[0001] La présente invention a pour objet un ensemble comportant un axe, par exemple en acier, et une pièce en silicium, notamment une roue, planche, pignon ou virole, fixée sur ledit axe. Les pièces en silicium ne peuvent pas être serties ou chassées traditionnellement sur un axe en acier pour assurer leur fixation de façon sûre, le silicium ne se déformant pas plastiquement. Pour obtenir un centrage précis, les roues en silicium peuvent comporter des bras ou parties élastiques définissant des zones d'appui destinées à coopérer avec l'axe. La force élastique due aux bras ou parties élastiques n'est pas toujours suffisante pour assurer la fixation nécessaire de la pièce notamment pour éviter tout déplacement axial ou radial de cette pièce par rapport à l'axe tant au montage du mobile dans un mécanisme que lors de chocs auquel ce mécanisme peut être soumis.
[0002] La présente invention a pour but la réalisation d'un assemblage d'une pièce en silicium sur un axe permettant d'assurer la position tant axiale que radiale de la pièce par rapport à l'axe lors de chocs ou lors des manipulations au montage d'un tel assemblage dans un mécanisme, chocs ou manipulations qui peuvent faire intervenir des efforts axiaux ou radiaux entre l'axe et la pièce supérieurs au couple de fonctionnement normal de cet ensemble.
[0003] L'ensemble selon l'invention permet d'obvier aux inconvénients précités et d'atteindre le but énoncé plus haut et se distingue par les caractéristiques énumérées à la revendication 1 et suivantes.
[0004] Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple deux formes d'exécution de l'ensemble selon l'invention.
<tb>La fig. 1<sep>est une vue en coupe axiale de l'ensemble pièce en silicium, ici une roue d'échappement, et de son axe solidarisé à l'aide d'un dispositif de fixation.
<tb>La fig. 2<sep>est une vue en plan de la roue en silicium.
<tb>La fig. 3<sep>est une vue en coupe de l'axe.
<tb>La fig. 4<sep>est une vue en plan d'une rondelle de fixation.
<tb>La fig. 5<sep>est une vue en coupe de la rondelle de fixation illustrée à la fig. 4.
<tb>La fig. 6<sep>est une vue de dessus de la fig. 1.
<tb>La fig. 7<sep>illustre vu en coupe l'ensemble spiral en silicium - axe de balancier solidarisé à l'aide du dispositif de fixation.
<tb>La fig. 8<sep>illustre vu en plan le spiral en silicium avec sa virole centrale venue d'une pièce.
<tb>La fig. 9<sep>est une vue en plan de la rondelle de fixation.
<tb>La fig. 10<sep>est une vue en coupe de la rondelle de fixation.
[0005] Selon la présente invention, la forme d'exécution illustrée aux fig. 1 à 6 montre plus particulièrement l'assemblage d'une roue d'échappement 1 en silicium sur l'axe 2 d'un pignon de roue d'échappement 3 à l'aide du dispositif.
[0006] Dans l'exemple illustré l'axe 2 est venu d'une pièce de fabrication avec le pignon 3 de roue d'échappement et est réalisé en acier "Sandvik 20 AP" par exemple, la roue d'échappement 1 étant elle réalisée en silicium comme indiqué ci-dessus.
[0007] D'un côté du pignon 3, l'axe 2 comporte une portée 4 d'un diamètre D4 sur une longueur L.
[0008] La fig. 2 illustre à titre d'exemple en plan une roue d'échappement en silicium comportant une serge 5 munie d'une denture d'échappement et trois bras ou ponts élastiques 6 dont les parties centrales 6a définissent des portions cylindriques 7 qui au repos sont disposées sur un cylindre de diamètre D7.
[0009] Le diamètre D7 du passage cylindrique défini par les portions cylindriques 7 des bras 6 de la roue d'échappement 1 est légèrement inférieur au diamètre D4 de la portée 4 de l'axe 2 de manière à ce que la roue soit chassée sur l'axe par déformation élastique de ses bras.
[0010] Les tolérances sur le diamètre D4 de la portée 4 de l'axe 2 et sur le passage formé par les portions cylindriques 7 des bras de la roue 1 sont déterminées pour que les efforts provoqués lors de la mise en place de la roue sur l'axe restent en dessous de la limite élastique du silicium.
