CH700653B1

CH700653B1 - Spiral and whiplash.

Info

Publication number: CH700653B1
Application number: CH4532009A
Authority: CH
Inventors: Marc-André Glassey; Pierre Gygax
Original assignee: Manuf Et Fabrique De Montres Et Chronomètres Ulysse Nardin Le Locle Sa
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2014-12-31
Also published as: CH700653A2

Abstract

L’invention concerne un spiral (10) obtenu par gravure ionique réactive profonde dont une première extrémité intérieure est destinée à être associée à une virole (12) et dont sa spire extérieure se termine en une deuxième extrémité destinée à être associée à un piton (14). Selon l’invention, la spire extérieure du spiral comporte une portion divisée en deux lames (16), lesdites lames définissant entre elles une ouverture (18) oblongue, présentant un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la spire extérieure, ladite ouverture étant destinée à recevoir un organe de réglage dont la position est mobile en référence à l’ouverture. L’invention concerne également un ensemble comportant un tel spiral (10), un support, mobile concentriquement à la spire extérieure, et un organe de réglage (20) unique agencé sur le support, à l’intérieur de l’ouverture (18) définie par les deux lames (16).The invention relates to a spiral (10) obtained by deep reactive ion etching, a first inner end of which is intended to be associated with a ferrule (12) and whose outer turn terminates in a second end intended to be associated with a stud ( 14). According to the invention, the outer coil of the spiral comprises a portion divided into two blades (16), said blades defining between them an oblong opening (18) having a radius of curvature substantially equal to that of the outer coil, said opening being intended to receive an adjusting member whose position is movable with reference to the opening. The invention also relates to an assembly comprising such a spiral (10), a support, concentrically movable to the outer turn, and a single adjustment member (20) arranged on the support, inside the opening (18). defined by the two blades (16).

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention concerne un spiral obtenu par gravure ionique réactive profonde (en anglais, Deep Reaction Ion Etching, DRIE) dont une première extrémité intérieure est associée à une virole et dont sa spire extérieure se termine en une deuxième extrémité associée à un piton. L’invention concerne également un ensemble composé d’un spiral et de sa raquetterie. The present invention relates to a spiral obtained by deep reactive ion etching (in English, Deep Reaction Ion Etching, DRIE), a first inner end is associated with a shell and whose outer turn ends in a second end associated with a peak. The invention also relates to an assembly consisting of a spiral and its raquetetterie.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Dans les horloges, les pendules et les montres mécaniques ou électroniques, on a toujours un organe régulateur permettant, comme son nom l’indique, de réguler la marche de la pièce d’horlogerie. Dans le cas d’une montre mécanique, l’organe de régulation est constitué d’un balancier et d’un ressort spiral. In clocks, clocks and mechanical or electronic watches, there is always a regulating member allowing, as the name suggests, to regulate the running of the timepiece. In the case of a mechanical watch, the regulating member consists of a balance and a spiral spring.

[0003] Ces deux éléments jouent un rôle fondamental dans le réglage de la montre, qui est la technique qui permet, pour l’horloger, de faire en sorte que la montre indique en tout temps l’heure la plus juste. Il convient, pour cela, d’ajuster la période d’oscillation du balancier spiral en agissant, traditionnellement, soit sur l’inertie du balancier, soit sur le couple du spiral et son attache intérieure et extérieure. L’action sur l’inertie du balancier est longue et délicate. Elle est réservée aux pièces haut de gamme, munie d’un balancier à réglage inertiel. These two elements play a fundamental role in the setting of the watch, which is the technique that allows, for the watchmaker, to ensure that the watch indicates at all times the most accurate time. To do this, it is necessary to adjust the oscillation period of the balance spring by acting, traditionally, either on the inertia of the balance, or on the pair of the spiral and its inner and outer connection. The action on the inertia of the pendulum is long and delicate. It is reserved for high-end parts, equipped with a balance with inertial adjustment.

