Échappement à ancre - Lever escapement
L' échappement à ancre , inventé par l'horloger britannique Thomas Mudge en 1754 (bien qu'utilisé pour la première fois en 1769), est un type d' échappement utilisé dans presque toutes les montres mécaniques , ainsi que dans les petites horloges mécaniques sans pendule , les réveils et les minuteries de cuisine. .
Un échappement est une liaison mécanique qui délivre des impulsions au balancier de la montre , le gardant osciller d'avant en arrière, et à chaque oscillation du balancier permet au train d'engrenages de la montre d'avancer d'une quantité fixe, faisant ainsi avancer les aiguilles à un rythme constant. . L'échappement est ce qui fait le «tic-tac» des montres et horloges mécaniques.
Invention
L'échappement à ancre a été inventé par l'horloger britannique Thomas Mudge vers 1754, et amélioré par Abraham-Louis Breguet (1787), Peter Litherland (1791), Edward Massey (1800), et sa forme moderne («rouleau de table») a été développée par George Savage au début des années 1800. Depuis environ 1900, pratiquement toutes les montres mécaniques, réveils et autres garde-temps portables utilisent l'échappement à ancre.
Avantages
Les avantages du levier sont, tout d'abord, qu'il s'agit d'un échappement "détaché", il permet au balancier de pivoter complètement libre de l'échappement pendant la majeure partie de son oscillation, sauf en lui donnant une courte impulsion, améliorant la précision du chronométrage. Deuxièmement, en raison du "verrouillage" et du "tirage", son action est très précise. Troisièmement, il démarre automatiquement; si la montre est secouée en cours d'utilisation et que le balancier s'arrête, il redémarrera. Une version moins chère et moins précise de l'échappement à ancre, appelée échappement à goupille , inventée par Georges Frédéric Roskopf en 1867, est utilisée dans les horloges et les minuteries.
Comment ça fonctionne
La roue d'échappement est adaptée au train de roues de la montre , qui lui applique un couple à partir du ressort moteur . La rotation de la roue d'échappement est contrôlée par les palettes . La roue d'échappement a des dents de forme spéciale en forme de cliquet ou de club, qui interagissent avec les deux bijoux appelés palettes d'entrée et de sortie. La roue d'échappement, sauf dans des cas inhabituels, a 15 dents et est en acier. Ces palettes sont solidaires du levier, qui comporte à son extrémité une fourche pour recevoir la goupille à impulsions rubis du galet d'équilibrage qui est fixée à l' arbre du balancier . Le balancier est ramené vers sa position centrale statique par un spiral fixé (non représenté sur le schéma). Dans la conception moderne, il est courant que les supports de palette et la fourche soient fabriqués en un seul composant. Le levier est monté sur un arbre et est libre de tourner entre deux goupilles de banque fixes.
Au repos, l'une des dents de la roue d'échappement sera verrouillée contre une palette. Comme le montre le schéma, la roue d'échappement tourne dans le sens des aiguilles d'une montre et la dent d'entrée est bloquée en place contre la palette d'entrée, le levier étant maintenu en place par la goupille d'inclinaison gauche. La goupille d'impulsion est située dans la fourche du levier et le balancier est proche de sa position centrale. Pour commencer, la fourche de levier doit recevoir une petite impulsion de la rotation anti-horaire du balancier via la goupille d'impulsion (par exemple en étant secouée) qui fait légèrement tourner le levier dans le sens horaire par rapport à la goupille de banque gauche. Cela déverrouille la palette d'entrée permettant à la roue de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre.
Lorsque la roue d'échappement motorisée tourne dans le sens des aiguilles d'une montre, la dent d'entrée glisse à travers le plan d'impulsion incliné de la palette d'entrée. Cela fait tourner les palettes autour de leur axe, ce qui place la palette de sortie dans le trajet de la roue d'échappement rotative. Une fois que la dent d'entrée quitte le plan d'impulsion de la palette d'entrée, la roue est capable de tourner une petite quantité (appelée goutte) jusqu'à ce que la dent de sortie de la roue d'échappement se pose sur la face de verrouillage de la palette de sortie. On dit que la roue est bloquée sur la palette de sortie. De la sortie de la palette d'entrée à ce point, la roue d'échappement aura tourné exactement de la moitié de l'angle de 24 degrés entre deux dents.
L'impulsion reçue par la palette d'entrée lorsque la dent se déplace sur la face d'impulsion est transférée par le levier au balancier via la goupille à impulsion rubis sur le rouleau du balancier. Le levier se déplace jusqu'à ce qu'il repose contre la goupille d'inclinaison droite; il est maintenu dans cette position par la force de la dent de sortie contre le bijou de palette de sortie (appelé tirage). Cela signifie que pour déverrouiller la roue, elle doit être légèrement tournée vers l'arrière, ce qui est fait par l'élan de retour du balancier via la goupille d'impulsion.