[0011] L'extrémité de l'axe 2 comportant la portée 4 présente encore une portion intermédiaire 8 de diamètre plus faible que le diamètre D4 de cette portée 4 et se termine par un pivot 9 pour le pivotement de cette extrémité de l'axe 2 dans un palier. La portion intermédiaire 8 de l'axe 2 est raccordée à la portée 4 de cet axe 2 par un chanfrein tronconique 10.
[0012] Pour assembler la roue d'échappement 1 à l'axe 2, on introduit l'extrémité 9 de cet axe 2 dans le passage cylindrique défini par les portions cylindriques 7 des bras 6 de la roue d'échappement pour forcer l'axe dans ce passage provoquant l'écartement élastique des bras 6 de la roue d'échappement 1 et le positionnement des portions cylindriques 7 desdits bras contre la portée 4 de l'axe 2.
[0013] Cette fixation par pression élastique des portions cylindriques 7 des bras élastiques 6 de la roue 1 contre la portée 4 de l'axe 2 suffit généralement à assurer un assemblage pouvant supporter le couple de fonctionnement de l'échappement. Toutefois lors du montage de cet ensemble puis lors de l'utilisation d'un mécanisme comportant cet ensemble les chocs et manipulations peuvent provoquer des déplacements axiaux et/ou radiaux entre l'axe 2 et la roue 1, ce qui doit impérativement être évité.
[0014] Pour éviter de tels déplacements intempestifs entre la roue 1 et l'axe 2 le dispositif de fixation comporte une rondelle 11 telle qu'illustrée aux fig. 4et 5. Cette rondelle 11 est réalisée par exemple en Maillechort, laiton ou acier, et comporte un alésage central 12 d'un diamètre DR plus petit que le diamètre D8 de la portion intermédiaire 8 de l'axe 2 dans le cas où la rondelle est chassée.
[0015] Cette rondelle 11 est chassée, collée, sertie, soudée ou fixée de toute autre façon, sur la portion intermédiaire 8 de l'axe 2 et maintient la roue 1 en position axiale appliquée contre la face du pignon 3. La fixation de cette rondelle 11 sur l'axe 2 est suffisamment résistante pour éviter tout déplacement relatif axial, radial ou angulaire de la roue 1 par rapport à l'axe 2 même sous l'effet de chocs violents ou de manipulations au montage de l'ensemble dans un mécanisme.
[0016] La valeur des diamètres D8 et DR ainsi que leurs tolérances sont conformes à ce qui se fait habituellement pour assembler une rondelle sur un axe et on obtient une fixation très robuste.
[0017] Cette rondelle 11 peut comporter encore des ergots 13 venant par exemple se loger contre la face externe 14 des parties centrales 6a des bras élastiques 6 de la roue 1, ce qui empêche toute rotation relative entre la roue 1 et son axe 2 de même que tout déplacement transversal de la roue 1 par rapport à cet axe 2.
[0018] On peut envisager d'autres façons d'empêcher toute rotation de la roue 1 sur l'axe 2, en particulier le passage de la roue pourrait présenter une section non circulaire coopérant avec une portion de l'axe ou du pignon qui présenterait une section de forme correspondante. Ainsi, la roue 1 peut être fixée en rotation sur l'axe 2 soit directement par des formes appropriées de ces éléments coopérant ensemble, soit par l'intermédiaire de formations que comporte la rondelle 11 coopérant avec des formations correspondantes de la roue 1.
[0019] Le dispositif de fixation a été décrit en référence à une roue en silicium munie de trois bras élastiques. Il va de soi que la roue pourrait ne comporter que deux bras élastiques pour autant que le passage central soit défini par trois points de contact avec ces bras. On peut également envisager une roue à plus de trois bras élastiques. Il est également évident que ce même dispositif pourrait être utilisé pour la fixation d'une roue à bras radiaux rigides dont le moyeu serait muni d'un trou permettant le centrage sur la portion intermédiaire 8 de l'axe 2 par une mise en place à frottement gras de la roue sur cette portion de l'axe.
[0020] Les bras élastiques de la roue peuvent dans des variantes être remplacés par une partie élastique de la roue assurant le centrage sur l'axe.