[0004] On agit plus couramment sur le spiral. Celui-ci est une lame, en général métallique, de section rectangulaire enroulée sur elle-même en forme de spirale d’Archimède. Il est fixé, en son centre, sur l’axe de balancier, par une pièce appelée virole. L’extérieur du spiral est fixé à un pont de balancier, nommé coq, par une pièce appelée piton. Le piton est fixé soit directement au coq, soit par l’intermédiaire d’un porte-piton mobile. Un système nommé raquette ou raquetterie, permet de régler le point de comptage, c’est-à-dire d’ajuster la longueur active du spiral. Le point de comptage est défini par deux points d’appui, disposés avec ébat de part et d’autre du spiral. Ces appuis sont obtenus par deux goupilles, ou une goupille et une clé, et peuvent tourner d’un certain angle pour modifier la position réelle du point de comptage et donc pour modifier le couple du spiral. [0004] The spiral is more commonly used. This one is a blade, generally metallic, of rectangular section wound on itself in the form of Archimedean spiral. It is fixed at its center on the balance shaft, by a part called ferrule. The outside of the hairspring is attached to a pendulum bridge, called rooster, by a piece called piton. The piton is attached either directly to the cock or via a mobile peg holder. A system called racket or raquet, allows to adjust the counting point, that is to say to adjust the active length of the spiral. The counting point is defined by two points of support, arranged with frolicking on both sides of the hairspring. These supports are obtained by two pins, or a pin and a key, and can rotate by a certain angle to change the actual position of the counting point and thus to change the torque of the spiral.

[0005] Un porte-piton peut être prévu pour faire tourner l’ensemble du balancier-spiral pour le situer de telle façon que, lorsque le balancier est arrêté, la cheville de plateau soit sur la ligne des centres ancre-balancier. A peg carrier may be provided to rotate the entire balance-hairspring to locate it so that when the pendulum is stopped, the plateau pin is on the line anchor-balance centers.

[0006] Il a récemment été développé des spiraux en silicium ou en silicium recouvert d’une couche d’oxyde de silicium, afin d’améliorer le comportement de l’organe régulateur et de faciliter la production de ces spiraux et d’avoir une parfaite reproductibilité de leurs caractéristiques. Cependant, le réglage de l’organe régulateur se fait généralement par l’intermédiaire d’un balancier à inertie réglable. It has recently been developed silicon spirals or silicon coated with a silicon oxide layer, to improve the behavior of the regulating organ and to facilitate the production of these spirals and to have a perfect reproducibility of their characteristics. However, the adjustment of the regulating member is generally done via an adjustable inertia beam.

[0007] La présente invention a donc pour but de proposer un système de réglage amélioré et simplifié pour des spiraux à base de silicium, tirant notamment profit de la facilité à mettre en forme des spiraux à base de silicium, par des techniques de gravure modernes. The present invention therefore aims to provide an improved and simplified adjustment system for silicon-based spirals, taking advantage in particular of the ease of shaping silicon-based spirals, by modern etching techniques. .

Divulgation de l’inventionDisclosure of the invention

[0008] De manière plus précise, l’invention porte sur un spiral obtenu par gravure ionique réactive profonde dont une première extrémité intérieure est destinée à être associée à une virole et dont sa spire extérieure se termine en une deuxième extrémité destinée à être associée à un piton. Selon l’invention, la spire extérieure du spiral comporte une portion divisée en deux lames, lesdites lames définissant entre elles une ouverture oblongue, présentant un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la spire extérieure, ladite ouverture étant destinée à recevoir un organe de réglage dont la position est mobile en référence à l’ouverture. More specifically, the invention relates to a spiral obtained by deep reactive ion etching, a first inner end is intended to be associated with a ferrule and whose outer turn ends in a second end to be associated with a piton. According to the invention, the outer coil of the spiral comprises a portion divided into two blades, said blades defining between them an oblong opening, having a radius of curvature substantially equal to that of the outer turn, said opening being intended to receive a body of setting whose position is movable with reference to the opening.

