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. O duplo prato (de facto o Balanço)

Descrição dos diferentes ângulos do duplo prato (e portanto do balanço) durante duas alternâncias (uma oscilação).

 

 

 

(*) Importante:

Quando a roda de escape efetua o seu recuo dinâmico (ver separador de funcionamento), a Âncora prossegue o seu movimento enquanto é arrastada pelo pino de impulso. Quando a roda de escape retoma o seu movimento para a frente, o dente da roda reencontra o contacto com o plano de impulso da paleta da âncora e a fase de impulso transmitida ao balanço tem início. Durante este período, o contacto entre o pino de impulso e a forqueta da âncora foi brevemente interrompido e o duplo plateau (e portanto o balanço) percorre livremente um pequeno ângulo compreendido entre o fim do desengate e o início do impulso (ângulos descritos acima como percurso livre do balanço).

 

 

2. A âncora

2.1 Ângulo de levantamento total (Figura 3)

O ângulo de levantamento total da âncora corresponde ao deslocamento da baguete (forma) da âncora entre os dois pinos de limitação (ou os estoques). Corresponde à soma dos ângulos de desengate, de impulso e do percurso perdido e o seu valor situa-se geralmente entre 12° e 20°.

 

2.2 Ângulo de engate virtual (Figura 4)

É o ângulo compreendido entre o bico de repouso da paleta (cf. a âncora) e o ponto onde o dente da roda de escape cai sobre o plano de repouso da paleta da âncora.

 

2.3 Ângulo do percurso perdido (Figura 4)

Trata-se do ângulo percorrido pela âncora entre o fim do impulso e o apoio da forqueta contra o pino de limitação (ou o estoque) (cf. separador funcionamento)

 

 

2.4 Ângulo de engate total (Figura 5)

O ângulo de engate total corresponde à soma dos ângulos de engate virtual (Figura 4 – ) e de percurso perdido (Figura 4 – )

 

Enquanto o balanço percorre o seu arco suplementar (ascendente ou descendente), a âncora encontra-se apoiada contra um ou outro dos pinos de limitação (ou os estoques) pelo efeito da tração (cf. separador tração). Se um choque vier a vencer o binário da tração, a âncora bascula contra o outro pino de limitação. No final do arco suplementar descendente do balanço, o pino de impulso vem então bater contra o reverso da asa, provocando assim a paragem imediata do relógio. (Figura 1).

Para impedir o tombamento, o escape de âncora suíço dispõe de quatro órgãos:

• O dardo
• O pequeno prato
• As asas
• O pino de impulso

Quando o balanço percorre o seu arco suplementar, o dardo apoia-se contra o contorno do pequeno prato impedindo aâncora bascular contra o outro pino de limitação e, portanto, o tombamento (Figura 2).

O pequeno disco possui um entalhe alinhado com o pino de impulso. Durante as fases de desengate e de impulso (ver separador de funcionamento), este entalhe permite a passagem do dardo e o basculamento normal da âncora de um pino para outro. Durante estas fases, é o interior das asas que vem embater contra o pino de impulso, evitando assim o tombamento (Figura 3).

 

 

 

 

Os diferentes choques do Escape de âncora suíço são percetíveis ao ouvido. Trata-se do “tic-tac” dos relógios mecânicos. Mas quando o ouvido humano perceciona um tic ou um tac, o Escapamento emitiu cinco sons devidos a cinco choques. Estes sons estão tão próximos que o ouvido só ouve um (um tic ou um tac).

A análise destes sons, pela intensidade de cada um e pelo espaçamento entre eles, permite detetar disfunções ou regulações incorretas do Escapamento. Da mesma forma, os gráficos de um Cronocomparador permitem identificar os problemas relacionados com o Escapamento. Para cada alternância, estes cinco choques são os seguintes:

1. O Desengate
2. O início do Impulso da Roda de escape
3. O início do Impulso do Balanço
4. O fim da Queda
5. O fim do Percurso perdido

1. Desengate

O primeiro choque de uma alternância ocorre quando o pino de impulso entra em contacto com o interior da forqueta (Figura 1).

2. Início do impulso da roda de escape

Pouco depois do desengate, o bico de repouso da roda de escape cai sobre o plano de impulso da paleta. É o segundo choque (Figura 2).

 

 

3. Início do impulso do balanço

A forqueta recupera o pino de impulso e transmite o seu impulso ao balanço através do duplo plateau. Este é o terceiro choque (Figura 3).

