CH705299A2 - Micromechanical functional assembly for clock, has toothed gear wheels including layers, where each layer includes carbon of specific amount, and contact surfaces of layers have orientations of crystal planes on surface different from other - Google Patents
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Abstract
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTIONTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001] La présente invention concerne un ensemble fonctionnel de micromécanique comprenant une première pièce comprenant une première couche définissant une première surface de contact destinée à venir en contact de frottement avec une deuxième surface de contact définie par une deuxième couche ladite deuxième couche appartenant, soit à ladite première pièce, soit à au moins une deuxième pièce de micromécanique constituant avec ladite première pièce ledit ensemble. Elle concerne plus particulièrement un couple de pièces micromécaniques horlogères coopérant mécaniquement l’une avec l’autre telles qu’une roue d’échappement et des palettes d’ancre. The present invention relates to a functional micromechanical assembly comprising a first part comprising a first layer defining a first contact surface intended to come into contact with friction with a second contact surface defined by a second layer said second layer belonging to either said first piece, or at least a second micromechanical component constituting with said first part said assembly. It relates more particularly to a pair of micromechanical watchmaking parts cooperating mechanically with each other such as an escape wheel and pallets of anchor.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURESTATE OF THE PRIOR ART
[0002] Les récentes constructions de mouvements horlogers mécaniques avec un échappement silicium revêtu de diamant (palettes et roue d’échappement), et sans lubrification liquide volontaire du contact palette/roue d’échappement ne fonctionnent pas de manière satisfaisante. En effet le pouvoir réglant d’un tel échappement non lubrifié est inférieur à ceux des dispositifs d’échappement comprenant une lubrification conventionnelle. La demanderesse a constaté dans certains cas que l’échappement non lubrifié cessait de fonctionner après quelques heures suite à une dégradation irréversible des performances tribologiques des revêtements de l’échappement. [0002] The recent constructions of mechanical watch movements with a diamond-coated silicon escapement (pallets and escape wheel), and without voluntary liquid lubrication of the pallet / escape wheel contact, do not work satisfactorily. Indeed, the regulating power of such an unlubricated exhaust is lower than those of exhaust devices comprising conventional lubrication. The Applicant has found in some cases that the unlubricated exhaust stopped working after a few hours following an irreversible degradation of the tribological performance of the exhaust liners.
[0003] La seule approche d’échappement revêtu de diamant non lubrifiée qui semble efficace consiste à polir préalablement les surfaces de frottement en diamant avant leur montage dans le mouvement horloger. Cela est toutefois laborieux et incompatible avec les exigences d’une fabrication industrielle avec un prix de revient acceptable. The only exhaust approach coated non-lubricated diamond that seems effective is to polish beforehand the diamond friction surfaces before mounting in the watch movement. However, this is laborious and incompatible with the requirements of an industrial manufacture with an acceptable cost price.
[0004] Dans les applications micromécaniques, la plupart des couches diamant utilisées sont de nature nanocristallines (taille de grains <50 nm, Ra <50 nm) car intuitivement, l’homme du métier croit que plus les surfaces sont lisses, mieux elles frottent les unes sur les autres. In micromechanical applications, most of the diamond layers used are of a nanocrystalline nature (grain size <50 nm, Ra <50 nm) because intuitively, the person skilled in the art believes that the smoother the surfaces, the better they rub. on each other.
[0005] Le but principal de la présente invention est de fournir une solution tribologique permettant de faire frotter des composants micromécaniques sans lubrification de manière fiable et durable notamment dans des applications horlogères et qui pallie au moins les inconvénients de l’art antérieur mentionnés plus haut. The main object of the present invention is to provide a tribological solution for rubbing micromechanical components without lubrication reliably and durably, especially in watch applications and which overcomes at least the disadvantages of the prior art mentioned above .
[0006] L’invention a également pour objet de fournir un ensemble fonctionnel de micromécanique, en particulier horloger, comportant des éléments mobiles avec des caractéristiques tribologiques améliorées qui ne nécessitent pas d’étapes de post traitement tel qu’un polissage. The invention also aims to provide a functional assembly of micromechanics, particularly watchmaker, comprising moving elements with improved tribological characteristics that do not require post-processing steps such as polishing.
