CH703961B1

CH703961B1 - A method of assembling a piece of hard material on an axis and assembly comprising such a part assembled on a shaft.

Info

Publication number: CH703961B1
Application number: CH01751/10A
Authority: CH
Inventors: Paolo Pesenti; Gilles Gaillard
Original assignee: Manuf La Joux Perret Sa
Priority date: 2010-10-22
Filing date: 2010-10-22
Publication date: 2015-10-15
Also published as: CH703961A2

Abstract

La présente invention propose une méthode permettant de monter une pièce en matériau dur sur un axe, surmontant les inconvénients liés aux contraintes mécaniques exercées sur la pièce à assembler. La méthode selon l’invention propose de monter sur l’axe une bague élastique (18) en appui sur la pièce en matériau dur, ladite bague élastique étant dimensionnée de manière à permettre le passage de l’axe tout en étant en contact avec ladite pièce en matériau dur. Ensuite, on bloque la position axiale et angulaire de la bague élastique (18) en référence à la pièce en matériau dur au moyen d’une rondelle (20) montée sur l’axe et comprimant élastiquement la bague élastique (18) entre elle et la pièce en matériau dur, sans être en contact avec la pièce en matériau dur de manière à générer des frottements entre la bague élastique (18) et, d’une part, la rondelle (20) et, d’autre part, la pièce en matériau dur (12), permettant de lier en rotation la pièce en matériau dur (12) et l’axe (10). L’invention se rapporte également à un ensemble comprenant une telle pièce assemblée sur un axe. L’invention concerne le domaine de l’horlogerie.The present invention proposes a method for mounting a piece of hard material on an axis, overcoming the disadvantages associated with the mechanical stresses exerted on the part to be assembled. The method according to the invention proposes to mount on the axis an elastic ring (18) bearing on the piece of hard material, said elastic ring being dimensioned so as to allow the passage of the axis while being in contact with said piece of hard material. Then, the axial and angular position of the elastic ring (18) is blocked with reference to the piece of hard material by means of a washer (20) mounted on the axis and elastically compressing the elastic ring (18) between it and the piece of hard material, without being in contact with the piece of hard material so as to generate friction between the elastic ring (18) and, on the one hand, the washer (20) and, on the other hand, the piece hard material (12), for linking in rotation the hard material part (12) and the axis (10). The invention also relates to an assembly comprising such a piece assembled on an axis. The invention relates to the field of watchmaking.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention concerne une méthode d’assemblage d’une pièce en matériau dur sur un axe et un ensemble comprenant une telle pièce assemblée sur un axe. The present invention relates to a method of assembling a piece of hard material on an axis and an assembly comprising such a piece assembled on an axis.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Au cours des dernières années, les matériaux utilisés dans l’horlogerie ont considérablement évolué. Particulièrement, les techniques de croissance et de gravure développées pour d’autres branches de la microtechnique offrent des possibilités particulièrement intéressantes pour des applications horlogères. Cependant, la plupart de ces nouveaux matériaux, tels que le silicium, le corindon ou le diamant, n’ont pas de domaine plastique ou n’ont qu’un faible domaine plastique, c’est-à-dire qu’ils ne peuvent subir de déformation plastique. Les procédés de chassage habituellement utilisés pour assembler une pièce, telle qu’une roue, sur un axe ne peuvent donc pas être utilisés, car ils conduisent à casser la pièce. [0002] In recent years, the materials used in watchmaking have considerably evolved. In particular, the growth and engraving techniques developed for other branches of microtechnology offer particularly interesting possibilities for horological applications. However, most of these new materials, such as silicon, corundum or diamond, have no plastic domain or only a small plastic domain, that is, they can not undergo plastic deformation. The hunting methods usually used to assemble a part, such as a wheel, on an axis can not be used because they lead to breaking the part.

