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Procédé de fabrication d'un cadran d'horlogerie, cadran obtenu selon ce procédé et outil pour la mise en #uvre du procédé La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un cadran d'horlogerie, dans lequel on forme des signes en relief par emboutissage, un cadran obtenu selon ce procédé et un outil pour la mise en #uvre du procédé.
On a déjà proposé de fabriquer des cadrans de montres avec signes, horaires en relief à partir d'une plaque métallique mince en utilisant un procédé d'emboutissage pour faire sortir de la plaque du cadran des signes ayant la forme des chiffres de 1 à 12. Cependant, la pratique courante dans la fabrication des cadrans avec signes horaires en relief consiste, soit à former des signes séparés que l'on fixe au cadran, soit à former des signes dans la matière du cadran par un procédé autre que l'emboutissage, par exemple par moulage ou par étampage.
La production de cadrans avec signes horaires emboutis présentera un avantage par rapport à ces autres procédés de fabrication déjà connus et en particulier par rapport à ceux qui permettent de produire les cadrans à un prix de revient très bas si la suite d'opérations nécessaire pour former le cadran à signes emboutis peut être conduite d'une façon suffisamment rapide et rationnelle pour que le prix de revient de ces cadrans soit lui-même très bas.
On utilise déjà des étampes à progression pour la fabrication de certaines pièces entrant dans la construction de mouvements d'horlogerie. C'est ainsi notamment, que l'on a déjà proposé de fabriquer des corps de palier ou des roues d'ancre à partir de bandes de métal que l'on fait passer dans des presses comprenant une rangée de matrices et de poinçons effectuant successivement des opérations de découpage ou d'étampage, donnant la pièce terminée en plusieurs étapes.
Le but de la présente invention est de réaliser un procédé et un outil pour la mise en pauvre de ce procédé qui, afin de permettre la production de cadrans avec signes horaires emboutis à un prix de revient aussi bas que possible, effectuent toutes les opérations nécessaires à la fabrication de ce cadran par progression dans un bloc à colonne.
Pour cela, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu'on délimite dans une bande de matière une zone destinée à former le cadran, on ébauche les signes en comprimant toute la surface de ladite zone entre une matrice et un poinçon d'ébauchage, on donne au cadran sa forme définitive en comprimant les parties de ladite zone situées hors des signes entre une seconde matrice et un second poinçon de mise en forme, on repasse les signes en comprimant la matière qui forme les signes entre une troisième matrice et un troisième poinçon de repassage, puis on sépare de la bande ladite zone destinée à former le cadran.
L'outil pour la mise en #uvre du procédé est carac- térisé en ce qu'il comprend, montées sur un bloc à colonnes, au moins une rangée de poinçons et une rangée correspondante de matrices fixés de façon amovible à égale distance l'un de l'autre, chacune desdites rangées comprenant au moins une matrice ou un poinçon d'é- bauchage, une matrice ou un poinçon de mise en forme du cadran et une matrice ou un poinçon de repassage des signes.
L'invention a également pour objet le cadran obtenu par le procédé rappelé ci-dessus.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de mise en #uvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une vue en plan de dessus d'une bande métallique au cours de la fabrication du cadran ; la fi-. 2 est une vue en coupe selon la ligne 11-11 de la fig. 1, montrant le premier poinçon et la première matrice d'emboutissage en position de frappe;
la fig. 3 est une vue en coupe analogue à celle de la fig. 2, selon la ligne 111-111 de la fig. 1, montrant le second poinçon et la seconde matrice d'emboutissage, 2t
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La fig. 4 est une vue en coupe selon la ligne IV-IV de la fi- 1, montrant le troisième poinçon et la troisième matrice d'emboutissage.
