CH708272B1

CH708272B1 - spiral spring watch movement.

Info

Publication number: CH708272B1
Application number: CH00714/14A
Authority: CH
Inventors: Stéphane Von Gunten; Pierre Gygax; Lucas Humair
Original assignee: Manuf Et Fabrique De Montres Et Chronomètres Ulysse Nardin Le Locle S A
Priority date: 2009-09-07
Filing date: 2009-09-07
Publication date: 2015-01-15

Abstract

L’invention concerne un ressort spiral (10) de mouvement de montre, caractérisé en ce qu’il comporte n lames (10a, 10b) coplanaires enroulées l’une dans l’autre et décalées de 360°/n, avec 2≤n≤4. Les extrémités intérieures de chaque lame sont solidaires d’une unique virole (12). Les extrémités extérieures de chaque lame sont reliées entre elles par un cadre (14) rigide muni d’au moins une portion pour recevoir un organe d’attache, et les lames (10a, 10b), la virole (12) et le cadre (14) sont réalisés en une pièce monolithique, et le cadre (14) comporte des zones évidées.The invention relates to a spiral spring (10) for movement of a watch, characterized in that it comprises n blades (10a, 10b) coplanar wound in one another and shifted by 360 ° / n, with 2≤n ≤4. The inner ends of each blade are integral with a single ferrule (12). The outer ends of each blade are interconnected by a rigid frame (14) provided with at least a portion for receiving an attachment member, and the blades (10a, 10b), the ferrule (12) and the frame ( 14) are made in a monolithic part, and the frame (14) has recessed areas.

Description

Domaine techniqueTechnical area

[0001] La présente invention se rapporte au domaine de l’horlogerie mécanique. Elle concerne, plus particulièrement, un ressort spiral destiné à équiper un organe régulateur d’une montre mécanique. The present invention relates to the field of mechanical watchmaking. It relates, more particularly, a spiral spring for fitting a regulating member of a mechanical watch.

Etat de la techniqueState of the art

[0002] Dans les horloges, les pendules et les montres mécaniques ou électroniques, on a toujours un organe régulateur permettant, comme son nom l’indique, de réguler la marche de la pièce d’horlogerie. Dans le cas d’une montre mécanique, l’organe de régulation est constitué d’un balancier et d’un ressort spiral. In clocks, clocks and mechanical or electronic watches, there is always a regulating member allowing, as the name suggests, to regulate the running of the timepiece. In the case of a mechanical watch, the regulating member consists of a balance and a spiral spring.

[0003] De manière conventionnelle, le spiral est une lame, en général métallique, de section rectangulaire enroulée sur elle-même en forme de spirale d’Archimède. Il est fixé, en son centre, sur l’axe de balancier, par une pièce appelée virole. L’extérieur du spiral est fixé à un pont de balancier, nommé coq, par une pièce appelée piton. Le piton est fixé soit directement au coq, soit par l’intermédiaire d’un porte-piton mobile. Conventionally, the spiral is a blade, generally metallic, of rectangular section wound on itself in the form of an Archimedean spiral. It is fixed at its center on the balance shaft, by a part called ferrule. The outside of the hairspring is attached to a pendulum bridge, called rooster, by a piece called piton. The piton is attached either directly to the cock or via a mobile peg holder.

[0004] Un tel montage d’un spiral n’est pas optimal pour l’isochronisme de la montre. En effet, le centre du spiral se déplace au cours de son développement, ce qui induit des forces de réactions au niveau des pivots de l’axe de balancier. L’intensité des forces exercées sur les pivots participent grandement à l’isochronisme que l’on observe généralement. Such a mounting of a spiral is not optimal for the isochronism of the watch. Indeed, the center of the spiral moves during its development, which induces reaction forces at the pivots of the balance shaft. The intensity of the forces exerted on the pivots greatly contributes to the isochronism that is generally observed.