EXPOSE DE L’INVENTIONSUMMARY OF THE INVENTION
[0007] A cet effet l’invention concerne un ensemble fonctionnel de micromécanique comprenant au moins une première pièce comprenant une première couche définissant une première surface de contact destinée à venir en contact de frottement avec une deuxième surface de contact définie par une deuxième couche ladite deuxième couche appartenant, soit à ladite première pièce soit à au moins une deuxième pièce de micromécanique constituant avec ladite première pièce ledit ensemble, ce dernier étant caractérisé en ce que les première et deuxième couches sont formées chacune de carbone à hauteur d’au moins 50% d’atomes de carbone, et en ce qu’elles présentent au moins au niveau des première et deuxième surfaces de contact des orientations de plans cristallins en surface différentes l’une de l’autre. For this purpose, the invention relates to a micromechanical functional assembly comprising at least a first part comprising a first layer defining a first contact surface intended to come into frictional contact with a second contact surface defined by a second layer. second layer belonging either to said first piece or to at least a second micromechanical component constituting with said first part said assembly, the latter being characterized in that the first and second layers are each formed of carbon having a height of at least 50 % of carbon atoms, and in that they have at least at the level of the first and second contact surfaces orientations of crystalline planes surface different from each other.
[0008] Grâce à un tel agencement, il est possible de faire fonctionner un couple de pièces micromécaniques, comme par exemple le couple palettes d’ancre/roue d’échappement d’un mouvement horloger sans lubrification. La demanderesse a constaté que les performances tribologiques d’un tel ensemble fonctionnel dans cette application sont aussi bonnes voire meilleures que celles des échappements de l’état de l’art avec lubrification liquide. With such an arrangement, it is possible to operate a pair of micromechanical parts, such as the pair pallets anchor / escape wheel of a watch movement without lubrication. The applicant has found that the tribological performance of such a functional assembly in this application is as good or better than that of the exhausts of the state of the art with liquid lubrication.
[0009] Les première et deuxième couches de la ou desdites pièces micromécaniques agencées selon une telle configuration présentent une plus grande résistance à l’usure. Par ailleurs, les pertes énergétiques dues aux frottements entre deux surfaces de contact des couches sont fortement réduites de sorte que l’ensemble fonctionnel de micromécanique présente ainsi de meilleures caractéristiques tribologiques par rapport à des couples de surfaces de frottement antagonistes de même structure. Le phénomène résultant de la mise en frottement de surfaces de structure identique, couramment désigné par le terme anglais «interlocking», est supprimé par l’agencement de la présente invention. Selon un mode de réalisation avantageux de l’invention, au moins ladite première couche présente au moins au niveau de sa surface de contact une structure microcristalline, et de préférence lesdites première et deuxième couches présentent au moins au niveau de leur surface de contact chacune une structure microcristalline. Typiquement, la taille des grains desdites première et/ou deuxième couches au moins au niveau de leur surface de contact respective est supérieure à 200 nm et inférieure à 10 micromètres. The first and second layers of said micromechanical parts or said arranged in such a configuration have a greater wear resistance. Furthermore, the energy losses due to friction between two contact surfaces of the layers are greatly reduced so that the micromechanical functional assembly thus has better tribological characteristics compared to pairs of antagonistic friction surfaces of the same structure. The phenomenon resulting from the friction of surfaces of identical structure, commonly referred to by the English term "interlocking", is removed by the arrangement of the present invention. According to an advantageous embodiment of the invention, at least said first layer has at least at its contact surface a microcrystalline structure, and preferably said first and second layers have at least at their contact surface each a microcrystalline structure. Typically, the grain size of said first and / or second layers at least at their respective contact surface is greater than 200 nm and less than 10 micrometers.
[0010] Selon une variante préférée de ce mode de réalisation, les plans cristallins desdites première et/ou deuxième couches présentent au moins au niveau de leur surface de contact respective chacune des orientations différentes selon des directions prédéterminées, et par exemple faisant intervenir la direction {100} ou la direction {111}. According to a preferred variant of this embodiment, the crystalline planes of said first and / or second layers have at least at their respective contact surface each different orientations in predetermined directions, and for example involving the direction {100} or {111} direction.