La fig. 1 montre la succession des différentes opérations qui conduisent à la fabrication par emboutissage d'un cadran à signes horaires en relief. Elle représente l'état d'une portion d'une bande métallique continue 1 dans laquelle les cadrans sont formés, pendant son passage dans un bloc à colonnes muni d'un support de poinçons et d'un support de matrices auxquels sont fixés clés éléments interchangeables qui seront décrits plus lcin. Le bloc à colonnes est monté sur une Dresse automatique dans laquelle l'avance de la bande entre chaque opération de frappe est réglée automatiquement avec une précision de 0,01 à 0,02 mm.
Les supports que le bloc comprend portent chacun deux rangées d'éléments interchangeables et, au cours du passage de la bande 1 dans ce bloc, deux cadrans 2 et 3 sont fabriqués simultanément. Comme on le voit, ces deux cadrans peuvent être -'afférents d'aspect de même que de dimensions. Les éléments interchangeables du bloc à colonnes sont des pièces d'acier rectifiées pourvues de moyens de fixation permettant de les fixer avec toute la précision requise sur leur support.
La première opération consiste dans le découpage des trous de guidage 4 qui formeront les ouvertures centrales clés cadrans. Le poinçon de découpage de forme cylindrique qui perce le trou 4 n'est pas représenté au dessin. La seconde opération est une nouvelle opération de découpage au cours de laquelle quatre ouvertures en auc de cercle 5 sont formées autour du trou central 4 selon un diamètre légèrement supérieur au diamètre final du cadran. Cette opération de découpage délimite donc autour du trou 4 une zone circulaire 6 qui n'est plus rattachée au reste de la bande que par quatre ponts 7.
Le second poinçon de découpage (non représenté) est ,zuidé par rapport à la matrice correspondante par un tenon de guidage qui, en s'engageant dans le trou 4, maintient la bande 1 exactement dans la position requise pour que les ouvertures 5 soient disposées autour du trot, 4.. Les ouvertures 5 permettent à la matière des zones 6 de travailler sans plissement au cours des opérations ultérieures d'emboutissage. De même la répartition en quinconce des zones 6 assure l'économie du matériel tout en évitant au maximum les risques de plissement.
La première opération d'emboutissage s'effectue entre un premier poinçon 8 (fig. 2) qui porte un tenon le guidage 10 à extrémité amincie et une première matrice 9. Ce dernier élément est percé d'une ouverture centrale 31 dans laquelle le tenon de guidage 10 peut s'engager. Au cours de l'opération de frappe. le tenon 10 s'engage dans le trou 4 avant que la feuille 1 soit comprimée entre les poinçons et les matrices et assure le centrage de la zone 6. Le poinçon 8 présente une face plane 11 dont font saillie des signes 12 alors que dans l.: f.-ce plane 13 de la matrice sont pratiqués des logements 14 de dimensions correspondant aux saillies 12.
Au cours de cette première opération d'emboutis- sa-e. la zone 6 destinée à former le cadran est comprimée entre le poinçon et la matrice dans toute sa surface, et les signes 32 sont ébauchés. Après le relèvement des poinçons et l'avance de la bande 1. la zone 6 ébauchée est emboutie une seconde fois entre un poinçon 15 et une matrice 16 (fig. 3). Le poinçon 15 est également équipé d'un organe de guidage 17 qui joue le même rôle que l'organe de guidage 10, et s'engage dans l'ouverture 18 de la matrice 16. Le poinçon 15 présente une face lisse convexe 19 à laquelle correspond une face concave 20 de la matrice 16.
Dans cette face concave sont pratiqués des logements 21 allongés, à fond plat, dont les dimensions sont légèrement supérieures à celles des signes horaires 32. Cette seconde opération d'emboutissage a pour résultat de donner à la zone 6 la cambrure que le cadran doit présenter. La zone 6 est comprimée entre le poinçon 15 et la matrice 16 dans toute sa partie centrale ainsi que dans son bord extérieur, seuls les emplacements des ébauches de signes étant hors de contact avec le poinçon et la matrice.
