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Dispositif pour assurer l'étanchéité d'un boîtier d'une pièce d'horlogerie au passage d'une tige de commande L'objet de la présente invention est un dispositif pour assurer l'étanchéité d'un boîtier de pièce d'horlogerie au passage d'une tige de commande, comprenant une partie fixe avec le boîtier, une partie mobile avec la tige de commande et une garniture d'étanchéité annulaire. déformable élastique- ment engagée entre lesdites parties et en contact avec une surface cylindrique de l'une d'elle et avec des portions annulaires de l'autre, qui appuient sur des zones. annulaires, non contiguës de la garniture.
Certains dispositifs de ce type déjà connus équipent des montres étanches et comprennent une couronne de remontoir vissée à l'extrémité de la tige de remontoir, un tube fixe par rapport au boîtier et entourant cette tige, et une garniture d'étanchéité en matière caoutchouteuse engagée dans un logement de la couronne, logement dont le profil diffère de celui de la garniture.
Ainsi, on connaît des dispositifs dans lesquels le logement de la couronne a un profil carré ou rectangulaire et la garniture un profil circulaire ou semi-circulaire. La garniture est en contact avec une surface cylindrique du tube "et avec des surfaces internes planes ou cylindriques du logement de la couronne.
On connaît aussi des dispositifs dans lesquels-la garniture et le logement de la couronne présentent tous deux un profil trapézoïdal mais de dimensions différentes, la garniture étant en contact avec une portion de surface plane et avec une portion de surface cylindrique du logement de la couronne.
Tous ces dispositifs connus présentent un inconvénient commun: Pour que l'étanchéité soit assurée sans que la partie mobile du dispositif ne subisse des forces de freinage trop considérables, il faut que la garniture soit façonnée avec des dimensions précises ne supportant que de très faibles tolérances.
Or, les garnitures utilisées dans les dispositifs susmentionnés sont des garnitures qui ne peuvent pas être obtenues par simple découpage d'une plaque de caoutchouc naturel ou synthétique, comme le sont les garnitures d'étanchéité de profil rec- tangulaire que l'on utilise généralement pour assurer l'étanchéité des couronnes de remontoir et qui sont bourrées dans un logement -de forme correspondante de cette couronne. Ces garnitures de forme spéciale doivent souvent sùbir plusieurs opérations de fabrication et même de montage puisque certaines d'entre elles sont faites de deux pièces assemblées l'une à l'autre.
On a aussi proposé d'utiliser des garnitures obtenues par moulüge mais comme les procédés de moulage utilisés habituellement ne permettent pas d'obtenir la précision et la régularité de production requise, les garnitures moulées doivent encore être retouchées pour être amenées aux cotes voulues, ce qui rend également leur prix de revient prohibitif. On connaît encore des dispositifs destinés à assurer l'étanchéité entre une première partie, fixe, et une seconde partie, mobile rotative- ment et axialement par rapport à ladite partie fixe,
qui comprennent un élément annulaire qui .suit la partie mobile lorsqu'elle se déplace axialement mais reste immobile lorsqu'elle tourne. Cet élément annulaire présente une zone annulaire sphérique et est sollicité par un ressort qui appuie cette zone annulaire contre un siège de ladite partie mobile,
une virole ou une bague étant intercalée entre cet - élément annulaire et le ressort et pouvant indistinctement tourner avec la partie mobile ou au contraire rester immobile avec ledit élément annu- laire. Ces dispositifs qui nécessitent des travaux
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d'ajustage importants et une précision de fabrication difficile à atteindre sont non seulement très coûteux mais encore ne fonctionnent pas correctement, étant donné l'usure à laquelle sont soumises les différentes pièces en frottement les unes avec les autres.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de permettre la réalisation des dispositifs du type mentionné plus haut au moyen de garnitures moulées sans qu'il soit nécessaire de retoucher ces garnitures tout en assurant la position de la garniture à l'intérieur du dispositif avec toute la précision requise.
Pour cela, le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'au moins une desdites zones annu- laires de la. garniture est oblique par rapport à l'axe du dispositif de sorte que les forces exercées par la portion annulaire de ladite autre partie qui est en contact avec elle présentent une composante radiale qui presse la garniture contre ladite surface cylindrique.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution du dispositif selon l'invention.