[0011] De préférence, on associera les plans cristallins de ladite première couche présentant une orientation selon la direction {100} au moins au niveau de la première surface de contact et les plans cristallins de ladite deuxième couche présentant une orientation selon la direction {111} au moins au niveau de la deuxième surface de contact. Preferably, the crystalline planes of said first layer having an orientation in the {100} direction at least at the level of the first contact surface and the crystalline planes of said second layer having an orientation in the {111} direction will be associated. at least at the second contact surface.
[0012] Selon une caractéristique avantageuse, l’angle moyen défini par les normales aux plans cristallins des couches {100} et {111} au moins au niveau de leur surface de contact respective est compris entre 10° et 70°, de préférence entre 40° et 50°, et plus préférentiellement de 45°. According to an advantageous characteristic, the average angle defined by the normals at the crystalline planes of the layers {100} and {111} at least at their respective contact surface is between 10 ° and 70 °, preferably between 40 ° and 50 °, and more preferably 45 °.
[0013] Selon un mode de réalisation avantageux la première pièce est réalisée en diamant massif mono ou polycristallin. According to an advantageous embodiment, the first piece is made of solid mono or polycrystalline diamond.
[0014] De préférence, la rugosité moyenne (Rms) d’une des première ou deuxième surfaces de contact est comprise entre 80 nm et 3 micromètres. La rugosité moyenne de l’autre des première ou deuxième surface de contact est plus faible et de préférence au moins une fois et demi plus faible, typiquement comprise entre 50 nm et 2 micromètres. Preferably, the average roughness (Rms) of one of the first or second contact surfaces is between 80 nm and 3 micrometers. The average roughness of the other of the first or second contact surface is smaller and preferably at least one and a half times smaller, typically between 50 nm and 2 micrometers.
[0015] Selon une variante de réalisation de l’invention, ladite première et/ou deuxième couche de frottement définissant ladite première surface de contact et/ou ladite deuxième surface de contact recouvre un premier et/ou un deuxième substrat pour former ladite première et/ou ladite deuxième pièce recouvert d’une. Typiquement le premier et/ou le deuxième substrat peut être en silicium ou en acier ou en céramique, avec ou sans couche intermédiaire de type chrome, titane, nickel, etc.. Dans le cas d’un substrat en silicium, ce dernier peut être nitruré, carburé, oxydé ou brut. According to an alternative embodiment of the invention, said first and / or second friction layer defining said first contact surface and / or said second contact surface covers a first and / or a second substrate to form said first and / or said second part covered with a. Typically the first and / or second substrate may be of silicon or steel or ceramic, with or without an intermediate layer of chromium, titanium, nickel type, etc. In the case of a silicon substrate, the latter may be nitrided, carburized, oxidized or crude.
[0016] Selon une autre variante, la première et/ou la deuxième pièce sont réalisées en diamant massif mono ou polycristallin définissant ainsi directement les première et/ou deuxième surfaces de contact. Que ladite première et/ou ladite deuxième couche soient déposées sur un substrat ou massive, l’épaisseur de ces couches est au moins supérieure à 150nm. Pour des pièces massives, l’épaisseur de la première couche peut atteindre jusqu’à 1 mm. Pour des pièces avec substrat, la première et/ou deuxième couche déposée peut atteindre jusqu’à 50 micromètres d’épaisseur. According to another variant, the first and / or the second part are made of solid mono or polycrystalline diamond thus directly defining the first and / or second contact surfaces. Whether said first and / or said second layer are deposited on a substrate or solid, the thickness of these layers is at least greater than 150 nm. For massive pieces, the thickness of the first layer can reach up to 1 mm. For parts with a substrate, the first and / or second deposited layer can be up to 50 microns thick.
