CH704237B1

CH704237B1 - mainspring barrel and containing such jurisdiction.

Info

Publication number: CH704237B1
Application number: CH21132010A
Authority: CH
Inventors: Stéphane Von Gunten; Lucas Humair; Pierre Gygax
Original assignee: Manuf Et Fabrique De Montres Et Chronomètres Ulysse Nardin Le Locle Sa
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2010-12-17
Publication date: 2015-03-13
Also published as: EP2466393B8; EP2466393A3; EP2466393A2; CH704237A2; EP2466393B1

Abstract

Pour améliorer le pivotement et le rendement d’un barillet, l’invention concerne un ressort de barillet de mouvement de montre, caractérisé en ce qu’il comporte une pluralité de lames (10a, 10b) coplanaires enroulées en spirale l’une dans l’autre, en ce que les extrémités intérieures de chaque lame sont chacune solidaires d’un dispositif d’attache (12), pour être fixé sur un arbre de barillet, et en ce que les extrémités extérieures de chaque lame sont disposées sensiblement symétriquement par rapport au centre de la spirale et sont agencées de manière à pouvoir coopérer avec un tambour de barillet. L’invention concerne également un barillet contenant un tel ressort.To improve the pivoting and the efficiency of a barrel, the invention relates to a watch movement spring, characterized in that it comprises a plurality of co-planar blades (10a, 10b) wound in a spiral fashion. other, in that the inner ends of each blade are each integral with an attachment device (12), to be fixed on a barrel shaft, and in that the outer ends of each blade are disposed substantially symmetrically by relative to the center of the spiral and are arranged to cooperate with a barrel drum. The invention also relates to a barrel containing such a spring.

Description

Description Domaine technique Description Technical Area

[0001 ] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie mécanique. Elle concerne, plus particulièrement, un ressort de barillet et un barillet comportant un tambour contenant ce ressort et un arbre. The present invention relates to the field of mechanical watchmaking. It relates more particularly to a barrel spring and a barrel having a drum containing the spring and a shaft.

Etat de la technique State of the art

[0002] Un barillet de type conventionnel comporte: A barrel of conventional type comprises:

- un tambour de barillet, qui est une sorte de boîte cylindrique comprenant un fond et des parois latérales, le tambour étant muni d’une denture extérieure pour entraîner le rouage, - A barrel drum, which is a kind of cylindrical box having a bottom and side walls, the drum being provided with an external toothing to drive the gear,

- un arbre de barillet pivotant entre pont et platine et muni d’un crochet disposé sur sa bonde, - A barrel shaft pivoting between bridge and platinum and provided with a hook disposed on its bung,

- un ressort lame fixé, par une première extrémité à un dégagement opéré sur le diamètre intérieur des parois latérales du tambour et, par une deuxième extrémité au crochet de l’arbre de barillet, et a leaf spring fixed at a first end to a clearance made on the inside diameter of the side walls of the drum and, by a second end to the hook of the barrel shaft, and

- généralement, un couvercle fermant le tambour. - generally, a lid closing the drum.

[0003] L’homme du métier sait que l’un des facteurs principaux pour améliorer le rendement d’un mouvement est la qualité des pivotements des différents éléments et la faiblesse des frottements impliqués. Ce point est particulièrement essentiel au niveau du barillet où les forces qui s’exercent sont importantes et où les défauts dans le guidage de l’arbre et du tambour peuvent avoir des conséquences non négligeables au niveau de la réserve de marche. The skilled person knows that one of the main factors to improve the performance of a movement is the quality of the pivoting of the various elements and the weakness of the friction involved. This point is particularly essential at the level of the barrel where the forces which are exerted are important and where the defects in the guidance of the shaft and the drum can have not inconsiderable consequences at the level of the power reserve.

[0004] Pour améliorer ces conditions de pivotement, on a proposé un grand nombre de dispositifs associant des roulements à billes, disposés à différents endroits, au niveau des pièces en mouvement. To improve these pivoting conditions, it has been proposed a large number of devices associating ball bearings, arranged at different locations, at the moving parts.

[0005] On connaît de tels barillets des documents CH 390801 , FR 403943 et JP 1 1 174 162. Tous ces barillets comportent un tambour muni d’un couvercle pivoté sur l’arbre de barillet à l’aide de deux roulements à billes distincts. Such barrels are known from documents CH 390801, FR 403943 and JP 11 174 162. All these barrels comprise a drum provided with a lid pivoted on the barrel shaft by means of two separate ball bearings. .