La troisième opération d'emboutissage est destinée à rectifier et terminer les signes après le bombage du cadran. Le poinçon 22 (fig. 4) présente une face de travail convexe 23 dont font saillie des éléments 24 formant les signes horaires. Autour de cette face 23 s'étend un rebord 25 limité par une face plane légèrement saillante dont le rôle sera expliqué plus loin.
La matrice 26 présente également une face concave 27 pourvue de logements 28, ces logements reproduisant les signes horaires en creux. On voit à la fig. 4 qu'au cours de la troisième opération d'emboutissage, la zone 6 du cadran est comprimée entre le poinçon 22 et la matrice 26, d'une part le long de son bord extérieur par 1_a présence du rebord saillant 25, et d'autre part, à l'endroit des signes horaires 32, les saillies 24 étant suffisamment élevées pour comprimer les signes dans le fond des logements 28.
Pour cette opération également un organe de guidage 29 monté sur le poinçon 22 pénètre dans une ouverture 30 de la matrice 26 afin d'assurer le centrage de la zone 6, par rapport aux éléments d'emboutissage 22 et 26.
La dernière opération est une opération de découpage et d'éjection. Les deux cadrans 2 et 3 sont découpés simultanément au moyen d'un outil de forme usuelle dont le diamètre est légèrement inférieur à celui du cercle le long duquel sont pratiquées les ouvertures 5.
Les cadrans ainsi fabriqués ne nécessitent plus que des opérations de finition telles que des traitements galvaniques qui peuvent être effectués sur un grand nombre de pièces simultanément.
On a constaté qu'en utilisant une bande 1 en laiton mou de 0,4 mm d'épaisseur, on pouvait actionner la presse automatique portant les outils décrits à une cadence de 120 coups par minute, et produire ainsi 14400 cadrans par heure. La presse automatique fonctionne sans surveillance permanente.
Le procédé décrit constitue un moyen rationnel pour produire des cadrans d'horlogerie avec signes horaires en relief. Il se prête à la fabrication de cadrans de diverses dimensions et de diverses formes. Les signes horaires peuvent être constitués par des bâtonnets de différentes formes et dimensions ou par des chiffres.
Selon les cas, le nombre et la succession des opérations décrites ci-dessus peuvent être modifiés, certaines opérations pouvant notamment être supprimées.
Les ouvertures 5 découpées autour de la zone centrale du cadran pour permettre au métal de fluer régulièrement au cours des opérations d'emboutissage peuvent être de différentes formes et de différentes dimensions. Elles peuvent être réparties de différentes façons. Elles pourraient, par exemple, être remplacées par des échancrures pratiquées dans la bande 1. Cependant, la réalisation d'ouvertures centrées sur les trous 4 présente l'avantage de permettre la constitution d'un bloc d'étampe composé d'éléments amovibles interchangeables placés selon un certain nombre d'axes équidistants,
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coïncidant avec les axes des différents poinçons et des différentes matrices.
Bien que l'outil décrit plus haut ne comprenne que deux rangées de poinçons et de matrices, il est évident que selon les cas, on pourrait utiliser des outils présentant un plus grand nombre de rangées et permettant de fabriquer simultanément plus de deux cadrans. Dans le bloc décrit. la distance entre les axes longitudinaux des rangées de poinçons est déterminée de façon que les différents éléments interchangeables puissent être montés facilement selon deux lignes disposées côte à côte.
Ces éléments peuvent eux-mêmes être dimensionnés de façon à présenter des dimensions extérieures standards même lorsque leur conformation les destine à la fabrication de cadrans de différentes dimensions.
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Method of manufacturing a clock face, dial obtained according to this method and tool for implementing the method The present invention relates to a method of manufacturing a clock face, in which signs are formed. in relief by stamping, a dial obtained by this process and a tool for carrying out the process.
