La présente invention concerne un spiral de balancier pour mouvement d'horlogerie et plus particulièrement un tel spiral ayant une sensibilité du spiral aux chocs diminuée.
L'exactitude de la marche d'une montre à mouvement mécanique dépend essentiellement de l'isochronisme de son organe régulateur. Ce dernier est formé par l'ensemble balancier-spiral. Le balancier est généralement un volant à deux ou trois bras et le spiral est un long ressort de métal enroulé en forme de spirale, par exemple plat ou cylindrique dont les spires sont équidistantes. Le spiral est fixé au balancier par son extrémité intérieure par l'intermédiaire d'une bague appelée virole, qui est destinée à être ajustée sur l'axe de balancier, alors que l'extrémité extérieure du spiral est attachée à une pièce appelée piton, fixée sur le pont de balancier. Généralement, à cet organe régulateur est associée une raquette qui est un élément portant des goupilles entre lesquelles passe la spire extérieure avant le piton.
La raquette permet de modifier la marche de la montre en allongeant ou en raccourcissant la longueur active du spiral en agissant sur les points de contact de la spire extérieure avec les goupilles.
La sensibilité aux chocs de cet organe régulateur est depuis longtemps un problème qui est resté sans solution satisfaisante. En effet tout choc que subit la montre peut entraîner des déformations des spires, conduisant à une perte de leur concentricité, voire, pour l'avant-dernière spire extérieure, à un contact avec le piton. Dans tous les cas il s'ensuit d'importantes perturbations de la marche et de l'amplitude du balancier et par conséquent une perte de ses qualités réglantes.
L'invention a donc pour but principal de remédier aux inconvénients de l'art antérieur susmentionné en fournissant un spiral de balancier ayant une résistance aux chocs améliorée et dont le prix de revient n'est pas augmenté.
A cet effet, l'invention a pour objet un spiral de balancier d'un mouvement d'horlogerie formé d'un fil ou d'une bande enroulée en spirale comprenant une extrémité intérieure destinée à être fixée à un balancier et une zone d'extrémité extérieure destinée à être fixée à un piton, caractérisé en ce qu'au moins ladite zone présente une dureté inférieure à celle du reste du spiral.
Selon un mode préféré de l'invention, la dureté Vickers de la zone d'extrémité extérieure est inférieure de 10% à la dureté du reste du spiral.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre purement illustratif et non limitatif, cette description étant faite en liaison avec les dessins annexés dans lesquels
la fig. 1 est une vue en perspective d'un ensemble régulateur comprenant notamment un spiral selon l'invention; et
la fig. 2 est une vue de dessus d'un spiral selon l'invention monté sur son balancier.
A la fig. 1, on voit un spiral 1 monté sur un balancier 2 et destiné à former l'organe régulateur d'un mouvement d'horlogerie (non représenté), c'est-à-dire l'organe qui détermine la vitesse de déroulement du rouage conduisant aux aiguilles d'indication de l'heure et dont seuls la roue 4 et le pignon 6 d'échappement sont visibles à la fig. 1.
Dans l'exemple représenté le balancier 2 est formé d'un volant à trois bras 8. Le spiral 1 est un fil ou une bande métallique enroulée en forme de spirale.
On notera que le métal utilisé pour fabriquer le spiral est de préférence un acier allié, par exemple un acier ferronickel, et qu'après conformation, le spiral 1 entier subit un premier traitement thermique classique pour fixer la forme définitive et les caractéristiques d'élasticité requises du spiral.
Le spiral 1 comprend une extrémité intérieure 10 par laquelle il est fixé à une virole 12 ajustée sur un axe de balancier 14. Le spiral 1 comprend une spire extérieure 16 incomplète, définissant une zone d'extrémité extérieure, qui se termine par une extrémité 18 attachée à un piton 20. Le piton 20 est solidaire d'un pont de balancier 22 fixé à la platine (non représentée) du mouvement.
La fixation des extrémités intérieure 10 et extérieure 18 du spiral 1 est classique et bien connue de l'homme de métier et ne sera par conséquent pas décrite plus en détail.
On a également représenté à la figure des goupilles 24 de la raquette 26, entre lesquelles passe la spire extérieure 16 avant d'être fixée au piton 20.
La spire extérieure 16 est reliée à la spire précédente 26 par une zone de transition 28 formant une marche d'escalier ou gradin s'étendant sensiblement radialement vers l'intérieur. Dans l'exemple représenté, la distance radiale D entre la spire extérieure 16 et la spire précédente 26 est égale à plusieurs pas du spiral au repos, bien entendu cette distance peut varier selon les types de spiraux.