[0017] L’ensemble fonctionnel de micromécanique de la présente invention trouve des applications avantageuses dans le domaine de l’horlogerie. En particulier, la première pièce peut être une palette et la deuxième pièce une roue d’échappement ou inversement. Dans une autre application horlogère, la première pièce peut être un axe d’un mobile et la deuxième pièce un palier ou inversement. Selon une autre application de ce domaine, les première et deuxième pièces peuvent être des dentures de roues d’engrenage. Dans un tel couple d’éléments, les surfaces de contact des pièces en contact de frottement ne subissent pas de dégradation irréversible de leurs performances tribologiques et présentent une bonne stabilité. Il est possible de prévoir un fonctionnement d’un système mobile horloger, tel qu’un échappement à ancre suisse sans lubrification du contact palette/roue d’échappement, avec des performances au moins équivalentes aux références standard. Les couches de frottement (massive ou sur substrat) de la présente invention, notamment de diamant, sont immédiatement performantes, sans avoir à modifier par post-traitement la nature des surfaces de frottement (par exemple par polissage, terminaison de surface, etc.). Dans une application horlogère n’impliquant qu’une seule pièce selon l’invention, celle-ci peut être un ressort de barillet formée d’une lame, une face avant de ladite lame formant ladite première surface de contact, et la face arrière de ladite lame formant ladite deuxième surface de contact. Il va de soi que dans des applications particulières l’ensemble fonctionnel de micromécanique de l’invention, une pièce peut venir en contact de frottement avec deux ou plus pièce autre pièces. Dans ce cas, les surfaces de frottement des pièces venant en contact l’une avec l’autre présenteront des orientations des plans cristallins, différentes Tune de l’autre conformément à l’invention. The functional micromechanical assembly of the present invention finds advantageous applications in the field of watchmaking. In particular, the first piece may be a pallet and the second piece an escape wheel or vice versa. In another watch application, the first piece may be an axis of a mobile and the second piece a bearing or vice versa. According to another application of this field, the first and second parts may be gear wheels. In such a pair of elements, the contact surfaces of the parts in contact with friction do not undergo irreversible degradation of their tribological performance and have good stability. It is possible to provide an operation of a mobile watchmaking system, such as a Swiss lever escapement without lubrication of the pallet / escape wheel contact, with performances at least equivalent to the standard references. The friction layers (solid or on substrate) of the present invention, in particular diamond, are immediately effective, without having to modify by post-treatment the nature of the friction surfaces (for example by polishing, surface termination, etc.). . In a horological application involving only one part according to the invention, it may be a cylinder spring formed of a blade, a front face of said blade forming said first contact surface, and the rear face of said blade forming said second contact surface. It goes without saying that in particular applications the functional micromechanical assembly of the invention, a part can come into frictional contact with two or more parts other parts. In this case, the friction surfaces of the parts coming into contact with each other will have orientations of the crystalline planes, different from one another according to the invention.
[0018] Les couches de la présente invention sont avantageusement formées par la technologie CVD à filament chaud ou par la technologie micro-onde. Le diamant peut aussi être massif, issu ou non d’une croissance. Les orientations des plans cristallins souhaitées (par exemple {100} et {111}) sont obtenues en faisant notamment varier les proportions de gaz réactifs dans l’enceinte de dépôt ainsi que les paramètres de pressions et températures comme cela est par exemple décrit dans la publication de Y. Avigal et al intitulée «[100]- Textured diamond films for tribological applications» publiée chez Elsevier dans la revue Diamond and Related Materials, vol. 61997, pages 381-385 notamment § 3.1, dans la publication de Qijin Chen et al intitulée «oriented and textured growth of (111) diamond on silicon using hot filament chemical vapor déposition» publiée chez Elsevier dans la revue Thin Solid Films vol. 2741996 pages 160 - 164 et dans la publicaton de M. Grujjicic and S.G. Lai publiée dans le Journal of Materials Synthesis and Processing, Vol. No 2, 200 pages 73 - 85 ces documents étant incorporés ici par référence The layers of the present invention are advantageously formed by hot filament CVD technology or by microwave technology. Diamond can also be massive, with or without growth. The orientations of the desired crystalline planes (for example {100} and {111}) are obtained by varying in