Le fonctionnement de l’échappement à ancre suisse peut être divisé en quatre phases qui se déroulent immuablement selon le même cycle à chaque alternance de l’organe régulateur. Ces quatre phases sont :

1. Le repos
2. Le dégagement
3. L’impulsion
4. Les sécurités

Détaillons ci-dessous l’action de chacun des composants durant chacune des quatre phases:

1. Le repos

Durant cette phase, l’ensemble du rouage de finissage est à l’arrêt, bloqué par l’échappement.

Double plateau:

C’est le seul élément de l’échappement alors en mouvement.

Durant la phase de repos, le double plateau effectue librement son arc supplémentaire ascendant α puis son arc supplémentaire descendant β (ci-dessous Figure 1, point 1). Il s’agit de l’angle que parcoure le double plateau (et donc le balancier) durant la période d’arrêt de la roue d’échappement et de l’ancre.

Ancre:

L’ancre est à l’arrêt. La baguette de l’ancre est maintenue en appui contre la goupille de limitation (ci-dessous Figure 1, point 2) par la dent de la roue d’échappement sous l’effet du tirage (cf onglet Le tirage).

Roue d’échappement:

Comme l’ancre, la roue est à l’arrêt. L’une de ses dents est en appui sur le plan de repos de la palette de l’ancre (ci-dessous Figure 1, point 3).

Figure 1

repos

2. Le dégagement

Durant cette phase, la roue d’échappement et le rouage de finissage reviennent très légèrement en arrière.

Double plateau:

La phase du dégagement débute lorsque la cheville de plateau entre au contact de la fourchette (Figure 2, point 4). La phase de dégagement du double plateau correspond à l’angle α qu’il parcoure, alors que la cheville de plateau pousse la fourchette de l’ancre (Figure 3).

Ancre:

La phase de dégagement de l’ancre correspond à l’angle β qu’elle parcoure durant l’action de la dent de la roue d’échappement sur le plan de repos de la palette (Figure 3). La phase de dégagement se termine lorsque la dent de la roue se trouve théoriquement sur le bec de repos de la palette (Figure 4, point 5).

Roue d’échappement:

Par le levier que constitue l’ancre et sa géométrie, la roue d’échappement recul légèrement durant la phase de dégagement (recul géométrique, env. 0.15-0.25°) puis poursuit son mouvement en se détachant brièvement du plan de repos de la palette (recul dynamique, env. 0.04°). La somme du recul géométrique et du recul dynamique constitue l’angle γ (Figure 3). Enfin, la roue d’échappement reprend son sens de rotation normal sous la force de l’énergie motrice. Comme pour l’ancre, on considère que la phase de dégagement se termine alors que la dent de la roue se trouve théoriquement sur le bec de repos de la palette (Figure 4, point 5)

Figure 2

début du dégagement

Figure 3

phase du dégagement

Figure 4

fin du dégagement

3. L’impulsion

C’est durant cette phase que l’échappement transmet l’énergie reçue du barillet via le rouage de finissage à l’organe régulateur.

Double plateau:

Le début de l’impulsion à lieu lorsque la fourchette rattrape la cheville de plateau (Figure 5, point 6). La phase d’impulsion du double plateau correspond à l’angle δ qu’il parcoure alors que la fourchette pousse la cheville de plateau (Figure 6).  La phase d’impulsion débute avant le point mort et se termine après le point mort (Figure 7).

Ancre:

La phase d’impulsion de l’ancre correspond à l’angle ε (Figure 6) qu’elle parcoure pendant que le bec d’impulsion de la dent de la roue parcoure le plan d’impulsion de la palette. La phase d’impulsion se termine lorsque le bec d’impulsion de la dent de la roue se trouve sur le bec d’impulsion de la palette (Figure 8).

Roue d’échappement:

La phase d’impulsion de la roue d’échappement correspond à l’angle qu’elle parcoure durant l’action du plan d’impulsion de sa dent sur le plan d’impulsion de la palette. L’impulsion commence lorsque le bec de repos de la palette entre en contact du plan d’impulsion de la palette (Figure 5, point 7) et se termine lorsque le bec d’impulsion de la dent atteint le bec d’impulsion de la palette (Figure 8, point 8).