[0003] Pour pallier cet inconvénient, on a proposé des solutions consistant à ménager, au niveau du moyeu de la pièce, une structure élastique, afin de permettre son assemblage sur un axe. Une telle structure nécessite de prévoir des organes complémentaires, afin de supprimer les degrés de liberté de la pièce par rapport à l’axe, tant angulairement que axialement. To overcome this disadvantage, it has been proposed solutions to provide, at the hub of the part, an elastic structure, to allow its assembly on an axis. Such a structure requires the provision of complementary members, to remove the degrees of freedom of the workpiece relative to the axis, both angularly and axially.

[0004] Le document EP 1 850 193 propose un procédé de chassage d’une première pièce dans une seconde pièce sans déformation plastique, consistant à introduire dans un premier trou de la seconde pièce une pièce intermédiaire déformable comprenant un second trou, et chasser la première pièce dans le second trou de sorte à serrer la pièce intermédiaire contre la paroi du premier trou par déformation de la pièce intermédiaire. Même s’il est intéressant d’appliquer les contraintes relatives au chassage sur une pièce intermédiaire et non pas sur une pièce sans déformation plastique, cette dernière subit néanmoins la répercussion de ces contraintes. EP 1 850 193 proposes a method of driving a first piece in a second piece without plastic deformation, of introducing into a first hole of the second piece a deformable intermediate piece comprising a second hole, and to drive the first piece in the second hole so as to clamp the intermediate piece against the wall of the first hole by deformation of the intermediate piece. Although it is interesting to apply the constraints on hunting on an intermediate part and not on a part without plastic deformation, it nevertheless undergoes the repercussion of these constraints.

[0005] Ce genre de difficultés peut, plus généralement, se rencontrer avec des pièces en matériau dur, c’est-à-dire présentant un domaine plastique sensiblement nul avec un risque de casse lors d’une opération de chassage. Les matériaux concernés sont particulièrement des matériaux en ou à base de silicium, diamant ou corindon. This kind of difficulties can, more generally, meet with pieces of hard material, that is to say having a substantially zero plastic area with a risk of breakage during a hunting operation. The materials concerned are particularly materials in or based on silicon, diamond or corundum.

[0006] La présente invention a pour but de proposer une méthode d’assemblage d’une pièce en matériau dur sur un axe ou, plus généralement, sur un organe de pivotement, exempt des inconvénients ci-dessus. The present invention aims to propose a method of assembling a piece of hard material on an axis or, more generally, on a pivot member, free of the above disadvantages.

Divulgation de l’inventionDisclosure of the invention

[0007] De façon plus précise, l’invention concerne une méthode d’assemblage ainsi qu’un ensemble comportant un axe, une pièce en matériau dur et des éléments d’assemblage tels que définis dans les revendications indépendantes. More specifically, the invention relates to an assembly method and an assembly comprising an axis, a piece of hard material and assembly elements as defined in the independent claims.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0008] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence au dessin annexé dans lequel: <tb>la fig. 1<SEP>est une vue en coupe d’un premier mode de réalisation de l’invention, et <tb>les fig. 2 et 3<SEP>sont, respectivement, des vues en coupe et en perspective d’un deuxième mode de réalisation de l’invention.Other details of the invention will appear more clearly on reading the description which follows, given with reference to the accompanying drawing in which: <tb> fig. 1 <SEP> is a sectional view of a first embodiment of the invention, and <tb> figs. 2 and 3 <SEP> are, respectively, sectional and perspective views of a second embodiment of the invention.

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

[0009] La présente invention propose une méthode d’assemblage permettant de monter, avec un faible risque de casse, une pièce en matériau dur, c’est-à-dire une pièce en ou à base de silicium, diamant ou corindon, sur un axe, afin de permettre son pivotement. La description qui suit est faite en référence au dessin annexé qui montre, à titre d’illustration, une roue d’échappement, mais il pourrait également s’agir, entre autres, d’une ancre ou d’une bascule ou de tout autre mobile destiné à être monté en rotation. The present invention provides a method of assembly for mounting, with a low risk of breakage, a piece of hard material, that is to say a piece or silicon-based, diamond or corundum, on an axis, to allow its pivoting. The following description is made with reference to the accompanying drawing which shows, by way of illustration, an escape wheel, but it could also be, inter alia, an anchor or a rocker or any other mobile intended to be mounted in rotation.