particular the proportions of reactive gases in the deposition chamber as well as the pressure and temperature parameters, as for example described in FIG. Y. Avigal et al publication "[100] - Textured diamond films for tribological applications" published by Elsevier in Diamond and Related Materials, Vol. 61997, pages 381-385 in particular § 3.1, in the publication of Qijin Chen et al entitled "oriented and textured growth of (111) diamond on silicon using hot filament chemical vapor deposition" published by Elsevier in the journal Thin Solid Films vol. 2741996 pages 160 - 164 and in the publicaton of M. Grujjicic and S. G. Lai published in the Journal of Materials Synthesis and Processing, Vol. No. 2, 200 pages 73 - 85 these documents being incorporated herein by reference
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION OF THE FIGURES
[0019] D’autres caractéristiques et avantages de l’ensemble fonctionnel de micromécanique selon l’invention ressortiront également de la description détaillée suivante de modes de réalisation de cet ensemble, cette description étant effectuée à l’aide des dessins annexés, donnés à titre d’exemples nullement limitatifs et dans lesquels: <tb>- la fig. 1<sep>est une représentation schématique en vue agrandie d’un exemple de deux surfaces de contact de deux pièces micromécaniques formant un ensemble fonctionnel de micromécanique et présentant respectivement des orientations de plans cristallins {111} et {100} selon l’invention; <tb>- la fig. 2<sep>est une représentation schématique en vue agrandie de la surface de contact d’une des pièces micromécaniques de la fig. 1 qui présente une orientation selon la direction {100} et illustrant l’angle de tilt de chacun des plans cristallins {100}; <tb>- la fig. 3<sep>est une vue partielle de coté d’une palette présentant un plan de repos A et un plan d’impulsion B coopérant avec les plans de repos C et d’impulsion D d’une roue d’échappement, les plans A et B définissant la première surface de contact et les plans C et D définissant la deuxième face de contact selon l’invention; et <tb>- la fig. 4<sep>est une vue de dessus d’une lame de ressort de barillet présentant une face avant et une face arrière définissant respectivement les première et deuxième surfaces de contact selon l’invention.Other characteristics and advantages of the micromechanical functional assembly according to the invention will also emerge from the following detailed description of embodiments of this assembly, this description being made with the aid of the accompanying drawings, given as non-limiting examples in which: <tb> - fig. 1 <sep> is a diagrammatic representation in an enlarged view of an example of two contact surfaces of two micromechanical parts forming a micromechanical functional assembly and having respectively {111} and {100} crystalline plane orientations according to the invention; <tb> - fig. 2 <sep> is a diagrammatic representation in enlarged view of the contact surface of one of the micromechanical parts of FIG. 1 which has an orientation in the {100} direction and illustrates the tilt angle of each of the {100} crystal planes; <tb> - fig. 3 <sep> is a partial side view of a pallet having a rest plane A and a pulse plane B cooperating with the rest plane C and pulse D of an escape wheel, the planes A and B defining the first contact surface and the planes C and D defining the second contact face according to the invention; and <tb> - fig. 4 <sep> is a top view of a leaf spring leaf having a front face and a rear face respectively defining the first and second contact surfaces according to the invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTIONDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0020] La fig. 1 illustre un exemple de mode de réalisation d’un couple de pièces micromécaniques 10 et 20 selon l’invention. La première pièce 10 comporte un substrat 15 sur lequel est déposée une couche de diamant 11 présentant une surface de contact 11a destinée à venir en contact de frottement avec une deuxième surface de contact définie par une deuxième couche 21. La couche 11 présente au niveau de la surface de contact 11a des plans cristallins orientés selon une direction prédéterminée à savoir la direction {111}. Au moins au niveau de la surface de contact 11a, la couche 11 est microcristalline, avec des tailles de grains supérieures à 200 nm et une rugosité Rms supérieure à 80 nm. FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a pair of micromechanical parts 10 and 20 according to the invention. The first piece 10 comprises a substrate 15 on which is deposited a diamond layer 11 having a contact surface 11a intended to come into frictional contact with a second contact surface defined by a second layer 21. The layer 11 has the the contact surface 11a of crystalline planes oriented in a predetermined direction namely the {111} direction. At least at the level of the contact surface 11a, the layer 11 is microcrystalline, with grain sizes greater than 200 nm and a roughness Rms greater than 80 nm.
