CH706838A2

CH706838A2 - Manufacturing a component of a clock mechanism, comprises depositing a material made of aluminum oxide on a portion of the clock component for forming an external zone produced from the aluminum oxide material

Info

Publication number: CH706838A2
Application number: CH01426/13A
Authority: CH
Inventors: Stephane Von Gunten; Lucas Humair; Pierre Gygax
Original assignee: Manuf Et Fabrique De Montres Et Chronometres Ulysse Nardin Le Locle S A
Priority date: 2012-08-22
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-02-28
Also published as: CH706838B1

Abstract

The method comprises depositing a material made of aluminum oxide on a portion of the clock component by radio frequency spraying for forming an external zone produced from the aluminum oxide material. The deposition step comprises placing the component and a target made from the material in a vacuum chamber, filling the vacuum chamber with a low pressure gas, generating ions from the gas for projecting the target, and condensing a portion of the target and then masking. The masking step is performed before the deposition step. An independent claim is included for a clock component.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie. Elle concerne, plus particulièrement un procédé de réalisation d’un composant horloger, un composant obtenu par ce procédé, ainsi qu’un mécanisme horloger comprenant au moins un tel composant. The present invention relates to the field of watchmaking. It relates more particularly to a method of producing a watch component, a component obtained by this method, and a watch mechanism comprising at least one such component.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Certains produits horlogers sont utilisés depuis de nombreuses années et ont donc pu être optimisés à l’extrême. C’est le cas, par exemple, de l’échappement à ancre suisse traditionnel dans lequel les dents en acier de la roue d’échappement coopèrent, avec lubrification, avec les palettes en rubis de l’ancre et dans lequel la fourchette en acier de l’ancre coopère avec la cheville en rubis du double plateau. [0002] Some watchmaking products have been used for many years and have therefore been optimized to the extreme. This is the case, for example, with the traditional Swiss lever escapement in which the steel teeth of the escape wheel co-operate, with lubrication, with the ruby pallets of the anchor and in which the steel fork anchor cooperates with the ruby ankle of the double tray.

[0003] Toutefois, le processus de fabrication de tels produits nécessitent de nombreuses étapes, par exemple l’étampage, le meulage ou le polissage, auxquelles sont dédiés des outillages bien spécifiques. Ainsi, la volonté de fabriquer un produit sortant des dimensions standards sera confrontée à des obstacles liés à la lourdeur et au manque de flexibilité de la ligne de production. However, the manufacturing process of such products require many steps, for example stamping, grinding or polishing, which are dedicated to specific tools. Thus, the desire to manufacture a product out of the standard dimensions will face obstacles related to the heaviness and lack of flexibility of the production line.

[0004] La présente invention a pour but de résoudre ce problème en proposant un procédé permettant de produire aisément et de manière flexible de nouvelles pièces horlogères ou de nouveaux composants horlogers pouvant être intégrés dans des mécanismes existant ou dans de nouveaux mécanismes. The present invention aims to solve this problem by providing a method for producing easily and flexibly new watch parts or new watch components that can be integrated in existing mechanisms or in new mechanisms.

Divulgation de l’inventionDisclosure of the invention

[0005] De façon plus précise, l’invention concerne un procédé tel que proposé dans les revendications, ainsi qu’un composant obtenu par ce procédé. L’invention concerne également un mécanisme horloger comportant au moins un tel composant. More specifically, the invention relates to a method as proposed in the claims, and a component obtained by this method. The invention also relates to a watch mechanism comprising at least one such component.

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

[0006] L’invention se propose de faciliter et rendre flexible la réalisation d’un composant horloger, notamment en silicium ou à base de silicium ou en un matériau compatible avec la technologie DRIE ou en nickel ou en un matériau compatible avec la technologie LIGA ou en acier ou en un autre matériau, par exemple mono ou poly-cristallin, en lui appliquant une couche mince de saphir ou de rubis ou de tout autre matériau à base d’oxyde d’aluminium, dont l’épaisseur est typiquement comprise entre 0.1 et 5 microns. Une telle couche mince peut être appliquée soit sur la totalité des surfaces externes du composant, soit sur seulement une zone. On privilégiera notamment les zones destinées à être en contact, par frottement ou par choc, avec une autre pièce ou un autre composant. The invention proposes to facilitate and make flexible the production of a watch component, in particular silicon or silicon-based or a material compatible with DRIE technology or nickel or a material compatible with LIGA technology or steel or other material, for example mono or poly-crystalline, by applying a thin layer of sapphire or ruby or other material based on aluminum oxide, the thickness of which is typically between 0.1 and 5 microns. Such a thin layer may be applied to all or part of the external surfaces of the component. Particularly preferred areas to be in contact, by friction or shock, with another part or another component.