[0009] L’invention concerne également un ensemble composé d’un tel spiral, d’un support, mobile concentriquement à la spire extérieure, et d’un organe de réglage unique, agencé sur le support, à l’intérieur de l’ouverture définie par les deux lames. The invention also relates to an assembly consisting of such a hairspring, a support, concentrically movable to the outer turn, and a single adjustment member, arranged on the support, inside the opening defined by the two blades.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0010] D’autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, dans lequel les fig. 1 à 4 montrent, en vue de dessus, des vues schématiques de différents modes de réalisation selon l’invention. Other features of the present invention will appear more clearly on reading the description which follows, with reference to the accompanying drawing, in which FIGS. 1 to 4 show, in plan view, schematic views of different embodiments according to the invention.

Mode(s) de réalisation de l’inventionMode (s) of realization of the invention

[0011] La fig. 1 représente un ressort spiral plat 10, réalisé en silicium. Il comprend une première extrémité intérieure associée à une virole 12. Typiquement, comme le permettent les techniques de mise en forme des matériaux de type silicium, la virole 12 est réalisée d’une pièce avec le reste du spiral. La spire extérieure se termine en une deuxième extrémité associée, de manière conventionnelle, à un piton 14, représenté schématiquement. FIG. 1 shows a flat spiral spring 10, made of silicon. It comprises a first inner end associated with a ferrule 12. Typically, as allowed by the shaping techniques of the silicon type materials, the ferrule 12 is made in one piece with the rest of the spiral. The outer turn ends in a second end conventionally associated with a peak 14, shown schematically.

[0012] Sur l’essentiel de sa longueur, le spiral 10 est réalisé en un seul brin. Particulièrement à l’invention, la dernière spire comprend une portion divisée en deux lames 16. Les lames 16 sont disposées symétriquement en référence à la courbe virtuelle qu’aurait suivie la dernière spire d’un spiral conventionnel, au repos, cette courbe virtuelle étant représentée en pointillé. Les lames 16 définissent ainsi entre elles une ouverture 18 oblongue et présentent chacune un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la dernière spire. Comme on le verra ci-après, cette ouverture 18 est destinée à recevoir un organe de réglage 20 dont la position est mobile en référence à l’ouverture. On most of its length, the spiral 10 is made in one strand. Particularly to the invention, the last turn comprises a portion divided into two blades 16. The blades 16 are arranged symmetrically with reference to the virtual curve that would have followed the last turn of a conventional hairspring, at rest, this virtual curve being represented in dotted line. The blades 16 thus define between them an oblong opening 18 and each have a radius of curvature substantially equal to that of the last turn. As will be seen below, this opening 18 is intended to receive an adjusting member 20 whose position is movable with reference to the opening.

[0013] Dans le mode de réalisation de la fig. 1 , les deux lames sont relativement fines, c’est-à-dire qu’elles sont flexibles et participent au comportement élastique du spiral 10, de sorte qu’elles ont une influence non nulle dans la détermination du couple élastique du spiral. Pour fixer les idées, la largeur des lames est inférieure ou égale à la largeur du brin formant les spires. In the embodiment of FIG. 1, the two blades are relatively thin, that is to say that they are flexible and participate in the elastic behavior of the hairspring 10, so that they have a non-zero influence in the determination of the elastic torque of the hairspring. To fix ideas, the width of the blades is less than or equal to the width of the strand forming the turns.

[0014] On notera que la dernière spire peut comporter une deuxième portion, comprenant un premier et un deuxième brins 22, mais l’un des brins est situé sur la courbe normale du spiral, l’autre brin étant positionné de manière sensiblement parallèle et étant relié de manière rigide par des poutres de liaison 24 au premier brin. Cet agencement permet de ramener le centre d’action du spiral en correspondance avec le centre du balancier associé au spiral, afin de corriger le développement non concentrique du spiral. Note that the last turn may comprise a second portion, comprising first and second strands 22, but one of the strands is located on the normal curve of the spiral, the other strand being positioned substantially parallel and being rigidly connected by connecting beams 24 to the first strand. This arrangement makes it possible to reduce the center of action of the hairspring in correspondence with the center of the balance associated with the hairspring, in order to correct the non-concentric development of the hairspring.