La fig. 1 montre, en coupe axiale, la première, la fig. 2 la seconde, et la fig. 3 la troisième desdites formes d'exécution. Le dispositif représenté à la fig. 1 est destiné à assurer l'étanchéité entre une tige de remontoir et de mise à l'heure 1 d'une montre étanche et un tube 2 coaxial à ladite tige et fixé à un boîtier (non représenté) de ladite montre.
Une couronne 3, présentant un manchon central taraudé 4 est vissée à l'extrémité de la tige 1. En position normale, la tige 1 est en prise avec un dispositif de remontoir (non représenté) qu'elle actionne lorsqu'elle est entraînée en rotation par la couronne 3. On peut également amener la tige 1 dans une position de mise à l'heure en la déplaçant axia- lement vers le haut. Il suffit pour cela de tirer la couronne 3 en direction axiale.
La couronne 3 présente une partie périphérique 5 formant une paroi annulaire, coaxiale à la tige 1, qui entoure l'extrémité du tube 2. Entre le manchon 4 et la paroi 5 s'étend une cavité annulaire dont le fond est délimité en partie par deux épaulements annulaires 6, 7, coaxiaux et décalés l'un par rapport à l'autre, l'épaulement 7 étant situé plus près de l'axe et à une plus grande profondeur que l'épaulement 6. Les bords intérieurs de ces épaulements forment deux arêtes 8, 9, coupées en biseau.
Au lieu d'être biseautées, ces arêtes pourraient aussi être arrondies. Une garniture d'étanchéité 11 en matière plastique, par exemple en caoutchouc synthétique, de forme annulaire, présentant une face extérieure de profil semi-circulaire 10 et une face intérieure cylindrique 12, est engagée sur le tube 2.
Cette garniture peut être fabriquée avantageusement par moulage, comme les garnitures de forme toroïdale connues. Toutefois, au lieu d'utiliser, pour mouler la garniture 11, un moule formé de deux pièces cylindriques présentant chacune, dans une de leurs faces planes, une gorge annulaire de profil semi-circulaire, on utilise un moule en trois pièces, dont deux sont de forme annulaire,
la troisième étant de forme cylindrique et formant un noyau plein engagé dans l'ouverture de chacune des deux pièces annulaires placées l'une au-dessus de l'autre. Les arêtes comprises entre la face intérieure et l'une des faces extrêmes de chacune de ces deux pièces annulaires sont coupées selon un profil en quart de cercle, de sorte que, lorsque les trois pièces du moule sont assemblées, elles déterminent entre elles une cavité ayant exactement la forme de la garniture 11.
Lors du moulage, il n'est guère possible d'éviter que de la matière moulée ne s'infiltre entre les différentes pièces du moule en formant des bavures qui s'étendent selon des lignes circulaires, entourant la garniture. En raison de la forme du moule utilisé pour la fabriquer, la garniture 11 ne peut présenter de bavures que dans le centre de sa face extérieure semi-circulaire 10 et dans le prolongement de sa face cylindrique intérieure 12.
Or, aucune de ces bavures ne peut être gênante pour le fonctionnement du dispositif. Il n'est donc pas nécessaire de retoucher la-garniture après le moulage, comme c'est en revanche le cas des garnitures toroïdales mentionnées ci-dessus.
La garniture 11 est logée entre la paroi 5 et le tube 2. Elle appuie axialement contre les arêtes biseautées 8 et 9. Elle est maintenue en place par une rondelle 13 sertie dans la couronne 3 à l'intérieur de la paroi 5. Cette rondelle 13 présente également deux épaulements annulaires coaxiaux 14 et 15 décalés axialement l'un par rapport à l'autre et dont les bords intérieurs forment des arêtes 16 et 17 biseautées ou arrondies, comme les arêtes 8 et 9.
Ces arêtes 16, 17 appuient contre la garniture 11 le long de zones annulaires très étroites, qui peuvent même, cas échéant, se réduire à des lignes circulai- res. Les forces de contact exercées sur la face 10 de la garniture 11 par les arêtes 8 et 9 de la couronne et par les arêtes 16 et 17 de la rondelle 13 ont des composantes axiales opposées. Elles ont, en outre des composantes radiales dirigées vers l'axe du dispositif.