[0010] La fig. 1 représente le résultat obtenu selon un premier mode de réalisation. On peut voir un axe 10, destiné à permettre la rotation d’une roue d’échappement 12. L’axe 10 comporte une denture formant un pignon d’échappement 14. Cette denture définit, sur son flanc, une portée 16 située du côté de la roue d’échappement 12. FIG. 1 represents the result obtained according to a first embodiment. One can see an axis 10, intended to allow the rotation of an escape wheel 12. The axis 10 has a toothing forming an escape pinion 14. This toothing defines on its side a bearing 16 located on the side of the escape wheel 12.

[0011] Cette roue 12 est munie, en son centre, d’une ouverture permettant le libre passage de l’axe et permettant de disposer la pièce sur l’axe par ladite ouverture. Par libre passage, on entend que l’introduction de l’axe dans l’ouverture se fait sans contrainte radiale sur la roue. En revanche, notamment dans sa position de fonctionnement, la roue est centrée sur l’axe, et ne présente pas de jeu radial au-delà des tolérances de fonctionnement. En d’autres termes, la roue 12 est montée à frottement gras sur l’axe 10. This wheel 12 is provided at its center with an opening allowing the free passage of the axis and for disposing the workpiece on the axis by said opening. Free passage means that the introduction of the axis in the opening is without radial stress on the wheel. However, in particular in its operating position, the wheel is centered on the axis, and does not have a radial clearance beyond the operating tolerances. In other words, the wheel 12 is frictionally mounted on the axis 10.

[0012] Afin de faciliter la disposition de la roue d’échappement 12 sur l’axe 10, ce dernier présente une portion de diamètre D1, plus petit que le diamètre de l’ouverture de la roue 12 afin de permettre l’introduction de l’axe avec jeu, le long de cette portion. On évite ainsi tout frottement, sur cette portion, entre l’axe et la roue. Jouxtant le pignon 14, l’axe présente une deuxième portion de diamètre D2, ajusté à la taille de l’ouverture afin de permettre le positionnement de la roue, tel que décrit au paragraphe précédent. De préférence, le passage entre les portions de diamètres D1 et D2 est chanfreiné, formant une zone tronconique facilitant l’introduction de l’axe dans l’ouverture et le centrage de la roue 12. To facilitate the arrangement of the escape wheel 12 on the axis 10, the latter has a portion of diameter D1, smaller than the diameter of the opening of the wheel 12 to allow the introduction of the axis with play, along this portion. This avoids any friction on this portion between the axis and the wheel. Adjoining the pinion 14, the axis has a second portion of diameter D2, adjusted to the size of the opening to allow the positioning of the wheel, as described in the previous paragraph. Preferably, the passage between the portions of diameters D1 and D2 is chamfered, forming a frustoconical zone facilitating the introduction of the axis into the opening and centering of the wheel 12.

[0013] La roue est disposée sur l’axe jusqu’à être mise en appui sur la portée 16. The wheel is disposed on the axis until it bears on the bearing 16.

[0014] Puis, une bague élastique 18 est montée sur l’axe 10, sur la roue d’échappement 12. Plus précisément, la bague élastique 18 est dimensionnée de manière à permettre le passage de l’axe tout en étant en contact avec la pièce en matériau dur, particulièrement au niveau de son moyeu, dans la zone située autour de l’ouverture. La bague 18 peut être légèrement tendue ou libre sur l’axe. La bague peut être un joint torique de type O-ring en caoutchouc ou en un polymère élastiquement déformable et susceptible de générer, comme on le comprendra par la suite, un coefficient de frottement suffisant avec la roue d’échappement 12, pour l’entraîner en rotation. Then, an elastic ring 18 is mounted on the axis 10, on the escape wheel 12. More specifically, the elastic ring 18 is dimensioned so as to allow the passage of the axis while being in contact with the piece of hard material, particularly at its hub, in the area around the opening. The ring 18 may be slightly stretched or free on the axis. The ring may be an o-ring O-ring rubber or an elastically deformable polymer and capable of generating, as will be understood later, a sufficient coefficient of friction with the escape wheel 12, to drive it in rotation.