It has already been proposed to manufacture watch faces with signs, hours in relief from a thin metal plate using a stamping process to cause signs in the form of the numbers 1 to 12 to emerge from the plate of the dial. However, the current practice in the manufacture of dials with hour signs in relief consists either in forming separate signs which are fixed to the dial, or in forming signs in the material of the dial by a process other than stamping. , for example by molding or by stamping.
The production of dials with stamped hour signs will have an advantage over these other already known manufacturing methods and in particular over those which make it possible to produce the dials at a very low cost price if the series of operations necessary to form the dial with stamped signs can be operated in a sufficiently rapid and rational manner so that the cost price of these dials is itself very low.
Progression stamps are already used for the manufacture of certain parts used in the construction of watch movements. Thus, in particular, it has already been proposed to manufacture bearing bodies or anchor wheels from metal strips which are passed through presses comprising a row of dies and punches successively carrying out cutting or stamping operations, giving the finished part in several stages.
The object of the present invention is to provide a method and a tool for the leaning of this method which, in order to allow the production of dials with stamped hour signs at a cost price as low as possible, perform all the necessary operations. the manufacture of this dial by progression in a column block.
For this, the method according to the invention is characterized in that a zone intended to form the dial is delimited in a strip of material, the signs are outlined by compressing the entire surface of said zone between a die and a punch. roughing, the dial is given its final shape by compressing the parts of said zone located outside the signs between a second die and a second shaping punch, the signs are ironed by compressing the material which forms the signs between a third die and a third ironing punch, then said zone intended to form the dial is separated from the strip.
The tool for carrying out the method is charac- terized in that it comprises, mounted on a column block, at least one row of punches and a corresponding row of dies removably fixed at equal distances from the machine. one on the other, each of said rows comprising at least one die or a roughing punch, a die or a dial shaping punch and a stamping die or punch.
Another subject of the invention is the dial obtained by the method recalled above.
The accompanying drawing illustrates, by way of example, one embodiment of the method according to the invention.
Fig. 1 is a top plan view of a metal strip during the manufacture of the dial; the fi-. 2 is a sectional view taken along line 11-11 of FIG. 1, showing the first punch and the first stamping die in the striking position;
fig. 3 is a sectional view similar to that of FIG. 2, along line 111-111 of FIG. 1, showing the second punch and the second stamping die, 2t
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Fig. 4 is a sectional view along line IV-IV of figure 1, showing the third punch and the third stamping die.
Fig. 1 shows the succession of the various operations which lead to the manufacture by stamping of a dial with hour signs in relief. It represents the state of a portion of a continuous metal strip 1 in which the dials are formed, during its passage through a column block provided with a support for punches and a support for dies to which key elements are attached. interchangeable which will be described later. The column block is mounted on an automatic stand in which the web advance between each striking operation is automatically adjusted with an accuracy of 0.01 to 0.02 mm.
The supports that the block comprises each carry two rows of interchangeable elements and, during the passage of the strip 1 in this block, two dials 2 and 3 are produced simultaneously. As can be seen, these two dials can be -'afférents in appearance as well as in dimensions. The interchangeable elements of the column block are ground steel parts provided with fixing means allowing them to be fixed with all the required precision on their support.
The first operation consists in cutting out the guide holes 4 which will form the central key dial openings. The cylindrically-shaped cutting punch which pierces the hole 4 is not shown in the drawing. The second operation is a new cutting operation during which four openings in the form of a circle 5 are formed around the central hole 4 with a diameter slightly greater than the final diameter of the dial. This cutting operation therefore defines around the hole 4 a circular zone 6 which is no longer attached to the rest of the strip by four bridges 7.
The second cutting punch (not shown) is guided with respect to the corresponding die by a guide pin which, by engaging in the hole 4, maintains the strip 1 exactly in the position required so that the openings 5 are arranged. around the trot, 4. The openings 5 allow the material of the zones 6 to work without wrinkling during subsequent stamping operations. Likewise, the staggered distribution of the zones 6 ensures economy of the material while avoiding as much as possible the risks of wrinkling.