Comme le diamètre de la face cylindrique inté- rieure de la garniture 11 est ajusté, de moulage, au diamètre du tube 2, la garniture 11 est assujettie à ce tube par serrage élastique et elle reste immobile lorsque la couronne 3 est actionnée en rotation. En revanche, cette garniture 11 se déplace axialement le long du tube 2, lorsqu'on tire la tige 1 en position de mise à l'heure ou la repousse en position de remontage.
Dans la deuxième forme d'exécution, (fig. 2) une garniture 18 est logée entre une paroi 19 que présente une couronne 20 vissée à l'extrémité d'une tige de remontoir 21 et un tube 22 coaxial à ladite tige et s'étendant dans une cavité annulaire que pré-
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sente la couronne 20. Comme la garniture 11, la garniture 18 présente une face intérieure cylindrique 23. Elle est engagée à frottement sur le tube 22. Toutefois cette garniture 18 est taillée selon un profil trapézoïdal.
Elle présente une face cylindrique extérieure 24 et deux faces tronconiques 25 et 26 dont l'une (25) appuie contre deux arêtes circulaires 27 et 28 de la couronne, ces arêtes étant arrondies ou biseautées. Elle est maintenue en place dans la couronne par deux rondelles annulaires 29 et 30 superposées, de diamètres extérieurs égaux, serties l'une sur l'autre à l'intérieur de la paroi 19. Les bords intérieurs supérieurs des rondelles 29 et 30 forment deux arêtes 31 et 32 en contact avec l'autre desdites faces tronconiques (26) de la garniture 18, qui pressent cette dernière axialement contre la couronne 20.
Comme dans le cas de la garniture 11, les forces de contact qui s'exercent sur la garniture 18 sont perpendiculaires à la surface de cette garniture. Elles ont donc des composantes axiales qui 'sont opposées deux à deux et des composantes radiales qui sont dirigées vers l'axe du dispositif. Alors que les zones de contact entre la couronne et la garniture, d'une part, et entre cette dernière et. la rondelle de fixation, d'autre part, se réduisent dans la première forme d'exécution, à des lignes circulaires, elles peuvent être formées, dans la seconde forme d'exécution, par des portions de surface tronconique, si les arêtes 27, 28, 31 et 32 sont biseautées parallèlement aux faces supérieure et inférieure 25 et 26 de la garniture 18.
Mais si ces arêtes 27, 28, 31, 32 sont arrondies, les zones de contact sont alors aussi formées par des lignes circulaires.
Dans la troisième forme d'exécution (fig. 3), une couronne 33 présente un manchon central 34 avec une face extérieure 35 cylindrique et un taraudage 36 permettant de fixer cette couronne 33 sur une tige de remontoir 37. La couronne 33 ne présente aucune paroi annulaire. Elle s'étend à proximité de la face latérale d'un boîtier 39, alors que le manchon 34 s'étend dans une ouverture 38 de ce boîtier. Pour assurer l'étanchéité entre la couronne 33 et le boîtier 39, une garniture annulaire 46 de profil identique à celui de la garniture 11, mais de diamètre plus petit, est engagée directement sur le manchon 34. D'autre part, une douille 40 est chassée dans l'ouverture 38. Cette douille présente, à sa partie inférieure, une ouverture 41 pour le passage de la tige 37 et du manchon 34.
Elle présente, d'autre part, deux épaulements annulaires 42 et 43, analogues aux épaulements 7 et 9 de la couronne 3, dont les bords intérieurs forment des arêtes 44 et 45. Dans une variante, les épaulements 42 et 43 et l'ouverture 41 pourraient être usinés directement dans le boîtier 39, ce qui éviterait d'avoir à usiner la douille 40 séparément et à la monter dans le boîtier. La garniture 46 est pressée contre les arêtes 44 et 45 par une rondelle 47 engagée dans la douille 40, cette rondelle 47 étant de forme analogue à la rondelle 13. On remarque que, dans cette forme d'exécution, la garniture 46 est solidaire en rotation de la couronne 33 contrairement à ce qui se passe dans les autres formes d'exécution.
D'autre part, la garniture 46 est de diamètre sensiblement plus petit que les garnitures 11 et 18. Il en est de même de la couronne 33 qui est non seulement de hauteur plus petite que les couronnes 3 et 20, mais encore de diamètre plus faible.