[0015] Un autre aspect important de l’invention concerne un dispositif de réglage de la fréquence du balancier-spiral, comparable à une raquetterie conventionnelle. L’organe de réglage 20, typiquement réalisé au moyen d’une goupille, est monté sur un support non représenté, de manière à prendre place à l’intérieur de l’ouverture 18 définie par les deux lames. Le support est monté mobile en rotation, centré sur l’axe de balancier, concentriquement à la dernière spire. Another important aspect of the invention relates to a device for adjusting the frequency of the sprung-balance, comparable to conventional raquetry. The adjustment member 20, typically made by means of a pin, is mounted on a not shown support, so as to take place inside the opening 18 defined by the two blades. The support is rotatably mounted, centered on the balance shaft, concentrically at the last turn.

[0016] Dans le mode de réalisation de la fig. 1 , l’organe de réglage 20 est réalisé au moyen d’une goupille cylindrique, dont le diamètre d est inférieur à la distance e séparant les deux lames 16. La goupille est sensiblement située au milieu des deux lames, de manière à ce que, lorsque le spiral est au repos, on ait un jeu sensiblement égal entre la goupille et chacune des lames 16. In the embodiment of FIG. 1, the adjusting member 20 is made by means of a cylindrical pin, whose diameter d is smaller than the distance e between the two blades 16. The pin is substantially located in the middle of the two blades, so that when the hairspring is at rest, there is a substantially equal clearance between the pin and each of the blades 16.

[0017] Ainsi, en déplaçant angulairement la goupille à l’intérieur de l’ouverture 18, on modifie la position réelle du point de comptage, ce qui permet d’ajuster la fréquence du balancier-spiral. Thus, by angularly moving the pin inside the opening 18, the actual position of the counting point is modified, which makes it possible to adjust the frequency of the balance-spring.

[0018] Dans le mode de réalisation représenté sur la fig. 2 , les lames 16 du spiral 10 sont relativement épaisses, c’est-à-dire qu’elles sont plus rigides que le brin formant le reste du spiral et ne participent pas au comportement élastique du spiral, de sorte qu’elles n’ont pas d’influence dans la détermination du couple élastique du spiral. Pour fixer les idées, la largeur des lames 16 est supérieure à la largeur du brin formant les spires. L’extrémité du spiral 10, situé entre la portion comprenant les deux lames 16 et le piton 14, est flexible. Un organe de réglage 20 similaire à celui décrit à propos du mode de réalisation de la fig. 1 est disposé à l’intérieur de l’ouverture 18. In the embodiment shown in FIG. 2, the blades 16 of the hairspring 10 are relatively thick, that is to say that they are more rigid than the strand forming the remainder of the hairspring and do not participate in the elastic behavior of the hairspring, so that they do not have no influence in determining the elastic torque of the hairspring. To fix ideas, the width of the blades 16 is greater than the width of the strand forming the turns. The end of the hairspring 10, located between the portion comprising the two blades 16 and the pin 14, is flexible. An adjusting member 20 similar to that described with respect to the embodiment of FIG. 1 is disposed inside the opening 18.

[0019] Dans ce cas, le déplacement circulaire de l’organe de réglage 20 à l’intérieur de l’ouverture 18, va agir sur l’amplitude des variations que peut présenter la flèche de la deuxième extrémité du spiral, encastrée dans le piton 14. En effet, celle-ci fléchit à l’instar d’une poutre encastrée et on comprend bien que, dans le mode de réalisation de la fig. 2 , le paramètre sur lequel va agir la position de l’organe de réglage 20 sera l’angle de flexion que peut présenter l’extrémité du spiral encastrée dans le piton 14, lors des contractions du spiral 10. En effet, le point de comptage est fixe et est situé à l’amorce de la portion à deux lames 16, étant donné que celles-ci sont rigides. In this case, the circular displacement of the adjustment member 20 inside the opening 18, will act on the amplitude of the variations that may present the arrow of the second end of the spiral, embedded in the piton 14. Indeed, it flexes like a recessed beam and it is clear that in the embodiment of FIG. 2, the parameter on which will act the position of the adjusting member 20 will be the bending angle that can present the end of the spiral embedded in the peak 14, during the contractions of the spiral 10. In fact, the point of count is fixed and is located at the beginning of the portion with two blades 16, since these are rigid.

