CH700812B1 - Spiral pour organe régulateur à balancier d'un mouvement d'horlogerie. - Google Patents

Abstract

Le ressort spiral est plan et comporte une géométrie identique répétée N fois (1, 2) autour de son axe avec un angle de répétition α = 360°/N.

Description

  [0001]    La présente invention a pour objet un ressort spiral pour un organe régulateur à balancier d'un mouvement d'horlogerie.

  

[0002]    La problématique de tout organe régulateur comprenant un spiral et un balancier provient de la non-symétrie du déploiement du ressort spiral de sorte que le couple de rappel délivré au balancier n'est pas parfait et entraîne des efforts radiaux et/ou latéraux sur l'axe du balancier engendrant des mouvements parasites de celui-ci dans les pierres de ses paliers provoquant des frictions parasites. En effet, au cours de ses battements le ressort spiral se déforme et son centre de gravité se déplace autour ou de part et d'autre de l'axe du balancier.

   Ceci provoque des efforts radiaux et/ou latéraux variables appliqués à l'axe du balancier pendant le fonctionnement de l'organe régulateur ce qui engendre des forces de friction variables appliquées aux pivots de l'axe du balancier entraînant des défauts d'isochronisme de l'organe régulateur et affectant sa précision.

  

[0003]    Pour remédier à ces défauts d'isochronisme des systèmes réglant comportant un ressort spiral et un balancier, différentes solutions ont été proposées à ce jour.

  

[0004]    Un spiral aux courbes terminales dites courbe de Breguet ou courbe de Philips dont le principe consiste à réduire les efforts radiaux imprimés à l'axe du balancier et à réduire la non-concentricité du déploiement des spires du ressort spiral et donc à réduire les déplacements du centre de gravité du spiral au cours de ses battements en rapprochant le plus possible le point de fixation du spiral au piton du point de fixation du spiral à la virole. Ce faisant, la courbe terminale du spiral sort de son plan pour se superposer aux spires du spiral, ce qui présente l'inconvénient d'augmenter en hauteur l'encombrement du ressort spiral et donc de l'organe régulateur. De plus, les déplacements du centre de gravité du spiral lors de ses battements sont seulement réduits mais pas supprimés.

  

[0005]    Un échappement Audemars Piguet qui comprend un second ressort spiral enroulé en sens inverse du premier. Les efforts radiaux des deux ressorts se compensent en partie mais la différence de leurs points de fixation sur l'axe de balancier crée un couple parasite perpendiculaire à cet axe de balancier. L'inconvénient majeur de ce type d'organe régulateur est son encombrement en hauteur et son coût, du fait de la nécessité de prévoir deux ressorts spiraux.

  

[0006]    Un ressort spiral tubulaire dans lequel les spires ne sont plus enroulées les unes dans les autres mais les unes au-dessus des autres. Ici également l'inconvénient principal réside dans l'encombrement important en épaisseur du système.

  

[0007]    Dans les systèmes à courbe de Breguet à ressort spiral tubulaire ou à ressorts superposés, le spiral n'est pas contenu dans un plan ce qui est un inconvénient important de par l'augmentation de l'encombrement du système.

  

[0008]    On connaît encore le ressort en silicium à épaisseur variable, décrit dans le document EP-1 473 604, obtenu par un procédé de gravure plasma dans du silicium et qui présente des épaisseurs de matière différentes en fonction des endroits sollicités du ressort. La rigidité résultant de certaines portions du spiral permet de réduire la non-concentricité du déploiement du spiral.

  

[0009]    On connaît enfin le spiral à cornière, décrit en 1958 par MM. Emile et Gaston Michel dans l'article "Spiraux plats concentriques sans courbes" publié par la Société Suisse de Chronométrie. Cette solution propose de rigidifier une portion déterminée de spire en lui donnant la forme d'une cornière pour améliorer la concentricité des déformations des spires du spiral lors de ses battements.

  

[0010]    Ces deux derniers dispositifs connus permettent de réduire mais pas de supprimer les déplacements du centre de gravité du spiral lors de ses battements, il reste néanmoins toujours des efforts radiaux résiduels sur l'axe du balancier qui sont néfastes.

  

[0011]    Le but de la présente invention est de réaliser un organe régulateur comprenant un ressort spiral et un balancier dans lesquels les couples parasites transmis à l'axe de balancier soient nuls ou fortement réduit, dont les déplacements du centre de gravité du spiral sont annulés et dont l'encombrement, notamment en épaisseur, soit également le plus faible possible.