[0021] La pièce micromécanique 20 comporte un substrat 25 sur lequel est déposée la couche de diamant 21 présentant une surface de contact 21a en opposition à la surface 11a de la pièce micromécanique 10. Les couches 11 et 21 forment ainsi des couches frottement. The micromechanical part 20 comprises a substrate 25 on which is deposited the diamond layer 21 having a contact surface 21a in opposition to the surface 11a of the micromechanical part 10. The layers 11 and 21 thus form friction layers.
[0022] Au moins au niveau de la surface de contact 21a la couche 21 présente ses plans cristallins orientés selon une direction prédéterminée à savoir la direction {100}. En pratique ces plans cristallins sont sensiblement inclinés par rapport à la direction de frottement F en raison de défauts de croissance inéluctables propres au procédé conventionnel d’obtention de la couche 21. Au moins au niveau de la surface de contact 21a, la couche 21 est microcristalline, et présente des tailles de grains supérieures à 200 nm. At least at the level of the contact surface 21a the layer 21 has its crystalline planes oriented in a predetermined direction namely the direction {100}. In practice these crystal planes are substantially inclined with respect to the friction direction F because of unavoidable growth defects specific to the conventional method for obtaining the layer 21. At least at the level of the contact surface 21a, the layer 21 is microcrystalline, and has grain sizes greater than 200 nm.
[0023] Au moins au niveau des surfaces de contact 11a et 21a destinées à venir en contact de frottement l’une avec l’autre les couches 11 et 21 présentent donc des orientations de plans cristallins différentes et dans cet exemple, ces deux orientations sont selon les directions {100} et {111}. En se référant à la fig. 1 on voit qu’il est aussi possible de définir la différence d’orientation des plans cristallins des surfaces 11a et 21a par l’angle β qui est l’angle moyen formé par les normales N11 et N21 aux plans cristallins des surfaces de contact 11a et 21a β est compris entre 10° et 70°, de préférence entre 40° et 50° et plus préférentiellement égale à 45°. L’angle βmoycorrespond à la moyenne des différences angulaires d’orientations cristallines p des deux surfaces de contact 11a et 21a. Cet angle est facilement calculable par l’homme du métier du diamant car il s’agit là d’un critère important dans la maîtrise du procédé de dépôt de diamant. At least at the contact surfaces 11a and 21a intended to come into contact with friction with each other the layers 11 and 21 therefore have different orientations of crystalline planes and in this example, these two orientations are along the {100} and {111} directions. Referring to FIG. 1 we see that it is also possible to define the difference in orientation of the crystalline planes of the surfaces 11a and 21a by the angle β which is the average angle formed by the normals N11 and N21 to the crystalline planes of the contact surfaces 11a and 21a β is between 10 ° and 70 °, preferably between 40 ° and 50 ° and more preferably equal to 45 °. The angle βmax corresponds to the average of the angular differences of crystalline orientations p of the two contact surfaces 11a and 21a. This angle is easily calculated by the skilled diamond because it is an important criterion in the control of the diamond deposition process.
[0024] La fig. 2 montre à nouveau la pièce micromécanique 20, considérée isolément, de façon à pouvoir illustrer l’angle de «tilt» α. Cet angle est mesuré entre la normale locale à la surface 21a d’une part et d’autre part à la normale NF au plan théorique de frottement PF (en pointillé sur la figure) qui est défini par la direction de frottement F et une droite G appartenant à la surface théorique définissant la surface 21a. FIG. 2 again shows the micromechanical part 20, considered in isolation, so as to illustrate the angle of "tilt" α. This angle is measured between the local normal to the surface 21a on the one hand and on the other hand to the normal NF to the theoretical friction plane PF (dashed in the figure) which is defined by the direction of friction F and a straight line G belonging to the theoretical surface defining the surface 21a.
[0025] L’angle α est calculé par rapport au plan théorique de frottement PF. Il représente la moyenne des angles αi entre la normale N25 et la normale aux plans <100> N21 à la fig. 2. L’angle αmoy est de préférence inférieur à 30°, et plus préférentiellement inférieur à 10°. The angle α is calculated relative to the theoretical friction plane PF. It represents the average of the angles αi between the normal N25 and the normal on the planes <100> N21 in fig. 2. The angle αmoy is preferably less than 30 °, and more preferably less than 10 °.