[0021] Dans des variantes la rondelle 11 peut comporter un ou plusieurs ergots 13 et ceux-ci coopèrent non pas avec des rayons ou bras de la roue 1, mais avec des formations correspondantes que comporterait cette roue. De cette façon tout déplacement transversal ou angulaire de la roue par rapport à l'axe est interdit.
[0022] Le dispositif d'assemblage décrit peut être utilisé pour fixer n'importe quelle pièce 1 en silicium sur un axe qui pourrait ne pas comporter de pignon 3. Dans ce cas l'axe 2 comporte une butée axiale, équivalent à la face du pignon illustré, contre laquelle vient se positionner axialement la roue 1.
[0023] La seconde forme d'exécution illustrée aux fig. 7 à 10concerne la fixation d'un ressort spiral 20 en silicium comportant une virole 21 venue d'une pièce de fabrication avec le spiral 20. Cette virole 21 comporte un passage 22 et une fente radiale 23.
[0024] Ce spiral en silicium 20 doit être fixé à l'aide du présent dispositif sur un axe 24 sur une partie duquel est chassé un balancier 25. Cet axe 24 comporte une portée ou partie terminale 26 de plus petit diamètre qu'un épaulement 27 formant une butée axiale.
[0025] Le diamètre de la partie terminale 26 de l'axe 24 correspond à celui du passage 22 de la virole 21 pour permettre un ajustement sans jeu.
[0026] Le spiral est mis en place par introduction de la partie terminale 26 de l'axe dans le trou 22 de la virole 21 qui vient buter contre l'épaulement 27 de l'axe 24.
[0027] Le dispositif de fixation comporte encore une rondelle 28 comportant un trou 29 d'un diamètre inférieur à celui de la partie terminale 26 de l'axe 24 de manière à pouvoir être chassée sur cette partie terminale 26.
[0028] Cette rondelle 28 comporte encore une saillie radiale 30 émergeant d'une de ses faces et destinée à coopérer avec la fente 23 de la virole.
[0029] Ainsi, en position assemblée, la rondelle 2 applique la virole 21 contre la butée 27 et la saillie 30 coopérant avec la fente 23 empêche tout déplacement angulaire de la virole par rapport à l'axe 24.
[0030] Ainsi, le spiral en silicium peut être fixé à l'axe 24 tant axialement qu'angulairement à l'aide la rondelle 28.
[0031] Dans des variantes la rondelle 28 peut être sertie, collée, soudée ou fixée de toute autre façon à l'axe 24.
[0032] Dans tous les cas, ce dispositif de fixation permet de fixer une pièce en silicium sur un axe sans imposer de contraintes importantes à la pièce en silicium qui pourraient l'endommager tout en assurant sa position axiale et angulaire par rapport à l'axe.
[0033] L'originalité du présent dispositif de fixation d'une pièce en silicium sur un axe réside donc dans le fait que le montage et la mise en place de la pièce sur l'axe se fait avec peu ou pas de serrage pour éviter toute détérioration de la pièce en silicium tout en assurant un positionnement axial et angulaire corrects.
[0034] Le principe revient à réaliser un ajustement libre ou gras entre l'axe et la pièce et de sécuriser la fixation de cet ensemble à l'aide d'une rondelle fixée sur l'axe et servant de butée axiale, radiale et angulaire déterminant les positions relatives de l'axe par rapport à la pièce. En variante, la fixation radiale et angulaire de la pièce 1 sur l'axe 2 se fait par la coopération d'une partie de l'axe 2 avec le passage de la pièce 1, ce passage et cette partie de l'axe 2 présentant des sections circulaires correspondantes.
The present invention relates to an assembly comprising an axis, for example steel, and a silicon part, including a wheel, board, pinion or ferrule, fixed on said axis. The silicon parts can not be crimped or driven traditionally on a steel shaft to ensure their fixation in a safe manner, the silicon does not deform plastically. To achieve accurate centering, the silicon wheels may comprise arms or elastic portions defining bearing zones intended to cooperate with the axis. The elastic force due to the arms or elastic parts is not always sufficient to ensure the necessary attachment of the part in particular to prevent axial or radial displacement of this part relative to the axis both when mounting the mobile in a mechanism that when shocks to which this mechanism can be subjected.