  

[0012]    Ce but est obtenu par le ressort spiral pour organe régulateur à balancier d'un mouvement d'horlogerie comprenant les caractéristiques énumérées à la revendication 1.

  

[0013]    Le dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple plusieurs formes d'exécution du spiral selon l'invention.
<tb>La fig. 1<sep>illustre un spiral à deux bras.


  <tb>La fig. 2<sep>illustre un spiral à trois bras.


  <tb>La fig. 3<sep>illustre un spiral à quatre bras.

  

[0014]    Le ressort spiral dont une forme d'exécution particulière est illustrée à la fig. 1, destiné à équiper un organe régulateur comprenant un spiral et un balancier pour pièce et mouvement d'horlogerie, est un ressort plan qui présente les particularités que son centre de gravité ne se déplace pas au cours de ses pulsations mais reste centré sur l'axe du balancier de sorte qu'au cours de ses pulsations il ne transmet aucun effort latéral au balancier, ce qui permet d'obtenir un degré d'isochronisme encore inégalé.

  

[0015]    Ces caractéristiques ou particularités spéciales du ressort spiral sont obtenues par l'utilisation pour ce ressort spiral d'une géométrie identique répétée N fois autour d'un axe avec un angle de répétition [alpha] tel que [alpha] = 360/N. Ceci conduit à la réalisation d'un spiral multibras tous les bras étant identiques et répartis uniformément autour de l'axe du spiral, c'est-à-dire que leurs extrémités intérieures sont solidaires de la virole centrale en des points répartis uniformément autour de sa périphérie.

  

[0016]    Ce ressort spiral comporte plusieurs bras 1, 2, deux dans l'exemple illustré à la fig. 1, enroulés concentriquement les uns dans les autres. L'extrémité intérieure de chaque bras 1, 2 est fixée sur ou solidaire d'une virole 3. Les points d'attache 4, 5 de ces bras 1, 2 sur la virole sont disposés de manière à être répartis uniformément autour de celle-ci, dans l'exemple illustré ces points d'attache 4, 5 sont disposés sur un diamètre passant par l'axe de la virole 3 et à une même distance de cet axe, donc opposés à 180[deg.]. Dans le cas d'un spiral qui comprendrait plus de deux bras les points d'attache correspondant se trouvent uniformément répartis sur la circonférence de la virole 3. Le ressort spiral multi-bras est plan, c'est-à-dire que la virole 3, les bras 1, 2 et leurs extrémités extérieures 6, 7 sont coplanaires.

   Les extrémités extérieures 6, 7 des bras 1, 2 sont également situées sur un diamètre passant par l'axe de la virole 3 et donc opposées à 180[deg.] comme les points d'attache 4, 5 de ces bras 1, 2. Si le spiral comporte plus de deux bras, les extrémités extérieures de ceux-ci sont uniformément réparties autour de l'axe du spiral. La longueur, l'épaisseur, la largeur, de même que la forme des bras 1, 2 sont identiques pour garantir que le spiral présente une symétrie la plus parfaite possible.

  

[0017]    Les extrémités extérieures 6, 7 des bras 1, 2 comportent des organes de fixation 8, 9 identiques permettant de les fixer sur des pitons ou directement sur un coq ou partie fixe de l'organe régulateur. La virole 3, elle est fixée sur l'axe de balancier.

  

[0018]    Ce ressort spiral dont les N bras identiques sont uniformément répartis autour de la virole permet d'équilibrer parfaitement les efforts pour éviter tout couple parasite, latéral sur l'axe du balancier et d'éviter tout déplacement du centre de gravité du spiral lors de ses pulsations, déploiements ou contractions. On arrive ainsi à obtenir un isochronisme parfait de l'organe réglant. Un tel spiral plan multi-bras transmet un couple pur à l'axe de balancier, c'est-à-dire qu'il ne transmet à cet axe aucun effort radial ou latéral pouvant entraîner des mouvements et des frictions parasites de cet axe de balancier dans ses paliers.

  

[0019]    Le déploiement de chaque bras du spiral est calculé de manière connue, par exemple comme décrit par MM Emile et Gaston Michel pour être suffisamment concentrique pour éviter tout contact entre les spires des bras lors du fonctionnement de l'organe réglant.

  

[0020]    Les principaux avantages du ressort spiral selon l'invention sont:
qu'il n'y a pas de déplacement du centre de gravité du ressort pendant son fonctionnement,
que son fonctionnement est parfaitement symétrique et planaire et exempt d'efforts radiaux ou latéraux sur l'axe du balancier,
que son encombrement est faible particulièrement en épaisseur du fait qu'il est plan,
qu'aucun couple perpendiculaire n'est crée sur l'axe de balancier comme c'est le cas avec deux spiraux superposés,
qu'il y a moins de frottement dans l'air lorsque le spiral "bat" celui-ci étant contenu dans un plan.