[0020] Les fig. 3 et 4 illustrent deux autres modes de réalisation de l’organe de réglage 20, susceptibles d’être utilisés soit avec un spiral dont les deux lames 16 sont rigides, soit avec un spiral dont les deux lames 16 sont flexibles. A titre d’exemple, la fig. 3 propose des lames 16 rigides, tandis que la fig. 4 propose des lames 16 flexibles. Figs. 3 and 4 illustrate two other embodiments of the adjustment member 20, may be used with either a spiral whose two blades 16 are rigid, or with a spiral whose two blades 16 are flexible. By way of example, FIG. 3 proposes blades 16 rigid, while FIG. 4 offers flexible blades 16.

[0021] Dans le mode de réalisation de la fig. 3 , en plus d’avoir le support monté mobile comme décrit ci-dessus, l’organe de réglage 20 est monté pivotant sur le support. Il est réalisé au moyen d’une goupille, de forme oblongue, symétrique par rapport à son axe de pivotement. La plus grande dimension de la goupille est plus petite que la distance e séparant les deux lames. Ainsi, lorsque la goupille pivote, on fait varier le jeu entre l’organe de réglage 20 et chacune des lames 16. Un résultat identique peut être obtenu avec une goupille cylindrique montée de manière excentrique. In the embodiment of FIG. 3, in addition to having the mobile mounted support as described above, the adjustment member 20 is pivotally mounted on the support. It is made by means of a pin, of oblong shape, symmetrical with respect to its axis of pivoting. The largest dimension of the pin is smaller than the distance e between the two blades. Thus, when the pin pivots, the clearance between the adjusting member 20 and each of the blades 16 is varied. An identical result can be obtained with a cylindrical pin mounted eccentrically.

[0022] Le mode de réalisation de la fig. 4 est similaire à celui de la fig. 3 , à l’exception du fait que l’organe de réglage 20 est, dans sa plus grande dimension, plus grand que la distance e séparant les deux lames 16. Ainsi, en faisant pivoter l’organe de réglage sur le support, on peut faire varier le jeu entre l’organe de réglage 20 et chacune des lames 16, éventuellement jusqu’à supprimer tout jeu et obtenir un blocage. Lorsque le jeu entre la goupille et les lames 16 est supprimé, on obtient un encastrement unique, à l’instar de ce que l’on peut avoir avec un balancier à inertie réglable, la position de ce point d’encastrement pouvant être réglée. On notera que, pour bloquer le spiral au moyen de l’organe de réglage, on peut prévoir un outil spécial permettant de maintenir les deux lames en place lors de l’actionnement de la goupille. The embodiment of FIG. 4 is similar to that of FIG. 3, with the exception that the adjusting member 20 is larger in its greater dimension than the distance e between the two blades 16. Thus, by rotating the adjustment member on the support, it is possible to can vary the game between the adjusting member 20 and each of the blades 16, possibly until you eliminate any play and get a blockage. When the clearance between the pin and the blades 16 is eliminated, a single recess is obtained, like what can be achieved with an adjustable inertia beam, the position of this recess point can be adjusted. Note that, to lock the hairspring by means of the adjusting member, there may be provided a special tool for holding the two blades in place during the actuation of the pin.