Figure 5

début de l’impulsion

Figure 6

phase d’impulsion

 

 

 

Figure 7

point mort (impulsion)

 

 

 

Figure 8

fin de l’impulsion

 

 

4. Les sécurités

Les sécurités sont des angles parcourus par la roue d’échappement et l’ancre en pure perte juste après la phase d’impulsion.

Double plateau:

Au début de la phase des sécurités, la cheville de plateau perd le contact avec la fourchette de l’ancre (Figure 9, point 9). Le double plateau entame alors librement son arc supplémentaire ascendant α’ puis son arc supplémentaire descendant β’ (Figure 9).

Ancre:

L’angle de sécurité de l’ancre s’appelle le chemin perdu. C’est l’angle que parcoure la baguette de l’ancre dès lors que la dent de la roue d’échappement entre en contact avec le plan de repos de la palette (Figure 10, point 11) et l’instant où la baguette de l’ancre entre en contact avec la goupille de limitation sous l’effet du tirage (Figure 11, point 12).

Roue d’échappement:

L’angle de sécurité de la roue d’échappement s’appelle la chute. La chute correspond à l’angle parcouru par la roue dès lors qu’une de ces dents quitte le plan d’impulsion de la palette (Figure 9, point 10) et qu’une autre dent entre en contact avec le plan de repos de l’autre palette (Figure 10, point 11).

Figure 9

début de la chute (sécurités)

Figure 10

fin de la chute et début du chemin perdu (sécurités)

 

 

 

Figure 11

fin du chemin perdu (sécurités)

Note:

Pour une vision complète du fonctionnement de l’échappement à ancre suisse, se référer aux deux animations figurant en tête de cette page.

1. Il doppio plateau (di fatto il Bilanciere)

Descrizione dei diversi angoli del doppio plateau (e quindi del bilanciere) durante due alternanze (una oscillazione).

 

 

 

(*) Importante:

Quando la ruota di scappamento effettua il suo arretramento dinamico (cfr. scheda funzionamento), l’ancora prosegue il suo movimento mentre è trascinata dall’ellisse. Quando la ruota di scappamento riprende il suo movimento in avanti, il dente della ruota ritrova il contatto con il piano d’impulso della paletta dell’ancora e la fase d’impulso trasmessa al bilanciere inizia. Durante questo periodo, il contatto tra l’ellisse e la forchetta dell’ancora è stato brevemente interrotto e il doppio plateau (e quindi il bilanciere) percorre liberamente un piccolo angolo compreso tra la fine del disingaggio e l’inizio dell’impulso (angoli descritti sopra come percorso libero del bilanciere).

 

 

2. L’ancora

2.1 Angolo di alzata totale (Figura 3)

L’angolo di alzata totale dell’ancora corrisponde allo spostamento della baguette (forma) dell’ancora tra i due perni di limitazione (o gli étoquaux). Corrisponde alla somma degli angoli di disingaggio, di impulso e della corsa persa e il suo valore è generalmente compreso tra 12° e 20°.

 

2.2 Angolo di ingaggio virtuale (Figura 4)

È l’angolo compreso tra il becco di riposo della paletta (cfr. l’ancora) e il punto in cui il dente della ruota di scappamento cade sul piano di riposo della paletta dell’ancora.

 

2.3 Angolo della corsa persa (Figura 4)

Si tratta dell’angolo percorso dall’ancora tra la fine dell’impulso e l’appoggio della forchetta contro il perno di limitazione (o l’étoquaux) (cfr. scheda funzionamento)

 

 

2.4 Angolo di ingaggio totale (Figura 5)

L’angolo di ingaggio totale corrisponde alla somma degli angoli di ingaggio virtuale (Figura 4 – ) e di corsa persa (Figura 4 – )

 

Mentre il bilanciere percorre il suo arco supplementare (ascendente o discendente), l’ancora è in appoggio contro l’una o l’altra delle spine di limitazione (o gli étoquaux) per effetto del tirage (cfr. scheda tirage). Se un urto arriva a vincere la coppia del tirage, l’ancora si ribalta contro l’altra spina di limitazione. Al termine dell’arco supplementare discendente del bilanciere, l’ellisse va allora a urtare contro il rovescio del corno, provocando così l’arresto immediato dell’orologio. (Figura 1).