[0006] La présence de deux roulements à billes pour le pivotement du tambour sur l’axe de barillet entraîne plusieurs inconvénients tels qu’une perte de rendement, un alignement délicat des roulements à billes et une maîtrise médiocre des ébats de l’ensemble couvercle-ressort-tambour. De plus, la présence de plusieurs roulements à billes augmente l’encombrement du barillet, rend son assemblage plus délicat et a un coût non négligeable. The presence of two ball bearings for pivoting the drum on the barrel axis causes several drawbacks such as a loss of efficiency, a delicate alignment of the ball bearings and poor control of the frills of the lid assembly. -Spring-drum. In addition, the presence of several ball bearings increases the size of the barrel, makes assembly more delicate and has a significant cost.

[0007] Le document CH 610 178 propose, dans le but d’améliorer la qualité de pivotement du barillet, de le monter en porte-à-faux au moyen d’un roulement à bille. L’arbre de barillet est chassé à l’extérieur de la bague extérieure de ce roulement tandis que la bague intérieure est fixée dans un logement ménagé dans le tambour. En outre, le tambour est pivoté par l’extérieur au moyen de galets avec lesquels il coopère. The document CH 610 178 proposes, in order to improve the pivoting quality of the barrel, to mount cantilevered by means of a ball bearing. The barrel shaft is driven out of the outer ring of this bearing while the inner ring is fixed in a housing in the drum. In addition, the drum is pivoted from the outside by means of rollers with which it cooperates.

[0008] Or, la présence des galets est gênante au niveau de l’encombrement que ceux-ci génèrent. However, the presence of the rollers is troublesome at the level of congestion that they generate.

[0009] La présente invention a pour but non seulement de pallier ces inconvénients en proposant un ressort de barillet et un barillet optimisés au niveau des pivotements et du rendement fourni, tout en évitant toute difficulté d’encombrement liée à l’utilisation de roulements à billes. The present invention aims not only to overcome these disadvantages by providing a barrel spring and a barrel optimized at the pivoting and yield provided, while avoiding any difficulty of congestion related to the use of bearings to balls.

Divulgation de l’invention Disclosure of the invention

[0010] De façon plus précise, l’invention concerne un ressort de barillet tel que défini dans les revendications. L’invention concerne également un barillet contenant un tel ressort selon l’invention. More specifically, the invention relates to a mainspring as defined in the claims. The invention also relates to a barrel containing such a spring according to the invention.

Brève description des dessins Brief description of the drawings

[0011 ] D’autres détails de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite en référence aux fig. 1 à 2 annexées et illustrant schématiquement l’invention. Other details of the invention will appear more clearly on reading the description which follows, with reference to FIGS. 1 to 2 appended and schematically illustrating the invention.

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

[0012] Dans le but d’illustrer l’invention, mais de manière non limitative, considérons dans la présente description un ressort de barillet uniforme et homogène, d’épaisseur constante et de rigidité à la flexion constante. Introduisons un enroulement de référence, ou déformée de référence, ou enroulement nominal. Pour fixer les idées, considérons un enroulement en spirale d’Archimède à pas constant. Il correspond à la déformée sous l’effet d’un couple constant uniquement, sans force radiale ou axiale. Ce couple de maintien est équilibré par une variation de courbure tout au long du ressort, constante dans le cas d’un ressort homogène, isotrope et uniforme. L’enroulement de référence correspond au déroulement du barillet à environ mi-course. In order to illustrate the invention, but in a non-limiting manner, consider in the present description a uniform and uniform barrel spring of constant thickness and constant flexural stiffness. Introduce a reference winding, or reference winding, or nominal winding. To fix the ideas, consider a spiral winding of Archimedes with constant pitch. It corresponds to the deformation under the effect of a constant torque only, without radial or axial force. This holding torque is balanced by a variation of curvature throughout the spring, constant in the case of a homogeneous, isotropic and uniform spring. The reference winding corresponds to the unwinding of the barrel about halfway.

La fig. 1 représente une première spirale d’Archimède et une deuxième spirale d’Archimède décalée d’un demitour. Ces deux spirales s’imbriquent parfaitement avec un pas constant. Elles présentent une symétrie centrale d’ordre 2. Fig. 1 represents a first Archimedean spiral and a second Archimedean spiral offset by a half-turn. These two spirals fit perfectly with a constant step. They have a central symmetry of order 2.