[0007] L’exemple plus particulièrement décrit ci-après, se rapporte à un composant doté d’une couche mince en saphir. Pour réaliser un tel composant, le procédé selon l’invention comprend les étapes suivantes: – se doter dudit composant préalablement réalisé par des techniques connues de mise en forme, par exemple par gravure profonde (DRIE); – effectuer un dépôt de saphir sur au moins une partie du composant pour former une zone externe en saphir. The example more particularly described below, refers to a component with a thin sapphire layer. To produce such a component, the method according to the invention comprises the following steps: Providing said component previously produced by known forming techniques, for example by deep etching (DRIE); - Make a sapphire deposit on at least a portion of the component to form an outer sapphire zone.

[0008] De préférence, on réalise le dépôt par pulvérisation, par exemple par pulvérisation RF (RadioFréquence – Radio Frequency sputtering) étant donné la nature isolante du saphir. C’est un mécanisme par lequel des atomes sont arrachés de la surface d’un matériau (ici du saphir) suite à une collision avec des particules à haute énergie et se condensent ensuite sur un substrat (ici le composant à revêtir). Preferably, the deposition is carried out by spraying, for example by RF (Radio Frequency - Radio Frequency Sputtering) spray given the insulating nature of the sapphire. It is a mechanism by which atoms are torn from the surface of a material (here sapphire) following a collision with high energy particles and then condenses on a substrate (here the component to be coated).

[0009] Une chambre de dépôt est mise sous vide et est remplie d’argon à basse pression. La technique consiste à appliquer une tension alternative entre les électrodes (cible en saphir et composant à revêtir). La différence de potentiel entre la cible et le composant va créer un plasma. Les ions générés vont frapper la cible et celle-ci va émettre des atomes en phase gazeuse qui vont venir se déposer sur le composant à revêtir. A deposition chamber is evacuated and filled with argon at low pressure. The technique consists of applying an alternating voltage between the electrodes (sapphire target and component to be coated). The potential difference between the target and the component will create a plasma. The generated ions will hit the target and it will emit gas phase atoms that will come to be deposited on the component to be coated.

[0010] En résumé et de manière générale, la pulvérisation comprend les étapes suivantes: – disposer e composant et une cible en saphir dans une chambre de dépôt, – mettre la chambre sous vide et la remplir d’un gaz à basse pression, typiquement de l’argon, – générer des ions à partir du gaz et les projeter contre la cible pour arracher des particules de saphir, – condenser au moins une partie des particules arrachées sur la surface du composant pour former une couche mince de saphir. In summary and in general, the spraying comprises the following steps: Disposing the component and a sapphire target in a deposition chamber, Put the chamber under vacuum and fill it with a low-pressure gas, typically argon, Generating ions from the gas and throwing them against the target to tear off sapphire particles, Condensing at least a portion of the particles torn off on the surface of the component to form a thin layer of sapphire.

[0011] Si l’on souhaite ne déposer la couche de saphir que sur une zone externe dé du composant et non sur la totalité du composant, celui-ci subit, préalablement au dépôt de saphir, une étape de masquage de manière à ce que le dépôt soit sélectif. Le masque peut être réalisé à base d’une résine photosensible, par exemple, et être éliminé après l’étape de dépôt, par exemple par attaque chimique. If it is desired to deposit the sapphire layer only on an outer zone of the component dd and not on the entire component, it undergoes, prior to the deposit of sapphire, a masking step so that the deposit is selective. The mask may be made based on a photosensitive resin, for example, and be removed after the deposition step, for example by etching.

[0012] Un composant obtenu par ce procédé, réalisé avantageusement à base de silicium, est utilisé dans un mécanisme horloger comprenant au moins deux composants destinés à être au contact l’un de l’autre, au moins par intermittence, c’est-à-dire de manière continue ou discontinue dans le temps. Le but recherché est que le contact entre les deux composants se fasse au moins par une zone externe en saphir portée respectivement par l’un ou l’autre des composants. A component obtained by this method, advantageously made of silicon, is used in a watch mechanism comprising at least two components intended to be in contact with each other, at least intermittently, that is, to say continuously or discontinuously in time. The aim is that the contact between the two components is done at least by an outer sapphire zone carried respectively by one or other of the components.

[0013] Au moins l’un de ces deux composant est un composant obtenu par le procédé selon l’invention. L’autre composant peut être, soit également un composant obtenu par le procédé selon l’invention, soit un composant en acier ou en un matériau quelconque. At least one of these two components is a component obtained by the process according to the invention. The other component may be either a component obtained by the process according to the invention or a component made of steel or any material.

[0014] On peut ainsi réaliser des systèmes de pivotement. Il peut s’agir de paliers ménagés directement et de manière monobloc dans un élément du bâti du mécanisme horloger (pont ou platine), au moyen d’un trou borgne ou traversant, tel que décrit dans les demandes CH 0544/07, CH 1122/07 et CH 1726/07 au nom de la demanderesse. It can thus achieve pivot systems. It may be bearings arranged directly and integrally in an element of the frame of the clock mechanism (bridge or plate), by means of a blind or through hole, as described in applications CH 0544/07, CH 1122 / 07 and CH 1726/07 in the name of the plaintiff.