Per impedire il ribaltamento, lo scappamento ad ancora svizzera dispone di quattro organi:

• Il dardo
• Il piccolo plateau
• I corni
• L’ellisse

Quando il bilanciere percorre il suo arco supplementare, il dardo si appoggia contro il bordo del piccolo plateau impedendo all’ancora di bascolare contro l’altro piolo di limitazione e quindi il ribaltamento (Figura 2).

Il piccolo piatto presenta una tacca allineata con l’ellisse. Durante le fasi di disingaggio e impulso (cfr. scheda funzionamento), questa tacca permette al dardo di passare e all’ancora di bascolare normalmente da un piolo all’altro. Durante queste fasi, è l’interno dei corni che va a battere contro l’ellisse evitando così il ribaltamento (Figura 3).

 

 

 

 

I diversi urti dello Scappamento ad ancora svizzera sono percepibili all’orecchio. Si tratta del “tic-tac” degli orologi meccanici. Ma quando l’orecchio umano percepisce un tic o un tac, lo scappamento ha emesso cinque suoni dovuti a cinque urti. Questi suoni sono così ravvicinati che l’orecchio ne percepisce solo uno (un tic o un tac).

L’analisi di questi suoni, attraverso l’intensità di ciascuno e la distanza tra loro, permette di rilevare malfunzionamenti o regolazioni errate dello scappamento. Allo stesso modo, i grafici di un Cronocomparatore permettono di identificare i problemi legati allo scappamento. Per ogni alternanza, questi cinque urti sono i seguenti:

1. Il Disingaggio
2. L’inizio dell’Impulso della Ruota di scappamento
3. L’inizio dell’Impulso del Bilanciere
4. La fine della Caduta
5. La fine della Corsa persa

1. Disingaggio

Il primo urto di una alternanza si verifica quando l’ellisse entra in contatto con l’interno della forchetta (Figura 1).

2. Inizio dell’impulso della ruota di scappamento

Poco dopo il disingaggio, il becco di riposo di la ruota di scappamento cade sul piano d’impulso della paletta. È il secondo urto (Figura 2).

 

 

3. Inizio dell’impulso del bilanciere

La forchetta recupera l’ellisse e trasmette il suo impulso al bilanciere tramite il doppio piatto. È il terzo urto (Figura 3).

 

 

4. Fine della caduta

Un dente della ruota di scappamento entra in contatto con il piano di riposo di una paletta dell’ancora (Figura 4).

 

 

5. Fine della corsa persa

Infine, al termine della sua corsa persa, la baguette dell’ancora entra in contatto con uno dei perni di limitazione (o di un fermo) (Figura 5).

 

 

 

Gli apparecchi di controllo della marcia degli orologi (cronocomparatori) forniscono numerose informazioni come la marcia giornaliera istantanea, l’ampiezza e il valore del segno di riferimento. Tuttavia, una buona lettura dei diagrammi forniti dai cronocomparatori permette di identificare numerosi problemi derivanti dal rotismo di finissaggio, dello scappamento e dell’organo regolatore.

Così, durante un funzionamento senza difetti di un orologio perfettamente regolato, il diagramma presenta un’unica linea orizzontale (Figura 1).

 

Quando il segno di riferimento è troppo grande, due linee parallele appaiono sul diagramma (Figura 2). La correzione consiste nel regolare il segno di riferimento (tramite il portapiton mobile o la virola) e nel riaggiustare successivamente la marcia.

 

 

Quando la linea del diagramma è ascendente, l’orologio avanza (Figura 3a). Al contrario, quando scende, l’orologio ritarda (Figura 3b). Si tratta quindi di regolare la marcia (mediante modifica della lunghezza attiva della spirale o del momento d’inerzia del bilanciere).

 

 

In alcuni casi, si constaterà una variazione della marcia durante le misurazioni del movimento in posizione orizzontale e nelle posizioni verticali (Figura 4). In questo caso, la correzione consiste nel serrare le spine di limitazione.