Une fois la dent de sortie verrouillée, le balancier tourne dans le sens anti-horaire, sans interférence de l'échappement jusqu'à ce que le spiral le tire vers l'arrière dans le sens des aiguilles d'une montre, et la goupille d'impulsion rentre dans la fourche. Cela déverrouillera l'échappement, libérant la roue d'échappement afin que la dent de sortie puisse glisser sur le plan d'impulsion de la palette de sortie, qui transfère une impulsion dans le sens des aiguilles d'une montre à la goupille d'impulsion du balancier via la fourche du levier, tout en poussant le levier vers le haut contre la gauche. broche bancaire. La roue d'échappement retombe jusqu'à ce que la dent d'entrée se verrouille sur la palette d'entrée maintenant maintenue en place par la goupille d'inclinaison gauche via le levier. Le balancier continue dans le sens des aiguilles d'une montre, à nouveau sans interférence jusqu'à ce qu'il soit ramené par le spiral vers la position centrale. Le cycle recommence alors.
Chaque mouvement de va-et-vient du balancier depuis et vers sa position centrale correspond à une goutte d'une dent (appelée battement). Un échappement à ancre de montre typique bat à 18 000 battements ou plus par heure. Chaque battement donne au balancier une impulsion, il y a donc deux impulsions par cycle. Bien qu'elle soit bloquée au repos la plupart du temps, la roue d'échappement tourne généralement à une moyenne de 10 tr / min ou plus.
L'origine du son " tick tock " est causée par ce mécanisme d'échappement. Lorsque le balancier bascule d'avant en arrière, le son de tic-tac est entendu.
Dessiner
La fiabilité de l'échappement à ancre moderne dépend du tirage; les palettes sont inclinées de sorte que la roue d'échappement doit reculer légèrement lors du déverrouillage. Le tirage maintient le levier contre les goupilles de banque pendant la partie détachée du cycle de fonctionnement. L'angle de tirage est généralement d'environ 11 à 15 degrés par rapport à la radiale.
Les premiers échappements à levier manquaient de tirage (en effet, certains fabricants le considéraient comme une cause de friction supplémentaire lors du déverrouillage); par conséquent, une secousse pourrait entraîner le déverrouillage de l'échappement.
Mouvement de montre à levier
La plupart des montres mécaniques modernes sont des montres à levier avec des bijoux , utilisant des rubis synthétiques ou des bijoux en saphir pour les zones à forte usure de la montre.
Échappement à palette à broches
Moins cher, version moins précise de l'échappement à levier est utilisé dans les réveils , cuisine minuteries , horloges de cheminée et, jusqu'à ce que les fin des années 1970, les montres bon marché, appelé Roskopf , pin-levier , ou pin-palette échappement après Georges Frédéric Roskopf , qui l'a inventé en 1867. Il fonctionne de manière similaire au levier, sauf que les bijoux de palette à levier sont remplacés par des goupilles métalliques verticales. Dans un échappement à ancre, les palettes ont deux faces inclinées, la face de verrouillage et la face d'impulsion, qui doivent être soigneusement ajustées aux angles corrects. Dans l'échappement de la palette à broches, ces deux faces sont conçues dans la forme des dents de la roue d'échappement à la place, ce qui élimine les ajustements compliqués. Les broches sont situées symétriquement sur le levier, ce qui simplifie le réglage du battement. Les montres qui utilisaient ces échappements étaient appelées montres à levier à goupille et ont été remplacées par des montres à quartz bon marché.
Directions futures
Une tendance récente dans la conception des échappements est l'utilisation de nouveaux matériaux, souvent empruntés à l' industrie de la fabrication des semi - conducteurs . Un problème avec l'échappement à ancre est le frottement. La dent de la roue d'échappement glisse le long de la face de la palette, provoquant un frottement, de sorte que les palettes et les dents doivent être lubrifiées. L'huile finit par s'épaissir, provoquant une imprécision et nécessitant un nettoyage et un réhuilage du mouvement environ tous les 4 ans. Une solution consiste à fabriquer la roue d'échappement et les autres pièces en matériaux plus durs que l'acier, éliminant ainsi le besoin de lubrification. Les matériaux essayés incluent le silicium , le nickel-phosphore, le diamant et le diamant sur silicium. Ulysse Nardin en 2001, Patek Philippe en 2005 et Zenith en 2013 ont présenté des montres avec des roues d'échappement en silicium.
Voir également
Les références
Liens externes
- Une analyse de l' échappement à levier , par HR Playtner, 1910, du projet Gutenberg