[0015] Une rondelle 20 munie d’une ouverture de taille adaptée est enfin montée rigidement sur l’axe 10. L’assemblage peut se faire par tout moyen approprié, notamment par chassage, collage, rivetage, soudage laser ou encore par vissage. La rondelle 20 est montée de manière à comprimer élastiquement la bague 18 entre elle et la roue d’échappement 12, sans toutefois être en contact avec la pièce en matériau dur. Ainsi, la rondelle 20 permet de bloquer la position axiale et angulaire de la bague élastique en référence à la roue 12. Avantageusement notamment avec un assemblage de la rondelle 20 par vissage, la compression de la bague élastique peut être ajustée. Les frottements générés entre la bague élastique 18 et, d’une part, la rondelle 20 et, d’autre part, la roue d’échappement 12, permettent de lier en rotation la roue 12 et l’axe 10. A washer 20 provided with an aperture of suitable size is finally rigidly mounted on the axis 10. The assembly can be done by any appropriate means, including hunting, gluing, riveting, laser welding or by screwing. The washer 20 is mounted so as to elastically compress the ring 18 between it and the escape wheel 12, without being in contact with the piece of hard material. Thus, the washer 20 serves to block the axial and angular position of the elastic ring with reference to the wheel 12. Advantageously in particular with an assembly of the washer 20 by screwing, the compression of the elastic ring can be adjusted. The friction generated between the elastic ring 18 and, on the one hand, the washer 20 and, on the other hand, the escape wheel 12 make it possible to link the wheel 12 and the axis 10 in rotation.

[0016] On aura donc compris que, selon l’invention, pour assembler une roue d’échappement 12 sur un axe 10 doté d’une portée 16, on dispose la roue 12 sur l’axe par l’ouverture centrale que comporte la roue. Dans l’exemple ci-dessus, la roue 12 est montée directement en appui sur la portée 16. Puis on monte une bague élastique 18 sur la roue d’échappement 12, la bague 18 étant dimensionnée de manière à permettre le passage de l’axe tout en étant en contact avec la roue d’échappement 12. Enfin, on bloque la position axiale et angulaire de la bague élastique 18 en référence à la roue d’échappement 12 au moyen d’une rondelle 20 montée sur l’axe 10 et comprimant élastiquement la bague 18 entre elle et la roue 12, sans être en contact avec la pièce en matériau dur, les forces de frottement générées permettant de relier en rotation la roue 12 et l’axe 10. It will therefore be understood that, according to the invention, to assemble an exhaust wheel 12 on an axis 10 with a bearing 16, it has the wheel 12 on the axis by the central opening that includes the wheel. In the example above, the wheel 12 is mounted directly on the bearing surface 16. Then a resilient ring 18 is mounted on the escape wheel 12, the ring 18 being dimensioned so as to allow the passage of the axis while being in contact with the escape wheel 12. Finally, it blocks the axial and angular position of the elastic ring 18 with reference to the escape wheel 12 by means of a washer 20 mounted on the axis 10 and elastically compressing the ring 18 between it and the wheel 12, without being in contact with the piece of hard material, the generated friction forces for connecting in rotation the wheel 12 and the axis 10.