 

 

Quando il diagramma presenta una linea sinusoidale regolare, è utile misurare l’intervallo di tempo tra ogni picco della sinusoide. Se la frequenza corrisponde alla velocità di rotazione della ruota dei secondi (60 sec se il movimento è dotato di una lancetta dei secondi), esiste un difetto di non planarità o di non rotondità sulla ruota dei secondi (Figura 5). La correzione consiste quindi nel verificare e correggere la rivettatura della ruota dei secondi sul suo pignone o nel sostituire la ruota dei secondi.

 

 

Il diagramma presenta talvolta una linea irregolare e casuale. In questi casi, l’ampiezza è spesso troppo bassa o presenta numerose variazioni (Figura 6). In tal caso, si consiglia di procedere a una revisione completa del movimento.

 

 

Se il diagramma presenta occasionalmente linee quasi verticali, che i suoni dello scappamento si accelerano e diventano quindi irregolari e che si constata quindi un forte aumento di l’ampiezza (o la perdita totale d’informazione d’ampiezza), ciò significa che l’ampiezza è occasionalmente troppo elevata e che il bilanciere rimbalza (Figura 7). Si può quindi sostituire la molla del bariletto con una molla che sviluppi meno coppia oppure modificare il valore dell’ingaggio totale delle palette dell’ancora.

 

Linee multiple e irregolari indicano che il bilanciere rimbalza in modo continuo (ampiezza troppo elevata) (Figura 8). Anche in questo caso, si correggerà il difetto sostituendo la Molla del bariletto con una molla di coppia inferiore, in cui si modificherà l’Ingaggio totale delle Palette.

 

 

Un diagramma che presenta una curva sinusoidale con una Frequenza serrata (alcuni secondi) indica un problema di Non rotondità della ruota di scappamento (Figura 9). Si raccomanda quindi di sostituire il mobile di scappamento.

 

 

Se il diagramma presenta una linea casuale sovrapposta a una linea retta, ciò significa che la Paletta di Entrata dell’Ancora si inceppa oppure è sporca (Figura 10). Si raccomanda quindi di pulire accuratamente l’Ancora e la Ruota di scappamento e, se necessario, di sostituire l’ancora o la paletta di entrata.

 

 

Delle linee verticali che scandiscono una linea di marcia normale indicano che lo spirale tocca occasionalmente le caviglie della racchetta o il piton (paletta della spirale) (Figura 11). Si correggerà questo difetto verificando la geometria e il centraggio della spirale.

 

 

Una stabilizzazione della marcia e dell’ampiezza troppo lenta tra due posizioni di misura indica un problema di lubrificazione dei perni del bilanciere o del rotismo di finitura (Figura 12).

 

Il tiraggio è una sicurezza che permette di mantenere la Forchetta dell’ancora in appoggio contro i perni di limitazione quando il bilanciere effettua il suo arco supplementare. Ciò evita che il dardo entra in contatto con il contorno del piccolo plateau e perturba il periodo dell’organo regolatore.

L’azione meccanica del tirage è il risultato della pressione di un dente della ruota di scappamento sul piano di riposo dell’una o dell’altra delle palette dell’Ancora.

Così, la forza F1 esercitata dal dente della ruota agisce perpendicolarmente al piano di riposo della paletta e crea un momento di forza tramite il braccio di leva della distanza d1 con il punto di perno dell’Ancora. Questo momento di forza ha come conseguenza di premere la Baguette (forma) dell’Ancora contro il perno di limitazione con una forza F2 e il braccio di leva d2, corrispondente alla distanza tra il punto di perno dell’Ancora e il centro del perno di Limitazione (Figura 1).

 

L’Ancora è così mantenuta in appoggio contro il perno di Limitazione. Se un urto riesce a vincere la forza del tirage, l’Ancora si sposterà e il Dardo potrà entrare brevemente a contatto con il bordo del piccolo piatto, ma la forza del tirage lo riporterà immediatamente nella sua posizione di riposo.

Valore del momento di forza del tirage

Il momento di forza del tirage può essere definito dai seguenti calcoli:

 

 

La distanza d1 varia in base al valore dell’angolo α misurato nel punto di riposo B1. Una variazione dell’angolo α provoca così un aumento o una diminuzione del momento di forza M della trazione (Figure 2).