[0015] Comme le décrivent les deux derniers documents, il peut également s’agir d’un palier antichoc. Au moins les parties des paliers destinées à recevoir les axes de pivotement des mobiles, peuvent ainsi être avantageusement réalisées en silicium ou à base de silicium, recouvertes de saphir. Les axes de pivotement des mobiles pourraient également être recouverts de saphir de sorte que les partenaires de contact soient tous deux réalisés en saphir. As described in the last two documents, it may also be an anti-shock bearing. At least the parts of the bearings intended to receive the pivot axes of the mobiles, can thus be advantageously made of silicon or silicon-based, covered with sapphire. The pivot axes of the mobiles could also be covered with sapphire so that the contact partners are both made of sapphire.

[0016] L’invention peut également trouver à s’appliquer dans un mécanisme d’échappement. On recouvre alors de saphir, partiellement ou totalement un élément ou un composant compris dans l’assortiment, celui-ci étant composé de la roue d’échappement, de l’ancre et du plateau. On peut, par exemple, recouvrir uniquement les palettes de l’ancre, notamment ses plans de travail, ou la cheville de plateau. Les dents de la roue d’échappement pourraient aussi être revêtues de ce dépôt de saphir. The invention may also find application in an escape mechanism. Sapphire is then partially or completely covered with an element or a component included in the set, the latter consisting of the escape wheel, the anchor and the plate. For example, it can cover only the pallets of the anchor, including its work planes, or the plateau pin. The teeth of the escape wheel could also be coated with this sapphire deposit.

[0017] Ainsi, les composants sont en contact, avec ou sans lubrification, par au moins une zone externe en saphir, ce qui produit des conditions de travail très favorables et une usure très faible. Grâce aux possibilités offertes pour la réalisation du composant qui reçoit le dépôt de saphir, il est relativement aisé de produire le composant aux dimensions souhaitées et de procéder ensuite au dépôt, sans devoir créer toute une ligne de production complète, incluant toutes les opérations liées à la fabrication traditionnelle d’un composant horloger. Thus, the components are in contact, with or without lubrication, with at least one sapphire outer zone, which produces very favorable working conditions and very low wear. Thanks to the possibilities offered for the realization of the component which receives the sapphire deposit, it is relatively easy to produce the component to the desired dimensions and then to proceed with the deposit, without having to create a complete production line, including all operations related to the traditional manufacture of a watchmaking component.

[0018] Les exemples ci-dessus n’ont été donnés qu’à titre d’illustration de l’invention et ne sont pas limitatifs. Particulièrement, la description mentionne un dépôt de saphir, mais on pourra également réaliser des dépôts de tout matériau à base d’oxyde d’aluminium, tel que du rubis. Le saphir et le rubis peuvent également être dopés. Aussi, le composant n’est pas forcément réalisé à base de silicium; il peut être réalisé par technologie LIGA, qui permet notamment de produire des composants en nickel, ou peut être réalisé dans un autre matériau, par exemple l’acier. L’homme du métier saura trouver d’autres applications et exemples de mise en œuvre, sans toutefois sortir du cadre de l’invention telle que définie dans les revendications. The above examples have been given by way of illustration of the invention and are not limiting. In particular, the description mentions a deposit of sapphire, but it will also be possible to make deposits of any material based on aluminum oxide, such as ruby. Sapphire and ruby can also be spiked. Also, the component is not necessarily made of silicon; it can be achieved by LIGA technology, which allows in particular to produce nickel components, or can be made of another material, for example steel. Those skilled in the art will find other applications and examples of implementation, without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

Claims

A method for producing a watch component, comprising the following steps: - acquire the said component, Depositing an aluminum oxide-based material on at least a portion of said component to form an outer zone made of said aluminum oxide-based material.

2. Method according to claim 1, characterized in that the deposition is carried out by spraying.

3. Method according to claim 2, characterized in that the deposition is performed by RF (Radio Frequency) sputtering.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the deposit comprises the following steps: Disposing the component and a target made of said aluminum oxide material in a deposition chamber, - put the chamber under vacuum and fill it with a low pressure gas, Generating ions from the gas and throwing them against the target in order to tear particles from said aluminum oxide material, Condensing at least a portion of the torn particles on the surface of the component to form a thin layer of the aluminum oxide material.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that said component undergoes, prior to the deposition based on aluminum oxide, a masking step so that the deposit is selective.

6. Watch component characterized in that it is obtained by the method according to one of the preceding claims.

7. Component according to claim 6, characterized in that it is made of silicon or nickel-based or steel-based.

8. Watchmaking mechanism comprising at least two components intended to be in contact with each other, at least intermittently, characterized in that at least one of the two components is a component according to one of claims 6 or 7 .

9. Clock mechanism according to claim 8, characterized in that it defines a pivoting system, one of the two components forming a bearing and the other component being a pivot axis.

10. clock mechanism according to claim 9, characterized in that said pivoting system comprises a shockproof bearing.

11. Watchmaking mechanism according to claim 9, characterized in that said pivoting system comprises a bearing made directly in a frame member of said mechanism.

Clock mechanism according to claim 8, characterized in that it defines an assortment comprising at least one component according to claim 6.