La fig. 2 représente trois spirales d’Archimède décalées d’un tiers de tour avec une symétrie centrale d’ordre 3. Fig. 2 represents three Archimedes spirals staggered by a third of a turn with a central symmetry of order 3.

2 [0013] Pour un barillet de dimensions données, le nombre de tours de déroulement d’un barillet avec deux ressorts décalés d’un demi-tour serait réduit environ de moitié. Une épaisseur divisée de moitié permet approximativement de conserver le nombre de tours. Le rapport d’engrenage entre le barillet et la roue de centre sera adapté en fonction du couple délivré. For a cylinder of given dimensions, the number of unwinding turns of a barrel with two springs offset by half a turn would be reduced by about half. A thickness divided by half allows approximately to keep the number of turns. The gear ratio between the barrel and the center wheel will be adapted according to the torque delivered.

[0014] De manière particulièrement intéressante, de part la symétrie centrale des ressorts, la résultante des forces exercées sur l’axe du barillet serait quasiment nulle si l’on néglige la réaction du train d’engrenages entraîné par le barillet. In a particularly interesting way, from the central symmetry of the springs, the resultant forces exerted on the axis of the barrel would be almost zero if we neglect the reaction of the gear train driven by the barrel.

[0015] Ainsi, afin de mettre en oeuvre les avantages résultant d’un tel ressort au niveau d’un barillet, le ressort de barillet selon l’invention comporte une pluralité de lames 10a, 10b coplanaires enroulées en spirale l’une dans l’autre. Thus, in order to implement the advantages resulting from such a spring at a barrel, the barrel spring according to the invention comprises a plurality of coplanar blades 10a, 10b wound spirally one in the spring. 'other.

[0016] Les lames formant le ressort peuvent être indépendantes l’une de l’autre. Chaque lame peut comporter son propre système d’attache et être attachée indépendamment sur la bonde de l’arbre de barillet, par exemple au moyen d’un trou ménagé à l’extrémité intérieure de la lame et jouant le rôle d’œillet. La bonde du barillet comprend un nombre de crochets correspondant disposés symétriquement, pour coopérer avec les œillets de chacune des lames. The blades forming the spring may be independent of one another. Each blade may have its own attachment system and be attached independently to the bung of the barrel shaft, for example by means of a hole provided at the inner end of the blade and acting as a grommet. The bung barrel comprises a number of corresponding hooks arranged symmetrically, to cooperate with the eyelets of each of the blades.

[0017] En variante, les lames formant le ressort sont reliées les unes aux autres. Dans une première variante, on peut prévoir un système d’attache unique et commun pour toutes les lames. Par exemple, les lames se réunissent en un moyeu, ce dernier étant muni du système d’attache. On peut ainsi avoir une structure de forme, mâle ou femelle, coopérant avec une structure complémentaire, femelle ou mâle, située sur l’arbre. Notamment, on peut envisager un montage à carré ou un montage avec une fente, par exemple ménagée au niveau de l’arbre, dans laquelle s’insère un ergot solidaire du moyeu. Alternatively, the blades forming the spring are connected to each other. In a first variant, a single and common fastening system can be provided for all the blades. For example, the blades meet in a hub, the latter being provided with the fastening system. It can thus have a shape structure, male or female, cooperating with a complementary structure, female or male, located on the shaft. In particular, it is possible to envisage a square assembly or a mounting with a slot, for example arranged at the level of the shaft, into which a lug integral with the hub is inserted.

[0018] Les extrémités extérieures de chaque lame sont disposées sensiblement symétriquement par rapport au centre de la spirale. Elles sont agencées de manière à pouvoir coopérer avec l’intérieur d’un tambour de barillet. Cette coopération est en général un frottement, mais peut aussi être une liaison rigide. The outer ends of each blade are disposed substantially symmetrically with respect to the center of the spiral. They are arranged so as to cooperate with the inside of a barrel drum. This cooperation is usually a friction, but can also be a rigid connection.