 

 

L’angolo di trazione β è il valore compreso tra una perpendicolare elevata nel punto di riposo B sulla linea che unisce questo punto al punto di perno dell’ancora e il piano di riposo della paletta BP (Figura 3).

 

 

Come abbiamo appena visto, l’angolo di trazione β è definito al becco di riposo B della paletta. Lo si può anche definire al punto di riposo B1 della paletta. In questo caso, si chiama allora l’angolo di trazione: α (Figura 4). Si comprende così che durante il disingaggio (cfr. scheda funzionamento), l’angolo di trazione varia da β a α.

 

 

L’angolo di tiro viene definito durante la costruzione dello Scappamento (idealmente, è di 9° per la combinazione ruota in Acciaio – Paletta in Rubino). Ma un angolo di tiro troppo debole diminuisce la forza del tiro e ne riduce quindi la sicurezza. Aumenta anche il coefficiente di attrito. Al contrario, un angolo troppo forte aumenta il momento di forza necessario al Disingaggio e aumenta il valore del rinculo della Ruota di scappamento (perdita del valore dell’Impulso). Così un angolo di tiro troppo debole o troppo elevato disturba le qualità regolanti dell’Organo regolatore. È così che si può definire un angolo di tiro ideale (per una Ruota di scappamento in Acciaio e Palette in Rubino) in una forchetta compresa generalmente tra 13° e 16°.

Infine, si noterà che durante il Disingaggio l’angolo di tiro aumenta sulla Paletta d’Entrata del valore dell’angolo ε (β = α + ε) (Figura 4).

Mentre diminuisce sulla Paletta di uscita di questo stesso valore ε (β = α – ε) (Figura 5).

1. Arresto sul piano di riposo

Si osserva l’arresto su il piano di riposo quando il Movimento è completamente carico. Si posiziona quindi manualmente il Bilanciere in modo tale che l’Ellisse si trovi all’inizio della fase di disingaggio (vedi scheda “Funzionamento) (Figura 1).

 

Se il bilanciere non riesce a disingaggiare la Ruota di scappamento dal piano di riposo di la paletta con la sola forza della spirale, si considera che il movimento presenti un arresto sul piano di riposo.

L’arresto sul piano di riposo è più marcato quando il movimento è alla carica massima, poiché la forza esercitata dal dente della ruota di scappamento sul piano di riposo della paletta (e quindi il tirage) è allora massima. Come descriviamo nella scheda “tirage”, il tirage aumenta durante il disingaggio sulla paletta di entrata e diminuisce durante il disingaggio sulla paletta di uscita.

I movimenti con un diametro superiore a 24mm non devono in alcun caso presentare un arresto sul piano di riposo. Non si può tuttavia impedire un arresto sul piano di riposo quando si tratta di un movimento con un diametro inferiore a 24mm. Infatti, quando si riduce la dimensione del movimento, il momento d’inerzia e la coppia della spirale diminuiscono più rapidamente della coppia della molla del bariletto.

Nei movimenti con un diametro inferiore a 24mm, non è tollerato avere un arresto sul piano di riposo dopo 24h di marcia, poiché la difficoltà a operare il disingaggio perturba significativamente l’isocronismo dell’organo regolatore.

1a. Cause dell’arresto sul piano di riposo

Le cause di un arresto sul piano di riposo possono essere le seguenti:

• una mancanza di libertà o una cattiva lubrificazione dei mobili dello scappamento. (riconoscibile da un’ampiezza troppo debole)
• uno stato superficiale difettoso del piano di riposo dell’una o dell’altra delle palette o una cattiva lubrificazione ruota di scappamento – palette.
• Un profilo o uno stato di superficie difettoso del piano di riposo dei denti della ruota di scappamento.
• Un angolo di caduta troppo forte.
• Una mancanza di gioco dell’ellisse nella forchetta dell’ancora.
• Lati dell’entrata della forchetta troppo corti che implicano un gioco di dardo troppo importante all’inizio dell’arco supplementare del bilanciere.
• Una cattiva messa al segno di riferimento

Per evitare o limitare l’arresto sul piano di riposo (a seconda del diametro del movimento), bisogna determinare la posizione del bilanciere quando sopraggiunge l’arresto sul piano di riposo. È quindi possibile diminuire l’ingaggio totale di ogni paletta al fine di spostare angolarmente la fine del disingaggio e che questo si produca prima della posizione di arresto sul piano di riposo. Questa soluzione implica tuttavia una riduzione del valore delle corse perse.