Au lieu que la douille 40 ne s'étende que dans l'épaisseur de la paroi du boîtier 39, elle pourrait aussi, dans une autre variante, s'étendre à l'extérieur de ce boîtier et pénétrer dans une cavité annulaire de la couronne. Dans ce cas, la tige 37 s'étendrait aussi à l'extérieur de la boîte et la garniture 46, au lieu d'être logée dans l'épaisseur de la paroi du boîtier 39, serait logée dans la couronne 33.
L'avantage principal des dispositifs décrits est la simplicité de leur construction. En particulier, les garnitures de profil semi-circulaire, telles que les garnitures 11 et 46 peuvent être fabriquées facilement par moulage sans que les bavures, pratiquement inévitables aux joints entre les différentes parties du moule, ne soient gênantes. Comme la garniture est de toute façon engagée à frottement sur la partie intérieure du dispositif et fixée de façon étanche à cette partie par serrage élastique, on peut admettre des tolérances de fabrication de la garniture qui sont relativement larges, sans qu'un ajustage ultérieur ne soit nécessaire. De petits écarts dans les dimensions de la garniture ne perturbent pas le fonctionnement du dispositif.
Les dispositifs décrits présentent encore, par rapport à ceux dans lesquels la garniture annulaire est de profil circulaire, l'avantage d'une couronne plus petite, aussi bien en diamètre qu'en épaisseur. En effet, le diamètre extérieur d'une garniture de profil semi-circulaire est inférieur à celui d'une garniture de. profil circulaire pour des diamètres intérieurs égaux. D'autre part, dans le cas d'une garniture semi-circulaire, la rondelle sertie peut être faite plus mince, car les points où elle appuie contre la garniture sont situés plus près de sa face fixée à la couronne.
De plus, les rondelles décrites n'ont pas besoin de comprimer les garnitures semi-circulaires, correspondantes avec autant de force que les rondelles serties des couronnes équipées de garnitures à profil circulaire emprisonnées dans un espace en forme de couronne cylindrique.
Comme le frottement entre la partie extérieure du dispositif et la garniture ne se fait que le long des surfaces de contact entre les arêtes et la garniture, qui sont très réduites et qui peuvent même se réduire à des lignes, la couronne tourne très facilement.
Enfin le dispositif est d'une étanchéité parfaite, non seulement contre l'humidité, mais encore contre la poussière et l'huile. Les différentes zones de contact entre la garniture et la partie extérieure du dispositif constituent une série de joints successifs,
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que les impuretés devraient traverser pour parvenir dans la boîte.
S'il peut arriver par exemple que de l'huile provenant de l'extérieur pénètre derrière la première, ou même derrière la seconde zone de contact, en passant éventuellement entre la rondelle de fixation et la pièce à laquelle est fixée, non seulement elle est encore arrêtée, plus loin, mais, en lubrifiant les zones de contact entre la garniture et la partie mobile en rotation par rapport à cette dernière, elle contribue à rendre le frottement entre la garniture et la partie extérieure du dispositif plus doux. En se logeant entre la première et la seconde desdites zones de contact, cette huile constitue une réserve capable de lubrifier lesdites zones de contact d'une façon continue.
Par rapport à des garnitures de profil circulaire, les garnitures décrites ont encore l'avantage d7empê- cher toute pénétration de corps étrangers dans une partie quelconque du dispositif.
Vu que les garnitures décrites ne tournent pas le long d'une surface cylindrique, il n'est pas nécessaire de les. comprimer axialement par les rondelles de fixation au point d'assurer une compensation d'une usure le long d'une telle surface. Or, une pression relativement faible sur lesdites garnitures a aussi l'avantage d'en diminuer la fatigue; l'usure le long des arêtes décrites n'est pas non plus très grande et elle peut être compensée dans une large mesure par l'élasticité en direction axiale de la garniture.
Dans chacune des formes d'exécution décrites, la fixation de la garniture d'étanchéité pourrait naturellement être assurée indifféremment aussi bien par une rondelle unique, analogue aux rondelles 13 et 47 des fig. 1 et 3 ou par deux rondelles analogues à celles de la deuxième forme d'exécution (fig. 2).