[0023] La présente description n’a été donnée qu’à titre d’illustration non limitative de l’invention et l’homme du métier peut encore prévoir diverses alternatives découlant directement de la description donnée ci-dessus, sans sortir du cadre défini par les revendications. On notera néanmoins que le support portant l’organe de réglage peut être associé à une graduation permettant de repérer la position angulaire de la goupille dans l’ouverture, en référence au centre du spiral. On peut également, pour les modes de réalisation prévoyant que la goupille soit montée pivotante sur le support, prévoir un repère pour visualiser la position angulaire de la goupille par rapport au support. Avec ces repères, il est ainsi possible de quantifier le réglage effectué. On notera en outre que les deux lames peuvent être situées à la deuxième extrémité du spiral, et être associées directement avec le piton. Enfin, l’invention peut être appliquée de manière générale à tous les spiraux réalisés dans des matériaux conformables par des techniques de gravure profonde, particulièrement à des spiraux à base de silicium, notamment en silicium monocristallin, éventuellement recouvert d’une couche d’oxyde de silicium, mais également à des spiraux réalisés en diamant, obtenu par croissance puis par gravure profonde, ou encore à des spiraux réalisés en DCS (de l’anglais Diamond Coated Silicium), c’est-à-dire des spiraux en silicium recouverts de diamant. The present description has been given by way of non-limiting illustration of the invention and the skilled person can still provide various alternatives directly from the description given above, without departing from the defined scope. by the claims. Note however that the support carrying the adjustment member may be associated with a graduation for locating the angular position of the pin in the opening, with reference to the center of the spiral. It is also possible, for the embodiments providing for the pin to be pivotally mounted on the support, to provide a mark for visualizing the angular position of the pin relative to the support. With these marks, it is thus possible to quantify the adjustment made. Note also that the two blades can be located at the second end of the spiral, and be directly associated with the peak. Finally, the invention can be applied generally to all the spirals made in conformable materials by deep etching techniques, particularly to silicon-based spirals, in particular monocrystalline silicon, optionally covered with an oxide layer. silicon, but also to spirals made of diamond, obtained by growth then by deep etching, or to spirals made in DCS (English Diamond Coated Silicon), that is to say silicon spirals covered diamond.

Claims

1. Spiral (10) obtained by deep reactive ion etching whose first inner end is intended to be associated with a ferrule (12) and whose outer coil terminates in a second end intended to be associated with a stud (14), characterized in that the outer coil of the spiral comprises a portion divided into two blades (16), said blades defining between them an oblong opening (18) having a radius of curvature substantially equal to that of the outer turn, said opening being intended receiving a setting member whose position is movable with reference to the opening.

2. Spiral according to claim 1, characterized in that said blades (16) meet before the second end, so that the spiral has a single strand for cooperating with the stud.

3. Spiral according to one of claims 1 and 2, characterized in that said blades (16) are stiffer than the turns of the rest of the spiral.

4. Spiral according to one of claims 1 and 2, characterized in that said blades (16) are flexible and participate in the determination of the elastic torque of the spiral.

5. Spiral according to one of claims 1 to 4, characterized in that the blades (16) are arranged symmetrically with reference to the virtual curve of the outer coil, at rest.

6. Spiral according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is made of monocrystalline silicon.

7. Spiral according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is made of monocrystalline silicon covered with an oxide layer.

8. Spiral according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is made of silicon coated with a diamond layer.

9. Spiral according to one of claims 1 to 5, characterized in that it is made of diamond.

10. Spiral-shell comprising a spiral according to one of claims 1 to 9 and a ferrule, characterized in that the spiral (10) is formed integrally with the ferrule (12).

11. An assembly comprising a hairspring (10) according to one of claims 1 to 9 or a hairspring according to claim 10, a support concentrically movable to the last turn and a single adjustment member (20) arranged on the support. inside the opening (18) defined by the two blades.

12. The assembly of claim 11, characterized in that the adjusting member (20) is fixed on the support and in that said adjustment member is substantially located in the middle of the two blades (16).

13. The assembly of claim 11, wherein the blades are spaced from each other by a distance e, characterized in that the adjusting member (20) is, in its largest dimension, smaller than e, and that it is pivotally mounted on the support so as to vary the clearance between the adjustment member and each of the blades (16).

14. The assembly of claim 13, characterized in that the adjusting member (20) is eccentrically mounted on the support.

15. The assembly of claim 13, characterized in that the adjusting member (20) is oblong and is symmetrical with respect to its pivot axis.

16. The assembly of claim 11, wherein the blades (16) are spaced from each other by a distance e, characterized in that the adjusting member (20) is, in its largest dimension, greater than e, and in that it is pivotally mounted on the support so as to vary the clearance between the adjustment member and each of the blades, possibly to eliminate any play.