[0017] Un tel assemblage présente plusieurs avantages. Tout d’abord, la roue d’échappement 12 ne subit pas de contrainte directe importante, la bague amortissant les forces exercées lors du serrage de la rondelle 20. La roue d’échappement 12 ne subit pas de déformation, et n’est pas liée définitivement à un autre élément, de sorte qu’elle peut être démontée et réutilisée. La bague élastique 18 permet également, dans le fonctionnement de la roue d’échappement 12, d’amortir les chocs ou les vibrations subis. Such an assembly has several advantages. First, the escape wheel 12 does not undergo significant direct stress, the ring damping the forces exerted during the clamping of the washer 20. The escape wheel 12 is not deformed, and is not permanently linked to another element, so that it can be dismantled and reused. The elastic ring 18 also allows, in the operation of the escape wheel 12, damping shocks or vibrations.

[0018] De manière avantageuse, comme illustrée sur la fig. 1 , la rondelle utilisée présente une collerette 22, définissant également une gorge 24 dans laquelle prend place la bague élastique 18. La collerette 22 présente un jeu, typiquement de quelques centièmes de millimètres, entre elle et la roue d’échappement, afin de limiter au maximum les contraintes subies par la roue 12 lors du montage. Cette collerette 22 forme une butée à la roue d’échappement 12 en cas de désaxage de celle-ci. [0018] Advantageously, as illustrated in FIG. 1, the washer used has a flange 22, also defining a groove 24 in which the elastic ring 18 takes place. The flange 22 has a clearance, typically of a few hundredths of a millimeter, between it and the escape wheel, in order to limit maximum constraints on the wheel 12 during assembly. This flange 22 forms a stop at the escape wheel 12 in case of misalignment thereof.

[0019] Dans un deuxième mode de réalisation proposé aux fig. 2 et 3 , la roue d’échappement 12 n’est pas montée directement en appui sur la portée 16. Une deuxième bague élastique 25 est intercalée entre la portée 16 et la roue d’échappement 12. In a second embodiment proposed in FIGS. 2 and 3, the escape wheel 12 is not directly mounted on the bearing surface 16. A second elastic ring 25 is interposed between the bearing surface 16 and the escape wheel 12.

[0020] De préférence, la portée 16 présente une deuxième collerette 26 définissant également une gorge 28 dans laquelle prend place la deuxième bague élastique 25. A l’instar de la première collerette, la deuxième collerette 26 présente un jeu, typiquement de quelques centièmes de millimètres, entre elle et la roue d’échappement 12, afin de limiter au maximum les contraintes subies par la roue 12 lors du montage. Cette collerette 22 forme une butée à la roue d’échappement 12 en cas de désaxage de celle-ci. Preferably, the bearing surface 16 has a second collar 26 also defining a groove 28 in which the second elastic ring 25 takes place. Like the first collar, the second collar 26 has a clearance, typically of a few hundredths. millimeters, between it and the escape wheel 12, in order to minimize the constraints experienced by the wheel 12 during assembly. This flange 22 forms a stop at the escape wheel 12 in case of misalignment thereof.

[0021] Ainsi, pour l’assemblage d’une roue d’échappement 12, en mettant en œuvre une deuxième bague élastique, on commencera par monter la deuxième bague élastique sur la portée, avant d’introduire l’axe dans l’ouverture centrale de la roue d’échappement 12. Les étapes suivantes sont identiques à celles mentionnées ci-dessus. Thus, for the assembly of an exhaust wheel 12, by implementing a second elastic ring, it will start by mounting the second elastic ring on the scope, before introducing the axis in the opening central exhaust wheel 12. The following steps are identical to those mentioned above.

[0022] Dans ce mode de réalisation, la roue d’échappement subit encore moins de contrainte que dans le premier et les chocs et vibrations qu’elle subit sont davantage amorties. In this embodiment, the escape wheel undergoes even less stress than in the first and shocks and vibrations it undergoes are further damped.

[0023] On notera encore que les forces de frottement exercées entre, d’une part, la bague élastique 18 et la rondelle 20 et, d’autre part, la roue d’échappement 12, peuvent être modulées, non seulement en ajustant la contrainte exercée sur la bague élastique, celle-ci étant fonction de la position occupée par la rondelle sur l’axe 10, mais également en adaptant la dureté Shore de la bague élastique. It will also be noted that the friction forces exerted between, on the one hand, the elastic ring 18 and the washer 20 and, on the other hand, the escape wheel 12, can be modulated, not only by adjusting the stress exerted on the elastic ring, the latter being a function of the position occupied by the washer on the axis 10, but also by adjusting the Shore hardness of the elastic ring.