[0019] Dans le cas d’une coopération à frottement, les extrémités extérieures de chaque lame peuvent être chacune prolongées par un système de limitation de couple destiné à coopérer avec l’intérieur de la paroi latérale du tambour de barillet. Ce système de limitation de couple peut consister en une bride associée à chacune des lames, formant une bride glissante. Les brides glissantes étant connues de l’homme du métier, on ne décrira pas plus en détail cet élément. Les brides sont, de préférence, disposées symétriquement. On peut encore prévoir une dent disposée sur l’extrémité extérieure des lames et destinées à coopérer avec des encoches ou une structure crénelée, ménagées à l’intérieur de la paroi latérale du tambour de barillet. On réalise ainsi une limitation de couple par déformation élastique des lames dans une direction radiale. In the case of a frictional engagement, the outer ends of each blade may each be extended by a torque limiting system for cooperating with the interior of the side wall of the barrel drum. This torque limiting system may consist of a flange associated with each of the blades, forming a sliding flange. The sliding flanges being known to those skilled in the art, this element will not be described in more detail. The flanges are preferably arranged symmetrically. One can also provide a tooth disposed on the outer end of the blades and intended to cooperate with notches or a crenellated structure, formed inside the side wall of the barrel drum. A torque limitation is thus achieved by elastic deformation of the blades in a radial direction.

[0020] Dans une variante supplémentaire, les extrémités intérieures de chaque lame sont indépendantes et comportent chacune un dispositif d’attache, similairement à ce qui a été décrit ci-dessus pour des lames indépendantes. En revanche, les lames peuvent être réunies par un cadre extérieur 14. Une zone de liaison 16 peut être prévue entre l’extrémité des lames et le cadre 14. In a further variant, the inner ends of each blade are independent and each comprise a fastening device, similar to what has been described above for independent blades. On the other hand, the blades can be joined by an outer frame 14. A connection zone 16 can be provided between the end of the blades and the frame 14.

[0021 ] Les extrémités extérieures de chaque lame sont disposées symétriquement par rapport au centre de la spirale et rejoignent le cadre 14. Ce dernier est agencé de manière à pouvoir coopérer avec la paroi intérieure d’un tambour de barillet. Cette coopération est en général un frottement, mais peut aussi être une liaison rigide. The outer ends of each blade are arranged symmetrically with respect to the center of the spiral and join the frame 14. The latter is arranged so as to cooperate with the inner wall of a barrel drum. This cooperation is usually a friction, but can also be a rigid connection.

[0022] A l’instar de ce qui a été proposé ci-dessus, la coopération peut également être de type glissant, afin de limiter le couple d’armage du barillet. Avec un cadre 14 reliant les extrémités extérieures des lames et frottant contre la paroi intérieure du tambour de barillet, le système de limitation de couple peut être obtenu en réalisant une ou plusieurs fentes dans le cadre 14 pour lui permettre de se déformer lorsque le couple maximum est atteint, permettant au ressort de se déplacer relativement au tambour afin de réduire le couple. As has been proposed above, the cooperation can also be of the sliding type, to limit the winding torque of the barrel. With a frame 14 connecting the outer ends of the blades and rubbing against the inner wall of the barrel drum, the torque limiting system can be obtained by making one or more slots in the frame 14 to allow it to deform when the maximum torque is reached, allowing the spring to move relative to the drum to reduce the torque.

[0023] Même avec un moyeu réunissant les lames à leur extrémité intérieure, on peut également réunir les extrémités extérieures par un cadre 14, qui peut éventuellement être fendu pour réaliser le système de limitation de couple. Even with a hub uniting the blades at their inner end, one can also join the outer ends by a frame 14, which can optionally be split to achieve the torque limiting system.

[0024] De préférence, le système de limitation de couple et les lames 10a, 10b sont réalisés en une pièce monolithique. Le dispositif d’attache 12 peut également être venu d’une pièce avec les lames et, le cas échéant, avec le système de limitation de couple. Preferably, the torque limiting system and the blades 10a, 10b are made in a monolithic piece. The fastening device 12 can also be integrally assembled with the blades and, where appropriate, with the torque limiting system.

[0025] Bien que les exemples ci-dessus se rapportent à un ressort de barillet muni de deux lames, on peut envisager que le ressort comporte n lames décalées de 360%. De préférence, n est égale à 2, 3 ou 4. Although the above examples relate to a barrel spring provided with two blades, it is conceivable that the spring has n blades shifted by 360%. Preferably, n is 2, 3 or 4.