[0026] Typiquement les couches 11 et 21 présentent une épaisseur d’au moins 150 nm et de préférence d’environ 2,5 micromètres afin d’obtenir des orientations de plans cristallins homogènes. Typically, the layers 11 and 21 have a thickness of at least 150 nm and preferably about 2.5 micrometers in order to obtain orientations of homogeneous crystalline planes.
[0027] Plus généralement les couches 11 et 21 définissant les surfaces 11a et 21a comportent chacune du carbone à hauteur d’au moins 50% d’atomes de carbone. Par exemple, ces couches peuvent être formées de diamant, de DLC (Diamond Like Carbon) de graphite ou d’une combinaison de ces matériaux. More generally, the layers 11 and 21 defining the surfaces 11a and 21a each comprise carbon having at least 50% carbon atoms. For example, these layers can be formed of diamond, graphite diamond like carbon (DLC) or a combination of these materials.
[0028] Selon une variante de réalisation non représentée les surfaces 11a et/ou 21a sont recouvertes au moins partiellement d’une couche de couverture d’un autre matériau que celui constituant les couches 11 et/ou 21. Ces couches de couverture pourront par exemple être formées d’un film d’or, de nickel ou de titane. Ces couches de couverture ne devront de préférence pas présenter une épaisseur supérieure à 100 nm. Dans ce cas, la texture superficielle des première et deuxième surfaces de contact présente avantageusement les orientations des plans cristallins en surface, différentes l’une de l’autre conforme à l’invention. According to an alternative embodiment not shown the surfaces 11a and / or 21a are at least partially covered with a covering layer of a material other than that constituting the layers 11 and / or 21. These cover layers may for example example be made of a film of gold, nickel or titanium. These cover layers should preferably not have a thickness greater than 100 nm. In this case, the surface texture of the first and second contact surfaces advantageously has the orientations of the crystalline planes on the surface, different from each other according to the invention.
[0029] Les couches 11 et 21 des pièces micromécaniques 10 et 20 sont déposables sur des substrats réalisés en tous types de matériaux adaptés au dépôt de couche de diamant, de DLC (Diamond Like Carbon), ou de graphite. Par exemple les substrats 15 et 25 pourront être choisis parmi l’ensemble de matériaux comprenant les céramiques, le silicium, le silicium désoxydé, le silicium oxydé, silicium nitruré, le silicium carburé et les aciers. The layers 11 and 21 of the micromechanical parts 10 and 20 are depositable on substrates made of all types of materials suitable for deposition of diamond layer, DLC (Diamond Like Carbon), or graphite. For example, the substrates 15 and 25 may be chosen from the set of materials comprising ceramics, silicon, deoxidized silicon, oxidized silicon, nitrided silicon, silicon carbide and steels.
[0030] La réalisation des surfaces de contact 11a et 21a de l’invention peut être également envisagée sans utiliser de substrat pour l’une et/ou l’autre des pièces micromécaniques. En effet les surfaces 11a et/ou 21a peuvent selon une variante de l’invention être issues de diamant massif monocristallin ou polycristallin. The realization of the contact surfaces 11a and 21a of the invention can also be envisaged without using a substrate for one and / or the other of the micromechanical parts. Indeed the surfaces 11a and / or 21a may according to one embodiment of the invention be from monocrystalline solid diamond or polycrystalline.