[0024] Comme mentionné ci-dessus, l’exemple proposé en référence à une roue d’échappement peut être adapté à une ancre ou une bascule devant être pivotée sur un bâti. As mentioned above, the example provided with reference to an escape wheel can be adapted to an anchor or a rocker to be rotated on a frame.

Claims

1. Method of assembling a piece of hard material (12) on an axis (10), comprising the following steps - to have said axis (10), comprising a bearing (16), - Have the piece of hard material (12), provided with an opening allowing the free passage of the axis and arrange the workpiece on the axis by said opening, - Mount on the shaft (10) an elastic ring (18) resting on the piece of hard material, said elastic ring being dimensioned to allow the passage of the axis while being in contact with said piece of hard material , - Block the axial and angular position of the elastic ring (18) with reference to the piece of hard material by means of a washer (20) mounted on the shaft and elastically compressing the elastic ring (18) between it and the workpiece in hard material, without being in contact with the piece of hard material so as to generate friction between the elastic ring (18) and, on the one hand, the washer (20) and, on the other hand, the piece of material hard (12), for linking in rotation the hard material part (12) and the axis (10).

2. Method according to claim 1, characterized in that said piece of hard material (12) is mounted directly on said bearing surface (16).

3. Method according to one of claims 1 and 2, wherein the washer (20) used has a collar (22) also defining a groove (24) in which takes place the elastic ring (18), said collar forming a stop to the piece of hard material (12) in case of misalignment thereof.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the piece of hard material (12) is mounted on a portion of the axis of diameter D2, and the washer is mounted on a portion of the diameter axis. D1, less than D2, the passage between the portions of diameter D1 and D2 being chamfered.

5. Method according to claim 1, wherein a second elastic ring (25) is interposed between the bearing surface (16) and the piece of hard material (12), so that the latter is not in direct bearing on the scope.

6. Method according to claim 5, wherein the bearing surface (16) has a second collar (26) defining a second groove (28) in which the second elastic ring (25) is located, said second collar forming a stop piece. hard material in case of misalignment thereof.

7. An assembly comprising an axis (10) provided with a bearing surface (16), a piece of hard material (12) mounted on the shaft bearing directly or indirectly on the bearing surface, an elastic ring mounted on the bearing axis on the piece of hard material (12), a washer (20) mounted on the shaft and elastically compressing the ring between it and the piece of hard material, without being in contact with the piece of hard material (12), the piece of hard material (12) and the axis (10) being rotatably connected by the friction generated between the elastic ring (18) and, on the one hand, the washer (20) and, on the other hand, the component hard material (12).

8. The assembly of claim 7, characterized in that the piece of hard material (12) is in direct bearing on the scope.

9. An assembly according to claim 7, characterized in that a second elastic ring (25) is interposed between the bearing surface (16) and the piece of hard material (12), so that the latter is not in direct bearing on the scope.

10. Assembly according to one of claims 7 to 9, characterized in that the washer (20) has a flange (22) defining a groove (24) in which takes place the elastic ring (18), said flange forming a stop to the piece of hard material in case of misalignment thereof.

11. An assembly according to one of claims 9 and 10, characterized in that the bearing surface (16) has a second collar (26) defining a groove (28) in which takes place the second elastic ring (25), said second collar (26) forming an abutment to the piece of hard material in case of misalignment thereof.

12. An assembly according to one of claims 7 to 11, characterized in that the piece of hard material is a material based on silicon, diamond or corundum.

13. Assembly according to one of claims 7 to 12, characterized in that the piece of hard material is a wheel, an anchor or a rocker.

14. Assembly according to one of claims 7 to 13, characterized in that the bearing (16) is defined by a pinion (14).