 

 

4. Fim da queda

Um dente da roda de escape entra em contacto com o plano de repouso de uma paleta da âncora (Figura 4).

 

 

5. Fim do percurso perdido

Por fim, no final do seu percurso perdido, a baguete da âncora entra em contacto com um dos pinos de limitação (ou um espigão) (Figura 5).

 

 

 

Os aparelhos de Controlo da marcha dos relógios (Cronocomparadores) fornecem numerosas informações, tais como a Marcha diária instantânea, a amplitude e o valor da Marca de referência. No entanto, uma boa leitura dos diagramas fornecidos pelos Cronocomparadores permite identificar numerosos problemas provenientes do trem de engrenagens de acabamento, do Escapamento e do órgão regulador.

Assim, durante um funcionamento sem defeito de um relógio perfeitamente regulado, o diagrama apresenta uma linha única horizontal (Figura 1).

 

Quando a marca de referência é demasiado grande, aparecem duas linhas paralelas no diagrama (Figura 2). A correção consiste em ajustar a marca de referência (através do porta-piton móvel ou da virola) e depois reajustar a marcha.

 

 

Quando a linha do diagrama é ascendente, o relógio adianta (Figura 3a). Pelo contrário, quando desce, o relógio atrasa (Figura 3b). Trata-se então de regular a marcha (por modificação do comprimento ativo do espiral ou do momento de inércia do balanço).

 

 

Em certos casos, constatar-se-á uma variação da marcha durante as medições do movimento na posição horizontal e nas posições verticais (Figura 4). A correção consiste, neste caso, em apertar mais os pinos de limitação.

 

 

Quando o diagrama apresenta uma linha sinusoidal regular, é útil medir o intervalo de tempo entre cada pico da sinusoide. Se a frequência corresponder à velocidade de rotação da roda dos segundos (60 seg se o movimento tiver um Ponteiro de segundos), existe um defeito de falta de planicidade ou de falta de redondeza na roda dos segundos (Figura 5). A correção consiste então em verificar e corrigir a cravação da roda dos segundos no seu pinhão ou em proceder à substituição da Roda dos segundos.

 

 

O diagrama apresenta por vezes uma linha irregular e aleatória. Nesses casos, a Amplitude é frequentemente demasiado fraca ou apresenta numerosas variações (Figura 6). Nesse caso, recomenda-se proceder a uma revisão completa do movimento.

 

 

Se o diagrama apresentar pontualmente linhas quase verticais, se os sons do Escapamento se desregularem e se tornarem irregulares e se constatar então um forte aumento da a Amplitude (ou a perda total de informação de amplitude), isto significa que a Amplitude está pontualmente demasiado elevada e que o Balanço dá Ricochete (Figura 7). Pode-se então substituir a Mola real por uma mola que desenvolva menos binário ou modificar o valor do Engate total das Paletas da Âncora.

 

Linhas múltiplas e irregulares indicam que o Balanço dá Ricochete de forma contínua (amplitude demasiado elevada) (Figura 8). Também aqui se corrigirá o defeito substituindo a mola real por uma mola de menor binário onde se irá modificar o engate total das paletas.

 

 

Um diagrama que apresenta uma curva sinusoidal com uma frequência apertada (alguns segundos) indica um problema de falta de redondeza de a roda de escape (Figura 9). Recomenda-se então substituir a roda de escape.

 

 

Se o diagrama apresentar uma linha aleatória sobreposta a uma linha reta, isso significa que a paleta de entrada da âncora prende ou está suja (Figura 10). Recomenda-se então limpar cuidadosamente a âncora e a roda de escape e, se necessário, substituir a âncora ou a paleta de entrada.

 

 

Traços verticais que pontuam uma linha de marcha normal indicam que a espiral toca pontualmente os pinos da raquete ou o piton (espiga da espiral) (Figura 11). Este defeito deve ser corrigido verificando a geometria e a centragem da espiral.

 

 

Uma estabilização da marcha e da amplitude demasiado lenta entre duas posições de medição indica um problema de lubrificação dos mancais do balanço ou do trem de engrenagens de acabamento (Figura 12).

 

A tração é uma segurança que permite manter a baguete da âncora encostada contra os pinos de limitação quando o balanço efetua o seu arco suplementar. Isto evita que o dardo entra em contacto com o contorno do pequeno prato e perturba o período do órgão regulador.