[0031] La fig. 3 montre un exemple d’application de l’invention à la réalisation d’un échappement horloger dans lequel une ancre 30 comprend une palette 31 qui coopère avec une dent 40 d’une roue d’échappement 41. La palette 31 présente un plan de repos A et un plan d’impulsion B qui coopèrent avec les plans de repos C et d’impulsion D de la dent 40. Les plans de repos A et d’impulsion B présentent par exemple une surface de contact conforme à la surface 11a et les plans C et D présentent alors une surface de contact conforme à la surface 21a respectivement décrites en liaison avec la fig. 1et 2. Ces plans A, B, C, D correspondent à des zones fortement sollicitées et sujettes à des niveaux élevés de frottement et/ou contact. Selon une variante, l’ancre 30 peut venir de matière avec la palette 31. FIG. 3 shows an example of application of the invention to the realization of a watch exhaust in which an anchor 30 comprises a pallet 31 which cooperates with a tooth 40 of an escape wheel 41. The pallet 31 has a plane of rest A and a pulse plane B which cooperate with the rest planes C and pulse D of the tooth 40. The resting planes A and B pulse have for example a contact surface conforming to the surface 11a and the planes C and D then have a contact surface conforming to the surface 21a respectively described in connection with FIG. 1 and 2. These planes A, B, C, D correspond to highly stressed areas and subject to high levels of friction and / or contact. According to a variant, the anchor 30 can come from material with the pallet 31.
[0032] A la fig. 4, on voit une autre application horlogère de l’invention dans laquelle une lame 50 de ressort de barillet présente une face avant 50a et une face arrière 50b qui sont respectivement conformes aux surfaces de contact 11a et 21a décrites en liaison avec les fig. 1 et 2. In FIG. 4, we see another watch application of the invention in which a leaf spring blade 50 has a front face 50a and a rear face 50b which respectively conform to the contact surfaces 11a and 21a described in connection with FIGS. 1 and 2.
[0033] Néanmoins, il est évident pour un homme du métier que l’invention peut être étendue à d’autres modes de réalisation non représentés dans lesquels par exemple, les pièces micromécaniques 10 et 11 sont constituées d’un axe de mobile tel qu’un pivot et d’un palier tel que une pierre ou d’un couple de dentures de roues d’engrenage, ou tout autre couple d’éléments fortement sujets à d’intenses sollicitations mécaniques de nature tribologique ou pas. Nevertheless, it is obvious to a person skilled in the art that the invention can be extended to other embodiments not shown in which, for example, the micromechanical parts 10 and 11 consist of a mobile axis such that a pivot and a bearing such as a stone or a pair of gear wheel teeth, or any other pair of elements highly subject to intense mechanical stress tribological or not.
[0034] Les signes de références dans les revendications n’ont aucun caractère limitatif. Les verbes «comprendre» et «comporter» n’excluent pas la présence d’autres éléments que ceux listés dans les revendications. Le mot «un» précédant un élément n’exclut pas la présence d’une pluralité de tels éléments. The reference signs in the claims are not limiting in nature. The verbs "understand" and "include" do not exclude the presence of elements other than those listed in the claims. The word "a" preceding an element does not exclude the presence of a plurality of such elements.
Claims (23)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CH12212011A CH705299A2 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Micromechanical functional assembly for clock, has toothed gear wheels including layers, where each layer includes carbon of specific amount, and contact surfaces of layers have orientations of crystal planes on surface different from other |
Applications Claiming Priority (1)
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CH12212011A CH705299A2 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Micromechanical functional assembly for clock, has toothed gear wheels including layers, where each layer includes carbon of specific amount, and contact surfaces of layers have orientations of crystal planes on surface different from other |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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CH705299A2 true CH705299A2 (en) | 2013-01-31 |
Family
ID=47601942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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CH12212011A CH705299A2 (en) | 2011-07-21 | 2011-07-21 | Micromechanical functional assembly for clock, has toothed gear wheels including layers, where each layer includes carbon of specific amount, and contact surfaces of layers have orientations of crystal planes on surface different from other |
Country Status (1)
Country | Link |
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CH (1) | CH705299A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3608727A1 (en) * | 2018-08-09 | 2020-02-12 | Nivarox-FAR S.A. | Component, in particular for a timepiece, with a surface topology and manufacturing method thereof |
-
2011
- 2011-07-21 CH CH12212011A patent/CH705299A2/en unknown
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3608727A1 (en) * | 2018-08-09 | 2020-02-12 | Nivarox-FAR S.A. | Component, in particular for a timepiece, with a surface topology and manufacturing method thereof |
US10981783B2 (en) | 2018-08-09 | 2021-04-20 | Nivarox-Far S.A. | Component especially for horology with surface topology and method for manufacturing the same |
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