The present invention aims to provide an assembly of a silicon part on an axis to ensure the axial and radial position of the workpiece relative to the axis during shocks or during handling the mounting of such an assembly in a mechanism, shocks or manipulations that may involve axial or radial forces between the axis and the workpiece greater than the normal operating torque of this assembly.
The assembly of the invention overcomes the aforementioned drawbacks and achieve the purpose stated above and is distinguished by the features listed in claim 1 and following.
The accompanying drawing illustrates schematically and by way of example two embodiments of the assembly according to the invention.
<tb> Fig. 1 <sep> is an axial sectional view of the silicon part assembly, here an escape wheel, and its axis secured by means of a fixing device.
<tb> Fig. 2 <sep> is a plan view of the silicon wheel.
<tb> Fig. 3 <sep> is a sectional view of the axis.
<tb> Fig. 4 <sep> is a plan view of a fixing washer.
<tb> Fig. 5 <sep> is a sectional view of the fixing washer illustrated in FIG. 4.
<tb> Fig. 6 <sep> is a top view of FIG. 1.
<tb> Fig. 7 <sep> illustrates seen in section the spiral assembly in silicon - rocker shaft secured with the fixing device.
<tb> Fig. 8 <sep> illustrates in plan the silicon spiral with its central ferrule from one piece.
<tb> Fig. 9 <sep> is a plan view of the fixing washer.
<tb> Fig. <Sep> is a sectional view of the securing washer.
According to the present invention, the embodiment illustrated in FIGS. 1 to 6 shows more particularly the assembly of a silicon escapement wheel 1 on the axis 2 of an escape wheel pinion 3 with the aid of the device.
In the example shown the axis 2 came from a workpiece with the pinion 3 of the escape wheel and is made of steel "Sandvik 20 AP" for example, the escape wheel 1 being it. made of silicon as indicated above.
On one side of the pinion 3, the axis 2 has a scope 4 of a diameter D4 on a length L.
FIG. 2 illustrates by way of example in plan a silicon escapement wheel comprising a serge 5 provided with an exhaust toothing and three arms or elastic bridges 6 whose central portions 6a define cylindrical portions 7 which at rest are arranged on a cylinder of diameter D7.
The diameter D7 of the cylindrical passage defined by the cylindrical portions 7 of the arms 6 of the escape wheel 1 is slightly smaller than the diameter D4 of the bearing surface 4 of the axis 2 so that the wheel is driven on the axis by elastic deformation of his arms.
The tolerances on the diameter D4 of the bearing surface 4 of the axis 2 and on the passage formed by the cylindrical portions 7 of the arms of the wheel 1 are determined so that the forces caused during the establishment of the wheel on the axis remain below the elastic limit of silicon.
The end of the axis 2 having the bearing surface 4 still has an intermediate portion 8 of smaller diameter than the diameter D4 of this bearing surface 4 and ends with a pivot 9 for the pivoting of this end of the axis. 2 in a landing. The intermediate portion 8 of the axis 2 is connected to the span 4 of this axis 2 by a frustoconical bevel 10.
To assemble the escape wheel 1 to the axis 2, the end 9 of this axis 2 is introduced into the cylindrical passage defined by the cylindrical portions 7 of the arms 6 of the escape wheel to force the axis in this passage causing the elastic spacing of the arms 6 of the escape wheel 1 and the positioning of the cylindrical portions 7 of said arms against the bearing surface 4 of the axis 2.
This fixing by elastic pressure of the cylindrical portions 7 of the elastic arms 6 of the wheel 1 against the bearing 4 of the axis 2 is generally sufficient to ensure an assembly that can withstand the operating torque of the exhaust. However, during the assembly of this assembly and when using a mechanism comprising this assembly shocks and manipulations may cause axial and / or radial displacements between the axis 2 and the wheel 1, which must be avoided.
To avoid such inadvertent movements between the wheel 1 and the axis 2, the fixing device comprises a washer 11 as illustrated in FIGS. 4 and 5. This washer 11 is made for example of nickel silver, brass or steel, and has a central bore 12 of a diameter DR smaller than the diameter D8 of the intermediate portion 8 of the axis 2 in the case where the washer is hunted.