[0026] Concernant les matériaux, on choisira un matériau offrant des caractéristiques d’élasticité adéquates et permettant la mise en forme du ressort, notamment, par des techniques de gravure profonde ou de croissance. En effet, vu les dimensions, des techniques de mise en forme traditionnelles (découpage, usinage, laminage...) ne sont pas adaptées. Le ressort peut, par exemple, être réalisé à base de silicium, notamment en silicium monocristallin, éventuellement recouvert d’une couche d’oxyde de silicium ou d’une couche de diamant. On pourra également réaliser le ressort en diamant polycristallin, mis en forme par gravure profonde. As regards the materials, one will choose a material with adequate elasticity characteristics and allowing the shaping of the spring, in particular, by deep etching or growth techniques. Indeed, given the dimensions, traditional formatting techniques (cutting, machining, rolling ...) are not suitable. The spring may, for example, be made of silicon, in particular monocrystalline silicon, optionally covered with a silicon oxide layer or a diamond layer. It will also be possible to make the polycrystalline diamond spring, shaped by deep etching.

[0027] L’invention concerne également un barillet comprenant un tambour de barillet, un ressort de barillet tel que proposé ci-dessus et contenu dans le tambour, et un arbre sur lequel est monté librement le tambour de barillet. Naturellement, l’arbre est agencé pour coopérer avec les dispositifs d’attache de chacune des lames. En alternative, l’arbre est agencé pour coopérer avec le dispositif d’attache unique situé sur le moyeu réunissant les extrémités intérieures des lames. The invention also relates to a barrel comprising a barrel drum, a barrel spring as proposed above and contained in the drum, and a shaft on which is mounted freely drum barrel. Naturally, the shaft is arranged to cooperate with the fastening devices of each of the blades. Alternatively, the shaft is arranged to cooperate with the single fastening device located on the hub joining the inner ends of the blades.

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Claims

Depending on the possible presence of a torque limiting system and the solution chosen to achieve it, the drum is arranged to cooperate with this torque limiting device. In particular, in the case of a torque limiting system by a tooth disposed on the outer end of the blades, the drum has notches or a crenellated structure formed inside its side wall. The above examples have been proposed by way of non-limiting example. It can be provided that the pitch of the turns is variable or that the thicknesses of the blades also vary, regularly or not, in order to act on the regularity of the transmitted torque, on the stored energy density (distribution of the stresses along the blades) or on the concentric development of the blades so as to have a radial force resulting almost zero exerted on the shaft. claims 1. watch movement barrel spring, characterized in that it comprises a plurality of coplanar blades (10a, 10b) wound spirally in one another, in that the inner ends of each blade are each integral a fastening device (12), for being fixed on a barrel shaft, in that the outer ends of each blade are arranged substantially symmetrically with respect to the center of the spiral and are arranged so as to cooperate with a barrel drum.

2. Barrel spring according to claim 1, characterized in that the fastening system is unique and common for all blades.

3. Barrel spring according to one of claims 1 and 2, characterized in that the blades (10a, 10b) and the fastening system (12) are made in a monolithic piece.

4. Barrel spring according to one of the preceding claims, characterized in that the outer ends of each blade are each extended by a torque limiting system for cooperating with the inside of the wall of a barrel drum.

5. Barrel spring according to claim 4, characterized in that said torque limiting system and the blades (10a, 10b) are made in a monolithic piece.

6. Barrel spring according to claim 5, characterized in that said torque limiting system, the blades (10a, 10b) and the attachment device (12) are made in a monolithic piece.

7. Barrel spring according to one of claims 4 to 6, characterized in that the torque limiting system is a flange associated with each of the blades, said flanges being disposed substantially symmetrically.

8. Barrel spring according to one of claims 4 to 6, characterized in that the torque limiting system is a split frame to which are connected each of the blades.

9. Barrel spring according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises n shifted blades 360%.

10. A barrel spring according to claim 9, characterized in that n is 2, 3 or 4.

1 1. Barrel spring according to claim 1, characterized in that the blades are connected by a frame joining the outer end of said blades.

12. Barrel comprising: - a barrel drum, - A mainspring according to one of the preceding claims, and contained in the drum, - A shaft on which is mounted freely drum barrel, characterized in that the shaft is arranged to cooperate with said fastening devices or said single fastening device.

13. Barrel according to claim 12, containing a spring according to one of claims 4 to 10, characterized in that the drum is arranged to cooperate with the torque limiting device. 4