[0005] On connaît des pièces d’horlogerie munies de deux spiraux montés sur l’axe de balancier, en sens opposés, disposés dans des plans différents. La maison H. Moser & Cie. propose un échappement muni de deux spiraux disposés de part et d’autre du balancier, en sens opposés. On sait qu’il est difficile d’obtenir des caractéristiques précises pour des spiraux réalisés de manière traditionnelle et que donc, deux spiraux seront le plus souvent différents, même légèrement. Ainsi, le réglage d’un tel balancier muni de deux spiraux aux caractéristiques différentes, l’alignement des forces exercées par les deux spiraux, présentent des difficultés. En outre, la différence probable entre les deux spiraux fait que la résultante des forces exercées au niveau de l’axe du balancier est, dans la majorité des cas, non nulle et difficile à maîtriser. There are timepieces provided with two spirals mounted on the balance shaft, in opposite directions, arranged in different planes. The house H. Moser & Cie. proposes an escapement equipped with two spirals arranged on both sides of the balance, in opposite directions. It is known that it is difficult to obtain precise characteristics for spirals made in the traditional way and that, therefore, two spirals will most often be different, even slightly. Thus, the adjustment of such a balance provided with two spirals with different characteristics, the alignment of the forces exerted by the two spirals, present difficulties. In addition, the probable difference between the two spirals means that the resultant forces exerted on the axis of the balance is, in the majority of cases, non-zero and difficult to control.

[0006] La présente invention a donc pour but de proposer un spiral permettant d’améliorer l’isochronisme d’une montre, tout en restant simple à mettre en œuvre. The present invention therefore aims to provide a hairspring for improving the isochronism of a watch, while remaining simple to implement.

Divulgation de l’inventionDisclosure of the invention

[0007] De manière plus précise, l’invention porte sur un ressort spiral de mouvement de montre, caractérisé en ce qu’il comporte n lames coplanaires enroulées l’une dans l’autre et décalées de 360°/n, avec 2≤n≤4. Les extrémités intérieures de chaque lame sont solidaires d’une unique virole, tandis que les extrémités extérieures de chaque lame sont reliées entre elles par un cadre rigide muni d’au moins une portion pour recevoir un piton. En outre, les lames, la virole et le cadre sont réalisés en une pièce monolithique, et le cadre comporte des zones évidées. More specifically, the invention relates to a spiral spring watch movement, characterized in that it comprises n coplanar blades wound in one another and offset by 360 ° / n, with 2 ≤ n≤4. The inner ends of each blade are integral with a single ferrule, while the outer ends of each blade are interconnected by a rigid frame provided with at least a portion for receiving a stud. In addition, the blades, the ferrule and the frame are made in a monolithic piece, and the frame has recessed areas.

[0008] Les caractéristiques de l’invention sont données dans les revendications. The features of the invention are given in the claims.

Brève description des dessinsBrief description of the drawings

[0009] D’autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, dans lequel <tb>les fig. 1 à 6<SEP>montrent, en vue de dessus, des vues schématiques de différents modes de réalisation et exemples, <tb>la fig. 2<SEP>représente un ressort selon l’invention, et <tb>les fig. 1 et 3 à 6<SEP>représentent des exemples qui ne font pas partie de l’invention et qui sont inclus à titre d’exemple.Other features of the present invention will appear more clearly on reading the description which follows, with reference to the appended drawing, in which <tb> figs. 1 to 6 <SEP> show, in plan view, schematic views of various embodiments and examples, <tb> fig. 2 <SEP> represents a spring according to the invention, and <tb> figs. 1 and 3 to 6 <SEP> represent examples which are not part of the invention and which are included by way of example.

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

[0010] La fig. 1 représente un ressort spiral 10 plat qui ne fait pas partie de l’invention et est incorporé à titre d’exemple. Il comprend une première extrémité intérieure associée à une virole 12. FIG. 1 shows a flat spiral spring 10 which is not part of the invention and is incorporated by way of example. It comprises a first inner end associated with a ferrule 12.

[0011] Particulièrement à l’invention, à partir de la virole 12 se déploient plusieurs lames, le dessin en illustrant deux. On a donc une première 10a et une deuxième 10b lames, enroulées dans le même plan et dans le même sens. Les lames 10a et 10b sont enroulées l’une dans l’autre, les spires de l’une étant intercalées entre les spires de l’autre. La première 10a et la deuxième 10b lames sont disposées à 180° l’une de l’autre. Les lames sont identiques, de sorte que les extrémités des lames sont situées sur un cercle et sont situées à 180° l’une de l’autre. Particularly to the invention, from the shell 12 are deployed several blades, the drawing illustrating two. There is thus a first 10a and a second 10b blades, wound in the same plane and in the same direction. The blades 10a and 10b are wound into one another, the turns of one being interposed between the turns of the other. The first 10a and the second 10b blades are disposed 180 ° from each other. The blades are identical, so that the ends of the blades are located on a circle and are located 180 ° from each other.

