armage, de verrouillage et de détente décrites à travers les figures 6,7 et 8 se déroulent alors que le balancier 0 effectue une alternance. Ces mmes phases se succèdent lors de l'alternance suivante du balancier 0 à la différence près qu'elles leur sont symétriques par rap- port au plan passant par les axes de rotation B du balancier 0 et de son plateau 1, E de la bascule d'armage 3, F de la bascule de détente 2 et par le point d'inflexion I du ressort-lame L. Lorsque le balancier 0 a effectué une pério- de d'oscillation complète, le mécanisme d'échappement se retrouve dans la position illustrée par la figure 5. Un cycle complet du mécanisme d'échappement comporte donc six phases se succédant selon l'ordre : armage, verrouillage, détente.

La description du mécanisme d'échappement ci-dessus a uniquement expliqué son fonctionnement en absence de pertur- bation externe. Son application à la montre-bracelet ou mme à la montre de poche nécessite qu'il soit apte à fonctionner en présence de chocs. A cet effet, les dispositions suivan- tes ont été prises pour que ce mécanisme d'échappement sa- tisfasse aux exigences de fonctionnement en milieu perturbé.

Comme on peut s'en rendre compte sur les vues en plan illustrées par les figures 5-8, la bascule de détente 2 est

fixée par un encastrement K1 et l'extrémité C est tenue par un organe de pivotement P2. La distance séparant cet encas- trement K1 de cet organe de pivotement P2 est telle que le ressort-lame L accuse un flambage de premier mode caractéri- sé par le fait que sa déformation ne possède qu'un seul ventre. Pendant la phase d'armage, on exerce sur ce ressort- lame L une force N engendrée par une source motrice S qui le contraint à quitter son état stable (traits mixtes) corres- pondant au flambage de premier mode susmentionné au profit d'un état métastable (trait continu) proche d'un état insta- ble (traits pointillés) correspondant à un flambage de se- cond mode. Pendant la phase de détente (non représentée), l'énergie libérée par le ressort-lame L est transmise au régulateur oscillant R en exploitant son mouvement au voisi- nage de son extrémité C. Ce mode de mise en oeuvre diffère de celui illustré à la figure 9 uniquement par le fait que l'on utilise le ressort-lame L sur la moitié de sa longueur initiale.

Le mode de mise en oeuvre illustré par la figure 11 diffère uniquement de celui illustré par la figure 2 par le fait que les extrémités A, C du ressort-lame L ne sont pas fixées dans des encastrements Kl, K2 mais tenues par des or- ganes de pivotement P1, respectivement P2. La phase d'armage du ressort-lame L peut s'effectuer soit à l'aide de deux forces N1, N2 comme dans le cas de la figure 2, soit à l'aide de deux couples Q1, respectivement Q2 de sens et d'intensités identiques agissant sur les extrémités A, res- pectivement C du ressort-lame L et générés par la source motrice S.

Le mode de mise en oeuvre illustré par la figure 12 diffère uniquement de celui illustré par la figure 11 par le fait que la paire d'appuis médians J est remplacée par un organe de pivotement médian P solidaire du ressort-lame L en son point d'inflexion I.

Le mode de mise en oeuvre illustré par la figure 13 diffère uniquement de celui illustré par la figure 10 par le fait que l'extrémité A du ressort-lame L n'est plus fixée dans un encastrement K1 mais tenue par un organe de pivote- ment Pl. La phase d'armage du ressort-lame L peut s'effectu- er soit à l'aide d'une force N comme dans le cas de la figu- re 10, soit à l'aide d'un couple Q agissant sur l'extrémité A du ressort-lame L et généré par la source motrice S.

Les modes de mise en oeuvre illustrés par les figures 14,15 et 16 diffèrent uniquement de ceux illustrés res- pectivement par les figures 11,12 et 13 par le fait que les extrémités A, C du ressort-lame L ne sont plus tenues par les organes de pivotement P1, respectivement P2 mais sont logées dans des appuis J1, respectivement J2. Comme les ex- trémités A, C du ressort-lame L ne sont plus reliées à quel- que organe que ce soit, la phase d'armage s'effectue préfé- rentiellement à l'aide de forces conformément et respective- ment aux figures 2,9 et 10.