Le spiral 1 est soumis au cours de sa fabrication à une deuxième étape de traitement thermique localisé. Plus particulièrement, ce traitement thermique supplémentaire consiste à soumettre au moins la spire extérieure 16 ou zone d'extrémité extérieure du spiral 1 à un chauffage à une température comprise entre 500 et 650 DEG C et de préférence comprise entre 510 et 550 DEG C. De façon avantageuse, la portion traitée 16 du spiral 1 est soumise à un chauffage pendant un temps suffisant pour que les températures susmentionnées soient atteintes au cÖur de cette portion. Compte tenu des faibles épaisseurs du fil ou de la bande formant le spiral (comprise généralement entre 2,5 à 4,5 centièmes de mm) le temps de chauffage est très court. Après le chauffage, la spire traitée 16 est refroidie à l'air jusqu'à température ambiante.
La partie du spiral 1 qui subit le traitement thermique comprend la zone de transition 28 et s'étendra généralement vers l'intérieur du spiral 1 au delà de la spire extérieure 16 sur un arc de cercle inférieur à 200 DEG et de préférence sur un arc de cercle inférieur à 140 DEG à partir du point de fixation 18 du piton sur la spire extérieure 16.
La source de chaleur pour réaliser le traitement thermique comprend de façon avantageuse un faisceau laser. L'utilisation d'un faisceau laser pour l'opération de chauffage présente notamment l'avantage de pouvoir contrôler avec précision la portion du spiral à chauffer en contrôlant le point de focalisation du faisceau. En particulier, le faisceau laser peut être aisément appliqué sous forme d'impulsions laser de très courtes durées au voisinage de la portion à chauffer en des points successifs le long de cette portion comme cela est symbolisé à la figure par des cercles en pointillés. Typiquement la durée de chaque impulsion laser est de l'ordre de 0,6 à 0,7 ms. On notera à ce propos que le faisceau laser est appliqué de préférence dans la région voisine de la portion à traiter du spiral qui se trouve du côté de l'extérieur du spiral 1.
Il va de soi que d'autres moyens de chauffage qu'un faisceau laser peuvent être envisagés par l'homme de métier pour réaliser ce traitement thermique. En particulier on peut également prévoir une source de lumière visible ou invisible tel qu'un faisceau infrarouge à balayage, un système à induction à haute fréquence, un microchalumeau dirigé ou tout autre moyen permettant d'obtenir un chauffage localisé. On comprendra bien entendu que la durée du chauffage peut varier en fonction des moyens de chauffage utilisés.
Pour des raisons pratiques, il est avantageux de monter le spiral 1 sur le balancier, sans toutefois monter le piton 18, préalablement au traitement thermique de la partie du spiral décrite plus haut. Il est bien entendu que l'inverse peut être envisagé et que ce traitement thermique peut être réalisé en fin de fabrication du spiral, celui-ci étant livré à l'horloger préformé et prétraité thermiquement dans la zone d'extrémité extérieure, en vue de son montage classique sur le balancier sans autre traitement ultérieur.
Par ailleurs la demanderesse a constaté que la zone d'extrémité du spiral qui a subi le traitement thermique décrit ci-dessus présentait une dureté inférieure à celle du reste du spiral, la dureté Vickers mesurée dans cette zone d'extrémité extérieure étant inférieure d'approximativement 10% à 15% à la dureté du reste du spiral. A titre d'exemple, les duretés Vickers mesurées sur les parties du spiral non traitées variaient de 385 à 395 HV0,025 et les duretés Vickers mesurées sur les parties traitées du même spiral variaient de 360 à 375 HV0,025.
The present invention relates to a balance spring for a watch movement and more particularly to such a balance spring having a reduced sensitivity of the balance spring to shocks.
The accuracy of the movement of a mechanical movement watch depends essentially on the isochronism of its regulating organ. The latter is formed by the balance-spring assembly. The pendulum is generally a steering wheel with two or three arms and the balance spring is a long metal spring wound in the form of a spiral, for example flat or cylindrical, the turns of which are equidistant. The balance spring is fixed to the balance by its inner end via a ring called a ferrule, which is intended to be adjusted on the balance axis, while the outer end of the balance spring is attached to a part called a piton, attached to the balance bridge. Generally, this regulating member is associated with a racket which is an element carrying pins between which the outer coil passes before the piton.
The racket makes it possible to modify the running of the watch by lengthening or shortening the active length of the hairspring by acting on the points of contact of the outer coil with the pins.
The sensitivity to shocks of this regulatory body has long been a problem which has remained unsatisfactory. Indeed, any shock to which the watch is subjected can cause deformations of the turns, leading to a loss of their concentricity, or even, for the penultimate outer turn, to contact with the piton. In all cases, this results in major disturbances in the gait and in the amplitude of the balance wheel and consequently a loss of its regulating qualities.
The main object of the invention is therefore to remedy the drawbacks of the above-mentioned prior art by providing a balance spring with improved impact resistance and the cost price of which is not increased.
To this end, the invention relates to a balance spring of a clockwork movement formed of a wire or a band wound in a spiral comprising an inner end intended to be fixed to a balance and a zone of outer end intended to be fixed to a piton, characterized in that at least said zone has a hardness less than that of the rest of the hairspring.