[0012] Les extrémités extérieures des lames sont reliées entre elles par un cadre rigide 14, c’est-à-dire que le cadre ne contribue pas (quasiment pas) au couple élastique exercé par le ressort. La forme du cadre 14 présente une symétrie circulaire par rapport au centre du spiral. De préférence, le cadre suit une trajectoire circulaire, concentrique au spiral. The outer ends of the blades are interconnected by a rigid frame 14, that is to say that the frame does not contribute (almost no) to the elastic torque exerted by the spring. The shape of the frame 14 has a circular symmetry with respect to the center of the hairspring. Preferably, the frame follows a circular path, concentric with the spiral.

[0013] Typiquement, comme le permettent les techniques de mise en forme des matériaux de type silicium, la virole 12 est réalisée d’une pièce avec le reste du spiral. Selon l’invention, afin que les lames présentent des caractéristiques élastiques identiques, les deux lames 10a et 10b, la virole 12 et le cadre 14 sont réalisés d’une pièce, de manière monolithique. Pour ce faire, on pourra réaliser le spiral selon l’invention dans des matériaux conformables par des techniques de gravure profonde, particulièrement à des spiraux à base de silicium, notamment en silicium monocristallin, éventuellement recouvert d’une couche d’oxyde de silicium, mais également à des spiraux réalisés en diamant, obtenu par croissance puis par gravure profonde, ou encore à des spiraux réalisés en DCS (de l’anglais Diamond Coated Silicon), c’est-à-dire des spiraux en silicium recouverts de diamant. Typically, as allowed by the shaping techniques of the silicon type materials, the shell 12 is made in one piece with the rest of the spiral. According to the invention, so that the blades have identical elastic characteristics, the two blades 10a and 10b, the ferrule 12 and the frame 14 are made in one piece, monolithically. To do this, it is possible to produce the hairspring according to the invention in conformable materials by deep etching techniques, particularly with silicon-based spirals, in particular made of monocrystalline silicon, possibly covered with a layer of silicon oxide, but also to spirals made of diamond, obtained by growth and then by deep etching, or to spirals made of DCS (Diamond Coated Silicon), that is to say silicon spirals covered with diamond.

[0014] Grâce à l’agencement symétrique de deux lames 10a et 10b identiques, chacune des lames exerce sur l’axe du balancier une force compensant la force exercée par l’autre lame. Ainsi, les réactions sur l’axe sont minimisées, voire quasi nulles, ce qui permet d’améliorer l’isochronisme de l’oscillateur. With the symmetrical arrangement of two identical blades 10a and 10b, each blade exerts on the axis of the balance a force compensating for the force exerted by the other blade. Thus, the reactions on the axis are minimized, or almost zero, which improves the isochronism of the oscillator.

[0015] Le cadre 14 est agencé de manière à pouvoir supporter un organe d’attache, de préférence un piton, pour relier le spiral à un porte piton fixé sur le mouvement. Dans l’exemple de la fig. 1 , la cadre présente une portion de largeur adaptée pour recevoir un piton fendu, connu de l’homme du métier. Plus précisément, le cadre présente des zones larges 14a et une zone plus fine 14b pour recevoir le piton. Ce dernier est fixé au cadre par une technique adaptée, telle que le collage ou le soudage, choisie par l’homme du métier. The frame 14 is arranged to be able to support a fastener, preferably a peg, to connect the hairspring to a door bolt fixed on the movement. In the example of FIG. 1, the frame has a width portion adapted to receive a split piton, known to those skilled in the art. More specifically, the frame has wide areas 14a and a thinner area 14b to receive the peak. The latter is attached to the frame by a suitable technique, such as gluing or welding, chosen by the skilled person.

[0016] Les fig. 2 à 5 proposent différentes exécutions pour réaliser le cadre 14. Sur les fig. 2 à 4 , le cadre 14 est semi-circulaire et relie les deux extrémités des lames disposées à 180°. Sur la fig. 2 et selon l’invention, les zones larges 14a du cadre sont évidées, ce qui permet d’alléger le spiral dans sa zone extérieure, ce qui est toujours intéressant pour limiter les efforts au piton en cas de choc. Figs. 2-5 provide different embodiments for making the frame 14. In Figs. 2 to 4, the frame 14 is semicircular and connects the two ends of the blades arranged at 180 °. In fig. 2 and according to the invention, the wide areas 14a of the frame are recessed, which allows to lighten the spiral in its outer zone, which is always interesting to limit the efforts to peak in case of shock.