Un’altra soluzione, più complicata da realizzare, consiste nell’accentuare l’inclinazione dei piani d’impulso delle palette. Questo diminuirà il valore dell’ingaggio totale senza ridurre l’angolo delle corse perse. Si dovrà quindi fare attenzione a conservare un valore sufficiente degli ingaggi virtuali.

Durante lo sviluppo di movimenti di piccoli diametri, si può minimizzare l’arresto sul piano di riposo aumentando il rapporto tra gli angoli di alzata dell’ancora e del bilanciere (vedere tabella sottostante). Questo implica ridurre il diametro dei dischi e allungare la forchetta dell’ancora. Così, il bilanciere inizia il suo disingaggio con un angolo più grande rispetto al punto morto, il che aumenta la sua coppia e limita l’arresto sul piano di riposo. Tuttavia, un angolo di alzata del bilanciere elevato aumenta l’influenza perturbatrice dello scappamento sull’isocronismo dell’organo regolatore.

2. Arresto sul piano d’impulso

Si osserva l’arresto sul piano d’impulso caricando la molla del bariletto di due denti di ruota a cricco. Si posiziona quindi manualmente il bilanciere in modo che uno dei denti della ruota di scappamento si trovi all’inizio del piano d’impulso della paletta (Figura 2). Se l’impulso non si dà completamente con questa debole forza motrice, si considera allora che il movimento abbia dell’arresto sul piano d’impulso.

 

 

Tutti i movimenti hanno dell’arresto sul piano d’impulso. Per verificare se questo è accettabile, si carica molto progressivamente la molla del bariletto fino a quando il movimento si mette spontaneamente in moto, avendo cura di osservare la rotazione della ruota a cricco. I valori ammessi per vincere l’arresto sul piano d’impulso sono i seguenti:

Movimenti di piccoli diametri: Messa in moto dopo 4 a 5 denti di carica della ruota a cricco.

Movimenti di diametri medi: Messa in moto dopo 1/2 giro di Carica della Ruota a cricco.

Movimenti di grandi diametri: Messa in moto dopo 1 o 2 giri di Carica della Ruota a cricco.

 

2.a Cause di arresto sul piano di Impulso

Le cause di arresto sul piano di Impulso possono essere le seguenti:

• Una mancanza di forza motrice (Molla del bariletto troppo debole, mancanza di libertà del Rotismo di finitura, difetti di ingranaggi, cattiva Lubrificazione).
• Una mancanza di libertà dell’Ancora o del Bilanciere.
• Uno stato di superficie o profilo del piano di Impulso della Paletta difettoso.
• Uno stato di superficie o profilo del piano di Impulso dei denti della Ruota di scappamento.
• Una cattiva Lubrificazione Ruota di scappamento – Ancora.
• Una mancanza di Gioco dell’Ellisse nella Forchetta dell’Ancora.
• Uno stato di superficie o un profilo difettoso dell’Entrata della Forchetta dell’Ancora.
• Una cattiva messa al Segno di riferimento.

Importante

L’arresto sul piano d’Impulso aumenta tanto più quanto il diametro del Movimento è importante. Non si tratta realmente di un difetto, poiché non nuoce alla precisione del Movimento né all’Isocronismo dell’Organo regolatore. Tuttavia, quando è troppo importante, non permette una messa in moto spontanea del Movimento, sotto la sola influenza della forza mortice, e richiede di dare manualmente un primo Impulso al Bilanciere (mediante rotazione rapida del Movimento, dell’orologio ad esempio).

Per ottenere la migliore Regolazione e il miglior Isocronismo possibile, è preferibile avere l’angolo di Alzata del Bilanciere il più basso possibile.

Valori ammessi & rapporti degli angoli di Alzata