This washer 11 is driven, glued, crimped, welded or fixed in any other way, on the intermediate portion 8 of the axis 2 and maintains the wheel 1 in axial position against the face of the pinion 3. The attachment of this washer 11 on the axis 2 is sufficiently strong to avoid any axial, radial or angular relative displacement of the wheel 1 with respect to the axis 2 even under the effect of violent shocks or handling assembly of the assembly in a mechanism.
The value of the diameters D8 and DR and their tolerances are consistent with what is usually done to assemble a washer on an axis and we obtain a very robust attachment.
This washer 11 may further comprise lugs 13 coming for example to be housed against the outer face 14 of the central portions 6a of the elastic arms 6 of the wheel 1, which prevents any relative rotation between the wheel 1 and its axis 2 of same as any transverse displacement of the wheel 1 with respect to this axis 2.
Other ways to prevent any rotation of the wheel 1 on the axis 2 can be envisaged, in particular the passage of the wheel could have a non-circular section cooperating with a portion of the axis or pinion which would present a section of corresponding form. Thus, the wheel 1 can be fixed in rotation on the axis 2 either directly by appropriate forms of these elements cooperating together, or by means of formations that comprises the washer 11 cooperating with corresponding formations of the wheel 1.
The fixing device has been described with reference to a silicon wheel provided with three elastic arms. It goes without saying that the wheel could have only two elastic arms provided that the central passage is defined by three points of contact with these arms. One can also consider a wheel with more than three elastic arms. It is also obvious that this same device could be used for the attachment of a rigid radial arm wheel whose hub would be provided with a hole for centering on the intermediate portion 8 of the axis 2 by an introduction to friction of the wheel on this portion of the axis.
The elastic arms of the wheel can in variants be replaced by an elastic portion of the wheel ensuring the centering on the axis.
In variants the washer 11 may include one or more lugs 13 and they cooperate not with spokes or arms of the wheel 1, but with corresponding formations that would include this wheel. In this way any transverse or angular displacement of the wheel relative to the axis is prohibited.
The assembly device described can be used to fix any silicon part 1 on an axis that may not include pinion 3. In this case the axis 2 comprises an axial stop, equivalent to the face illustrated pinion, against which is positioned axially wheel 1.
The second embodiment illustrated in FIGS. 7 to 10concerne the fixing of a spiral spring 20 of silicon having a ferrule 21 coming from a workpiece with the spiral 20. This ferrule 21 has a passage 22 and a radial slot 23.
This silicon spiral 20 must be fixed with the aid of the present device on an axis 24 on which part is driven a rocker 25. This axis 24 has a bearing or end portion 26 of smaller diameter than a shoulder 27 forming an axial stop.
The diameter of the end portion 26 of the axis 24 corresponds to that of the passage 22 of the ferrule 21 to allow adjustment without play.
The hairspring is put in place by introducing the end portion 26 of the axis into the hole 22 of the shell 21 which abuts against the shoulder 27 of the axis 24.
The fixing device further comprises a washer 28 having a hole 29 of a diameter smaller than that of the end portion 26 of the axis 24 so as to be driven onto this end portion 26.
This washer 28 also has a radial projection 30 emerging from one of its faces and intended to cooperate with the slot 23 of the ferrule.
Thus, in the assembled position, the washer 2 applies the shell 21 against the stop 27 and the projection 30 cooperating with the slot 23 prevents any angular displacement of the shell relative to the axis 24.
Thus, the silicon balance spring can be fixed to the axis 24 both axially and angularly using the washer 28.
In variants the washer 28 can be crimped, glued, welded or otherwise fixed to the axis 24.
In all cases, this fixing device allows to fix a silicon part on an axis without imposing significant constraints to the silicon part that could damage while ensuring its axial and angular position relative to the axis.
The originality of the present device for fixing a silicon part on an axis therefore lies in the fact that the mounting and the establishment of the part on the axis is done with little or no tightening to avoid any deterioration of the silicon part while ensuring correct axial and angular positioning.
The principle is to achieve a free or bold adjustment between the axis and the workpiece and secure the fixing of this assembly with a washer fixed on the axis and serving as an axial abutment, radial and angular determining the relative positions of the axis relative to the workpiece. As a variant, the radial and angular attachment of the part 1 on the axis 2 is done by the cooperation of a part of the axis 2 with the passage of the part 1, this passage and this part of the axis 2 presenting corresponding circular sections.