[0017] Sur la fig. 3 , qui ne fait pas partie de l’invention et qui est incorporée à titre d’exemple, le cadre 14 présente plusieurs zones fines 14b, permettant de positionner le piton à plusieurs endroits autour du cadre, ce qui peut donner de la souplesse pour la construction du mouvement. In FIG. 3, which does not form part of the invention and which is incorporated by way of example, the frame 14 has several thin zones 14b, making it possible to position the stud in several places around the frame, which can give flexibility to the construction of the movement.

[0018] La fig. 4 , qui ne fait pas partie de l’invention et qui est incorporée à titre d’exemple, propose un cadre muni d’un trou 16 pour recevoir un piton non fendu, susceptible d’être logé et fixé dans le trou. Le cadre 14 de la fig. 5 , qui ne fait pas partie de l’invention et qui est incorporée à titre d’exemple, est agencé de la même façon, mais fait un cercle complet en reliant les extrémités extérieures des lames par leurs deux côtés. La répartition des masses est ainsi parfaitement symétrique. On notera que, même dans la configuration où le cadre est muni d’un trou, le cadre pourrait être évidé. Plusieurs trous peuvent également être disposés sur le cadre. FIG. 4, which does not form part of the invention and which is incorporated by way of example, proposes a frame provided with a hole 16 for receiving an unslotted stud, which can be housed and fixed in the hole. The frame 14 of FIG. 5, which is not part of the invention and which is incorporated by way of example, is arranged in the same way, but makes a complete circle by connecting the outer ends of the blades by their two sides. The distribution of masses is thus perfectly symmetrical. Note that even in the configuration where the frame is provided with a hole, the frame could be hollowed out. Several holes can also be arranged on the frame.

[0019] Bien que les figures ne montrent que des exemples dans lesquels le ressort spiral 10 comporte deux lames, on peut en prévoir jusqu’à quatre. On peut ainsi avoir n lames identiques, réparties à 360°/n autour de la virole, les extrémités extérieures se trouvant également réparties à 360°/n. Un tel arrangement permet d’améliorer la répartition des lames et des efforts autour de l’axe du balancier et donc, une meilleure compensation. Although the figures show only examples in which the spiral spring 10 has two blades, it can provide up to four. It is thus possible to have n identical blades, distributed at 360 ° / n around the ferrule, the outer ends being equally distributed at 360 ° / n. Such an arrangement makes it possible to improve the distribution of the blades and the forces around the axis of the balance and therefore, a better compensation.

[0020] Dans un tel cas, avec n lames, un cadre 14 en forme d’arc de cercle, définit un angle de (n–1) fois 360°/n, ou un multiple de cette valeur, selon le choix de l’homme du métier. Un cadre circulaire complet est également possible. In such a case, with n blades, a frame 14 in the form of a circular arc, defines an angle of (n-1) times 360 ° / n, or a multiple of this value, depending on the choice of the skilled person. A complete circular frame is also possible.

[0021] Chaque lame s’enroulant entre les spires des autres lames, on comprend que, pour un spiral de dimension donnée, l’augmentation du nombre de lames entraîne, d’une part, la réduction de la longueur active de chaque lame. Ainsi, par rapport à un spiral conventionnel occupant une surface S, muni d’une seule lame dont la longueur active est L et d’épaisseur e (l’épaisseur étant la dimension de la lame dans le plan du spiral) et de pas entre les spires p, un spiral selon l’invention avec n lames d’épaisseur e, de pas p pour chaque spire, occupant la même surface S, chaque lame aura une longueur active de longueur L/n. Ceci a pour conséquence d’augmenter la rigidité de la lame, mais on peut le compenser en diminuant l’épaisseur de chaque lame, ce qui permet d’augmenter la longueur active et de diminuer la rigidité. Il est ainsi aisé d’obtenir un couple total désiré et conforme aux couples obtenus avec des ressorts spiraux conventionnels. On peut aussi envisager de réaliser des spiraux occupant une surface plus importante afin d’obtenir des lames de longueur désirée. D’un point de vue pratique, il semble envisageable et réalisable de faire des spiraux à 2, 3 ou 4 lames. Each blade winding between the turns of the other blades, it is understood that for a hairspring of given dimension, the increase in the number of blades causes, on the one hand, the reduction of the active length of each blade. Thus, compared to a conventional spiral occupying a surface S, provided with a single blade whose active length is L and thickness e (the thickness being the dimension of the blade in the spiral plane) and steps between the turns p, a hairspring according to the invention with n blades of thickness e, pitch p for each turn, occupying the same surface S, each blade will have an active length length L / n. This has the effect of increasing the stiffness of the blade, but it can be compensated by reducing the thickness of each blade, which increases the active length and reduce rigidity. It is thus easy to obtain a total torque desired and consistent with the pairs obtained with conventional spiral springs. It is also conceivable to make spirals occupying a larger surface to obtain blades of desired length. From a practical point of view, it seems feasible and feasible to make spirals with 2, 3 or 4 blades.