A ação mecânica da tiragem é o resultado da pressão de um dente da roda de escape sobre o plano de repouso de uma ou outra das paletas da âncora.

Assim, a força F1 exercida pelo dente da roda atua perpendicularmente ao plano de repouso da paleta e cria um momento de força pelo braço de alavanca da distância d1 com o ponto de pivotamento da âncora. Este momento de força tem como consequência encostar a Baguete (forma) da âncora contra o pino de limitação com uma força F2 e o braço de alavanca d2, correspondente à distância entre o ponto de articulação da Âncora e o centro do pino de limitação (Figura 1).

 

A Âncora é assim mantida em apoio contra o pino de limitação. Se um choque conseguir vencer a força do tirage, a Âncora irá mover-se e o Dardo poderá entrar brevemente em contacto com o contorno do pequeno prato, mas a força do tirage irá reconduzi-lo imediatamente à sua posição de repouso.

Valor do momento de força do tirage

O momento de força do tirage pode ser definido pelos seguintes cálculos:

 

 

A distância d1 varia consoante o valor do ângulo α medido no ponto de repouso B1. Uma variação do ângulo α provoca assim um aumento ou uma diminuição do momento de força M da tração (Figura 2).

 

 

O ângulo de tração β é o valor compreendido entre uma perpendicular elevada no ponto de repouso B sobre a linha que une esse ponto ao ponto de pivotamento da âncora e o plano de repouso da paleta BP (Figura 3).

 

 

Como acabámos de ver, o ângulo de tiragem β é definido no bico de repouso B da Paleta. Também se pode defini-lo no ponto de repouso B1 da Paleta. Neste caso, o ângulo de tiragem é então denominado: α (Figura 4). Compreende-se assim que, durante o Desengate (cf. separador de funcionamento), o ângulo de tiragem varia de β a α.

 

 

O ângulo de disparo é definido durante a construção do Escapamento (idealmente, é de 9° para a combinação Roda de escape em Aço – Paleta em Rubi). Mas um ângulo de disparo demasiado fraco diminui a força do disparo e reduz, portanto, a sua segurança. Também aumenta o coeficiente de atrito. Pelo contrário, um ângulo demasiado forte aumenta o momento de força necessário para o Desengate e aumenta o valor do recuo da Roda de escape (perda do valor do Impulso). Assim, um ângulo de disparo demasiado fraco ou demasiado elevado perturba as qualidades reguladoras do Órgão regulador. É assim que se pode definir um ângulo de disparo ideal (para uma Roda de escape em Aço e Paletas em Rubi) numa faixa geralmente compreendida entre 13° e 16°.

Por fim, note-se que, durante o Desengate, o ângulo de disparo aumenta na Paleta de Entrada pelo valor do ângulo ε (β = α + ε) (Figura 4).

Enquanto diminui na Paleta de Saída por esse mesmo valor ε (β = α – ε) (Figura 5).

1. Paragem no plano de repouso

Observa-se a paragem no plano de repouso quando o Movimento está completamente armado. Posiciona-se então manualmente o Balanço de forma a que o Pino de impulso se encontre no início da fase de desengate (ver separador “Funcionamento) (Figura 1).

 

Se o Balanço não conseguir desengatar a Roda de escape do plano de repouso de a paleta apenas pela força do espiral, considera-se que o movimento tem paragem no plano de repouso.

A paragem no plano de repouso é mais acentuada quando o movimento está em armação máxima, pois a força exercida pelo dente da roda de escape sobre o plano de repouso da paleta (e portanto a atração) é então máxima. Como descrevemos na aba “atração”, a atração aumenta durante o desengate na paleta de entrada e diminui durante o desengate na paleta de saída.

Os movimentos com diâmetro superior a 24mm não devem, em caso algum, apresentar paragem no plano de repouso. No entanto, não é possível evitar uma paragem no plano de repouso quando se trata de um movimento com diâmetro inferior a 24mm. Com efeito, quando se reduz o tamanho do movimento, o momento de inércia e o binário do espiral diminuem mais rapidamente do que o binário da mola real.

Nos movimentos com diâmetro inferior a 24mm, não é tolerado ter uma paragem no plano de repouso após 24h de funcionamento, pois a dificuldade em efetuar o desengate perturba significativamente o isocronismo do órgão regulador.