According to a preferred embodiment of the invention, the Vickers hardness of the outer end zone is 10% lower than the hardness of the rest of the hairspring.
Other characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the following description of an embodiment of the invention, given purely by way of non-limiting illustration, this description being made in conjunction with the drawings appended in which
fig. 1 is a perspective view of a regulator assembly comprising in particular a hairspring according to the invention; and
fig. 2 is a top view of a hairspring according to the invention mounted on its pendulum.
In fig. 1, we see a hairspring 1 mounted on a balance 2 and intended to form the regulating member of a clockwork movement (not shown), that is to say the member which determines the speed of unwinding of the gear train leading to the time indication hands and of which only the exhaust wheel 4 and the pinion 6 are visible in FIG. 1.
In the example shown the pendulum 2 is formed of a steering wheel with three arms 8. The hairspring 1 is a wire or a metal strip wound in the form of a spiral.
It will be noted that the metal used to manufacture the hairspring is preferably an alloy steel, for example a ferronickel steel, and that after conformation, the entire hairspring 1 undergoes a first conventional heat treatment to fix the final shape and the elasticity characteristics. required from the hairspring.
The hairspring 1 comprises an inner end 10 by which it is fixed to a ferrule 12 adjusted on a pendulum axis 14. The hairspring 1 comprises an incomplete outer coil 16, defining an outer end zone, which ends in an end 18 attached to a peg 20. The peg 20 is secured to a balance bridge 22 fixed to the plate (not shown) of the movement.
The fixing of the inner 10 and outer 18 ends of the hairspring 1 is conventional and well known to those skilled in the art and will therefore not be described in more detail.
Also shown in the figure are pins 24 of the racket 26, between which the outer coil 16 passes before being fixed to the stud 20.
The outer turn 16 is connected to the previous turn 26 by a transition zone 28 forming a stair step or step extending substantially radially inward. In the example shown, the radial distance D between the outer turn 16 and the previous turn 26 is equal to several steps of the hairspring at rest, of course this distance can vary according to the types of hairsprings.
The hairspring 1 is subjected during its manufacture to a second stage of localized heat treatment. More particularly, this additional heat treatment consists in subjecting at least the outer coil 16 or outer end zone of the hairspring 1 to heating at a temperature between 500 and 650 DEG C and preferably between 510 and 550 DEG C. advantageously, the treated portion 16 of the hairspring 1 is subjected to heating for a time sufficient for the abovementioned temperatures to be reached at the heart of this portion. In view of the small thicknesses of the wire or of the strip forming the balance spring (generally between 2.5 to 4.5 hundredths of a mm) the heating time is very short. After heating, the treated coil 16 is cooled in air to room temperature.
The part of hairspring 1 which undergoes heat treatment comprises the transition zone 28 and will generally extend towards the inside of hairspring 1 beyond the outer turn 16 on an arc of a circle less than 200 DEG and preferably on an arc of circle less than 140 DEG from the point of attachment 18 of the stud on the outer coil 16.
The heat source for carrying out the heat treatment advantageously comprises a laser beam. The use of a laser beam for the heating operation has the particular advantage of being able to precisely control the portion of the hairspring to be heated by controlling the focal point of the beam. In particular, the laser beam can be easily applied in the form of laser pulses of very short duration in the vicinity of the portion to be heated at successive points along this portion as is symbolized in the figure by dotted circles. Typically the duration of each laser pulse is of the order of 0.6 to 0.7 ms. It will be noted in this connection that the laser beam is preferably applied in the region close to the portion to be treated of the hairspring which is on the side of the outside of the hairspring 1.
It goes without saying that other means of heating than a laser beam can be envisaged by those skilled in the art for carrying out this heat treatment. In particular, it is also possible to provide a visible or invisible light source such as a scanning infrared beam, a high-frequency induction system, a directed micro-torch or any other means making it possible to obtain localized heating. It will of course be understood that the duration of the heating can vary depending on the heating means used.
For practical reasons, it is advantageous to mount the balance spring 1 on the balance wheel, without however mounting the stud 18, prior to the heat treatment of the portion of the balance spring described above. It is understood that the reverse can be envisaged and that this heat treatment can be carried out at the end of manufacture of the balance spring, the latter being delivered to the watchmaker preformed and thermally pretreated in the outer end zone, in order to its conventional mounting on the pendulum without further treatment.
Furthermore, the Applicant has found that the end region of the hairspring which has undergone the heat treatment described above had a lower hardness than that of the rest of the hairspring, the Vickers hardness measured in this outer end area being less than approximately 10% to 15% at the hardness of the rest of the hairspring. For example, the Vickers hardness measured on the untreated parts of the hairspring varied from 385 to 395 HV0.025 and the Vickers hardness measured on the treated parts of the same hairspring varied from 360 to 375 HV0.025.