[0022] La fig. 6 propose un ressort spiral 10 dont la spire extérieure de chaque lame est munie d’un renfort 18 permettant de corriger le centrage du spiral et d’amener le centre de gravité de la partie active au centre d’action du couple élastique, c’est-à-dire au centre du spiral. Un tel renfort 18 permet d’améliorer la concentricité du développement du spiral et de réduire encore les réactions au pivot. On notera que le renfort 18 en lui-même ne participe pas à la définition du couple élastique du spiral. FIG. 6 proposes a spiral spring 10, the outer turn of each blade is provided with a reinforcement 18 to correct the centering of the spiral and to bring the center of gravity of the active part to the center of action of the elastic torque, c ' that is, in the center of the hairspring. Such a reinforcement 18 makes it possible to improve the concentricity of the development of the hairspring and to further reduce the reactions at the pivot. Note that the reinforcement 18 in itself does not participate in the definition of the elastic torque of the spiral.

[0023] La présente description n’a été donnée qu’à titre d’illustration non limitative de l’invention et l’homme du métier peut encore prévoir diverses alternatives découlant directement de la description donnée ci-dessus, sans sortir du cadre défini par les revendications. Notamment, le pas de chaque lame peut être constant comme représenté au dessin, mais il peut également varier. En outre, le piton peut être remplacé par un autre mode de fixation, notamment une vis pour solidariser directement le cadre avec le coq. The present description has been given by way of non-limiting illustration of the invention and the skilled person can still provide various alternatives directly from the description given above, without departing from the defined scope. by the claims. In particular, the pitch of each blade can be constant as shown in the drawing, but it can also vary. In addition, the bolt can be replaced by another method of attachment, including a screw to directly secure the frame with the rooster.

Claims

1. Spiral spring (10) of watch movement, characterized in that it comprises n blades (10a, 10b) coplanar wound in one another and offset by 360 ° / n, with 2≤n≤4, the inner ends of each blade being integral with a single ferrule (12), the outer ends of each blade being interconnected by a rigid frame (14) provided with at least one portion for receiving an attachment member, the blades (10a, 10b), the ferrule (12) and the frame (14). ) being made in a monolithic piece, and the frame (14) having recessed areas.

2. Spiral spring according to claim 1, characterized in that the pitch of each blade is constant.

3. Spiral spring according to claim 1, characterized in that the pitch of each blade is variable.

4. Spiral spring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the frame (14) comprises wide areas (14a) comprising said recessed areas, and at least one thin zone (14b), said thin zone forming said portion being intended to receive a pin forming the fastener for attaching the spiral spring to the watch movement.

5. Spiral spring according to one of claims 1 to 3, characterized in that the frame (14) comprises at least one hole (16) forming said portion for receiving a pin forming said fastener for attaching the spiral spring to the watch movement.

6. Spiral spring according to one of claims 1 to 5, characterized in that the last turn of the blades comprises a reinforcement (18) arranged to bring the center of gravity of the active part to the center of action of the elastic couple .

7. Spiral spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the frame forms a circle whose center is the center of the spiral.

8. Spiral spring according to one of claims 1 to 6, characterized in that the frame forms an arc of an angle of at least (n-1) times 360 ° / n.

9. Spiral spring according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is made of silicon, in particular monocrystalline silicon, optionally covered with a silicon oxide layer or a diamond layer .

10. Coil spring according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is made of diamond, obtained by growth then by deep etching.