The first stamping operation is carried out between a first punch 8 (FIG. 2) which carries a tenon the guide 10 with thinned end and a first die 9. The latter element is pierced with a central opening 31 in which the tenon guide 10 can engage. During the typing operation. the tenon 10 engages in the hole 4 before the sheet 1 is compressed between the punches and the dies and ensures the centering of the zone 6. The punch 8 has a flat face 11 from which protruding signs 12 while in the .: f.-this plane 13 of the die are provided with housings 14 of dimensions corresponding to the projections 12.
During this first stamping operation. the zone 6 intended to form the dial is compressed between the punch and the die over its entire surface, and the signs 32 are blank. After raising the punches and advancing the strip 1. the roughed zone 6 is stamped a second time between a punch 15 and a die 16 (fig. 3). The punch 15 is also equipped with a guide member 17 which plays the same role as the guide member 10, and engages in the opening 18 of the die 16. The punch 15 has a convex smooth face 19 to which corresponds to a concave face 20 of the matrix 16.
In this concave face are formed elongated housings 21, with a flat bottom, the dimensions of which are slightly greater than those of the hour signs 32. The result of this second stamping operation is to give zone 6 the camber that the dial must present. . The zone 6 is compressed between the punch 15 and the die 16 in its entire central part as well as in its outer edge, only the locations of the sign blanks being out of contact with the punch and the die.
The third stamping operation is intended to rectify and complete the signs after the bending of the dial. The punch 22 (FIG. 4) has a convex working face 23 from which protrudes elements 24 forming the hour signs. Around this face 23 extends a rim 25 limited by a slightly projecting flat face, the role of which will be explained below.
The die 26 also has a concave face 27 provided with housings 28, these housings reproducing the hollow hour signs. We see in fig. 4 that during the third stamping operation, the zone 6 of the dial is compressed between the punch 22 and the die 26, on the one hand along its outer edge by the presence of the projecting rim 25, and of on the other hand, at the location of the hour signs 32, the projections 24 being sufficiently high to compress the signs in the bottom of the housings 28.
For this operation also a guide member 29 mounted on the punch 22 enters an opening 30 of the die 26 in order to ensure the centering of the zone 6, relative to the stamping elements 22 and 26.
The last operation is a cut and eject operation. The two dials 2 and 3 are cut simultaneously by means of a tool of customary shape, the diameter of which is slightly smaller than that of the circle along which the openings 5 are made.
The dials thus manufactured only require finishing operations such as galvanic treatments which can be carried out on a large number of parts simultaneously.
It was found that by using a soft brass band 1 0.4 mm thick, it was possible to operate the automatic press carrying the tools described at a rate of 120 strokes per minute, and thus produce 14,400 dials per hour. The automatic press operates without permanent supervision.
The method described constitutes a rational means of producing clock dials with hour signs in relief. It is suitable for the manufacture of dials of various sizes and shapes. The hour signs can be made up of sticks of different shapes and sizes or of numbers.
Depending on the case, the number and the succession of the operations described above can be modified, certain operations being able in particular to be deleted.
The openings 5 cut around the central zone of the dial to allow the metal to flow evenly during the stamping operations can be of different shapes and sizes. They can be distributed in different ways. They could, for example, be replaced by notches made in the strip 1. However, the production of openings centered on the holes 4 has the advantage of allowing the constitution of a stamp block composed of interchangeable removable elements. placed along a number of equidistant axes,
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coinciding with the axes of the different punches and the different dies.
Although the tool described above only includes two rows of punches and dies, it is obvious that depending on the case, one could use tools having a greater number of rows and making it possible to simultaneously manufacture more than two dials. In the block described. the distance between the longitudinal axes of the rows of punches is determined so that the various interchangeable elements can be mounted easily in two lines arranged side by side.
These elements can themselves be dimensioned so as to present standard external dimensions even when their conformation makes them suitable for the manufacture of dials of different dimensions.