  

[0021]    Il faut encore noter qu'un tel spiral peut être réalisé selon les technologies connues, LIGA (Lithographie Galvano Formung), SIGA (attaque plasma de Silicium), l'attaque plasma du diamant, l'électroérosion à fil ou encore la découpe au Laser, qui toutes, permettent la réalisation de pièces planes précises malgré des géométries complexes. Il en découle que divers matériaux peuvent être utilisés pour la réalisation de tels spiraux, notamment un alliage Ni-P; du silicium, un alliage ou un composé de silicium; du diamant; du graphite, etc.

  

[0022]    Les principales caractéristiques du spiral permettant de réaliser le but visé, soit l'obtention d'un centre de gravité fixe du spiral lors de son fonctionnement, sont:
que le spiral est plan,
que le spiral comporte N bras identiques dont les extrémités intérieures sont uniformément réparties autour de la virole, leurs points d'attache sur la virole étant décalés d'un angle [alpha] = 360[deg.]/N.

  

[0023]    Pour autant que ces caractéristiques soient respectées, le spiral peut comporter deux ou plusieurs bras, la virole et les organes de fixation des extrémités externes des bras peuvent présenter des formes diverses et il peut être réalisé dans un matériau adéquat.

  

[0024]    La fig. 2 illustre une forme d'exécution du spiral à trois bras A, B, C identiques, dont les extrémités extérieures, identiques, comportent des organes de fixation F et dont les extrémités intérieures sont rattachées à la virole 3 en des points a, b, c uniformément répartis autour de celui-ci et donc séparés par des angles [alpha] = 120[deg.].

  

[0025]    La fig. 3 illustre une forme d'exécution du spiral à quatre bras A, B, C, D identiques, dont les extrémités extérieures comportent des organes de fixation F et dont les extrémités intérieures sont reliées à la virole 3 en des points a, b, c, d uniformément répartis autour de cette virole 3 et donc séparés par des angles de [alpha] = 90[deg.].

  

[0026]    Dans toutes les formes d'exécution du spiral celui-ci est formé par des secteurs uniformément répartis autour de son axe et présentant une géométrie identique, secteur de 180[deg.] dans le cas d'un spiral à deux bras, de 120[deg.] dans le cas d'un spriral à trois bras ou de 90[deg.] dans le cas d'un spiral à quatre bras, etc., en fonction du nombre de bras du spiral.

  

[0027]    Dans le cas général, on a donc N secteurs de géométrie identique occupant un espace angulaire ou angle de répétition [alpha] de 360[deg.]/N autour de l'axe du spiral.

  

[0028]    De cette façon, lors des battements du ressort spiral son centre de gravité ne se déplace pas, il reste fixe, les irrégularités de déformation des bras se compensant les unes les autres pendant le fonctionnement.

Claims (7)

1. Ressort spiral pour organe régulateur à balancier d'un mouvement d'horlogerie, caractérisé par le fait qu'il est plan et présente une géométrie identique répétée N fois autour de son axe avec un angle de répétition [alpha] = 360[deg.]/N.

2. Ressort spiral selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comporte des bras (1, 2) enroulés concentriquement l'un dans l'autre.

3. Ressort spiral selon la revendication 2, caractérisé par le fait que les extrémités internes des bras (1, 2) sont fixées sur, ou venues d'une pièce avec une virole (3); les points d'attache (4, 5) des extrémités intérieures de ces bras (1, 2) étant répartis uniformément autour de la virole (3).

4. Ressort spiral selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé par le fait que les extrémités extérieures (6, 7) des bras (1, 2) comportent des organes de fixation.

5. Ressort spiral selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en un alliage Ni-P, en silicium, en un alliage à base de silicium, en un composé de silicium, en diamant ou en graphite.

6. Organe régulateur pour mouvement d'horlogerie comprenant un balancier, caractérisé par le fait qu'il comporte un ressort spiral selon l'une des revendications précédentes dont la virole est fixée sur l'axe de balancier.

7. Mouvement d'horlogerie ou pièce d'horlogerie comportant un organe régulateur comprenant un balancier, caractérisé par le fait qu'il comporte un ressort spiral selon l'une des revendications 1 à 5 dont la virole est fixée sur l'axe de balancier.