1a. Causas da paragem no plano de repouso

As causas de uma paragem no plano de repouso podem ser as seguintes:

• Uma falta de liberdade ou uma má lubrificação dos móveis do escapamento. (percetível por uma amplitude demasiado fraca)
• Um estado de superfície defeituoso do plano de repouso de uma ou outra das paletas ou uma má lubrificação roda de escape – paletas.
• Um perfil ou um estado de superfície defeituoso do plano de repouso dos dentes da roda de escape.
• Um ângulo de puxada demasiado forte.
• Uma falta de folga do pino de impulso na forqueta da âncora.
• Lados da entrada da forqueta demasiado curtos, implicando uma folga de dardo demasiado importante no início do arco suplementar do balanço.
• Uma má colocação na marca de referência

Para evitar ou limitar a paragem no plano de repouso (consoante o diâmetro do movimento), é necessário determinar a posição do balanço quando ocorre a paragem no plano de repouso. É então possível diminuir o engate total de cada paleta para deslocar angularmente o fim do desengate, de modo a que este ocorra antes da posição de paragem no plano de repouso. Esta solução implica, no entanto, uma redução do valor dos percursos perdidos.

Outra solução, mais complicada de realizar, consiste em acentuar a inclinação dos planos de Impulso das Paletas. Isto diminuirá o valor do Engate total sem reduzir o ângulo dos Percursos perdidos. Deve-se então zelar por conservar um valor suficiente dos engates virtuais.

Durante o desenvolvimento de Movimentos de pequenos diâmetros, pode-se minimizar a paragem no plano de repouso aumentando a relação entre os ângulos de Levantamento da Âncora e do Balanço (ver tabela abaixo). Isto implica reduzir o diâmetro dos pratos e alongar a Forqueta da Âncora. Assim, o Balanço inicia o seu Desengate com um ângulo maior em relação ao Ponto morto, o que aumenta o seu binário e limita a paragem no plano de repouso. No entanto, um ângulo de Levantamento do Balanço elevado aumenta a influência perturbadora do Escapamento sobre o Isocronismo do Órgão regulador.

2. Paragem no plano de impulso

Observa-se a paragem no plano de impulso armando a mola real com duas dentes de roda de catraca. Em seguida, posiciona-se manualmente o balanço de forma a que um dos dentes da roda de escape se encontre no início do plano de impulso da paleta (Figura 2). Se o impulso não se der completamente com esta força motriz reduzida, considera-se então que o movimento tem paragem no plano de impulso.

 

 

Todos os movimentos têm paragem no plano de impulso. Para verificar se esta é aceitável, arma-se muito progressivamente a mola real até que o movimento se ponha espontaneamente em marcha, tendo o cuidado de observar a rotação da roda de catraca. Os valores admitidos para vencer a paragem no plano de impulso são os seguintes:

Movimentos de pequenos diâmetros: Colocação em marcha após 4 a 5 dentes de armação da roda de catraca.

Movimentos de diâmetros médios: Colocação em funcionamento após 1/2 volta de armação da roda de catraca.

Movimentos de grandes diâmetros: Colocação em funcionamento após 1 a 2 voltas de armação da roda de catraca.

 

2.a Causas de paragem no plano de impulso

As causas de paragem no plano de impulso podem ser as seguintes:

• Uma falta de força motriz (mola real demasiado fraca, falta de liberdade do trem de engrenagens de acabamento, defeitos de engrenagens, má lubrificação).
• Uma falta de liberdade da âncora ou do balanço.
• Um estado de superfície ou perfil do plano de impulso da paleta defeituoso.
• Um estado de superfície ou perfil do plano de impulso dos dentes da roda de escape.
• Uma má lubrificação roda de escape – âncora.
• Uma falta de folga do pino de impulso na forqueta da âncora.
• Um estado de superfície ou um perfil defeituoso da entrada da forqueta da âncora.
• Uma má colocação na marca de referência.

Importante

A paragem no plano de impulso aumenta na medida em que o diâmetro do movimento é importante. Não se trata realmente de um defeito, pois não prejudica a precisão do movimento nem o isocronismo do órgão regulador. No entanto, quando é demasiado importante, não permite um arranque espontâneo do movimento, sob a única influência da força motriz, e requer que se dê manualmente um primeiro impulso ao balanço (por rotação rápida do movimento, do relógio por exemplo).

Para obter a melhor regulação e o melhor isocronismo possível, é preferível ter o ângulo de levantamento do balanço o mais reduzido possível.

Valores admitidos & relações dos ângulos de levantamento