CH708936B1

CH708936B1 - Palier antichoc bi-matière pour mobile de pièce d'horlogerie.

Info

Publication number: CH708936B1
Application number: CH02054/13A
Authority: CH
Inventors: Born Jean-Jacques; Martin Jean-Claude
Original assignee: Swatch Group Res & Dev Ltd
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2019-07-31
Also published as: WO2015086472A3; US20160306326A1; WO2015086472A2; CN105814496A; EP3080666A2; US10012955B2; EP2884348A1; EP3080666B1; CN105814496B; CH708936A2; JP6147437B2; JP2016540217A

Abstract

L’invention concerne un palier amortisseur de chocs pour un axe (120) d’un mobile d’une pièce d’horlogerie, ledit axe comprenant un tigeron (121), ledit palier comportant un support (102, 103) pourvu d’un logement muni d’un moyen de pivotement (126, 126´) suspendu, ledit moyen de pivotement (126, 126´) est agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d’horlogerie. Le moyen de pivotement, métallique, comprend un évidement dans lequel est placé un insert en matériau synthétique (1260).

Description

Description [0001] La présente invention concerne un palier amortisseur de chocs pour un axe d’un mobile d’une pièce d’horlogerie. L’axe comprend un tigeron, comportant un support, ledit support étant pourvu d’un logement prévu pour recevoir un système pivot suspendu dans lequel le tigeron est inséré.

[0002] Le domaine technique de l’invention est le domaine technique de la mécanique fine.

Arrière-plan technologique [0003] La présente invention concerne des paliers pour pièces d’horlogerie, et plus particulièrement du type permettant d’amortir les chocs. Les constructeurs de montres mécaniques ont conçu depuis longtemps de nombreux dispositifs permettant de faire absorber l’énergie résultant d’un choc par un axe d’un mobile, en venant buter contre une paroi du trou du bloc de base qu’il traverse, tout en permettant un déplacement momentané du tigeron avant qu’il ne soit ramené à sa position de repos sous l’action d’un ressort.

[0004] La fig. 1 illustre un dispositif amortisseur de chocs ou palier amortisseur de chocs 1 comprenant un support 2. Ce support présente un logement 3 dans lequel est agencé un système pivot 4 dont le but est d’amortir, au moins en partie, les chocs subits par l’axe 5 de balancier.

[0005] Le système pivot 4 comprend des moyens élastiques 4a et un module pivot 4b. Les moyens élastiques se présentent, dans cet exemple, sous la forme d’une membrane. Ces moyens élastiques se présentent sous la forme d’une base sous la forme d’un disque comprenant une face inférieure et une face supérieure et présentant un orifice central, la face inférieure faisant face au fond du support c’est-à-dire au trou 6 dans lequel l’axe de balancier terminé par un tigeron 5a passe. Dans le centre de ce disque est fixé le module pivot. Ce disque comprend, à sa périphérie, un rebord périphérique 4c s’étendant dans une direction axiale c’est-à-dire dans une direction tendant à s’éloigner de la face supérieure. De préférence, ce rebord s’étend de sorte que la surface du plan horizontal au disque augmente lorsque la hauteur du rebord augmente.

[0006] Le système pivot 4 est posé sur le fond du support et le rebord des moyens élastiques prend appui par exemple sur une excroissance 2a du support comme visible à la fig. 1.

[0007] Un tel système pivot est réalisé en matière plastique de sorte qu’il peut être fabriqué en utilisant les techniques d’injection et de moulage.

[0008] Toutefois, un inconvénient d’un tel système amortisseur de chocs est qu’il ne résiste pas aux chocs. En effet, si le pivot ne casse pas, le plastique est marqué par le pivot. Ce marquage du plastique constituant le système pivot vient de la partie élastique qui a son module de Young qui augmente lors du choc. Or, le module de Young est également appelé module d’élasticité (exprimé généralement en GPa) caractérise la résistance à la déformation d’un matériau.

[0009] Ainsi, si le module de Young augmente alors la contrainte nécessaire à sa déformation augmente. Par conséquent, la résistance des moyens élastiques du système pivot qui est opposée au pivot augmente et donc la force entre le pivot et le palier augmente. Cette augmentation de la force durant un laps de temps très bref peut entraîner l’apparition locale d’une déformation plastique. Cette déformation peut alors causer un mauvais fonctionnement du palier amortisseur de chocs.

Résumé de l’invention [0010] L’invention a pour but de pallier les inconvénients de l’art antérieur en proposant de fournir un système antichoc de pièce d’horlogerie qui possède des caractéristiques d’amortissement et de frottement constantes.

[0011] A cet effet, l’invention concerne un palier amortisseur de chocs pour un axe d’un mobile d’une pièce d’horlogerie, ledit axe comprenant un tigeron et un pivot, ledit palier amortisseur comportant également un support pourvu d’un logement prévu pour recevoir un moyen de pivotement suspendu, ledit moyen de pivotement est agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d’horlogerie, caractérisé en ce que le moyen de pivotement est réalisé dans un matériau métallique et comprend un évidement dans lequel est inséré un insert réalisé dans un matériau synthétique et avec lequel le tigeron coopère.

[0012] Dans un premier mode de réalisation avantageux de l’invention, l’insert est réalisé dans un matériau polymère.

[0013] Dans un second mode de réalisation avantageux de l’invention, le matériau de l’insert est chargé.

[0014] Dans un troisième mode de réalisation avantageux de l’invention, le polymère de l’insert est choisi dans le groupe comprenant le polyoxyméthylène, le polyamide, le polyétheréthercétone, le polyphénylène sulfide.

[0015] Dans un quatrième mode de réalisation avantageux de l’invention, ledit moyen de pivotement est une pastille comprenant une partie annulaire, une partie centrale et des bras élastiques reliant la partie centrale à la partie annulaire, la partie centrale comprenant ledit évidement de manière à y placer ledit insert avec lequel le pivot peut coopérer pour y tourner librement.

[0016] Dans un autre mode de réalisation avantageux de l’invention, le moyen de pivotement comprend trois bras élastiques décalés angulairement d’un angle de 120 degrés.

CH 708 936 B1 [0017] Dans un autre mode de réalisation avantageux de l’invention, l’insert comprend un trou pour l’insertion du pivot, ce trou consistant en une ouverture présentant une première portion droite ou rectangulaire suivie par une portion trapézoïdale.

[0018] L’invention concerne également un procédé de fabrication d’un palier amortisseur de chocs d’un mobile d’une pièce d’horlogerie, ledit palier amortisseur de choc comprenant un axe, ledit axe comprenant un tigeron et un pivot, ledit palier amortisseur comportant également un support pourvu d’un logement prévu pour recevoir un moyen de pivotement métallique suspendu, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes:

a) se munir du support et du moyen de pivotement métallique comprenant un évidement puis placer le moyen de pivotement métallique dans le logement du support;

b) se munir de l’axe et d’un insert synthétique comprenant un trou permettant audit pivot de s’y insérer;

c) placer l’insert synthétique sur l’axe de sorte que le pivot de l’axe s’insère dans l’insert synthétique;

d) monter le palier amortisseur de choc en manipulant l’axe de sorte que l’insert synthétique sur l’axe pénètre dans l’évidement.

[0019] Dans une variante du procédé, ledit procédé comprend les étapes suivantes:

B) se munir de l’axe et surmouler le pivot avec un matériau de sorte à former un insert synthétique;

C) monter le palier amortisseur de choc en manipulant l’axe de sorte que l’insert synthétique sur l’axe pénètre dans l’évidement.

Brève description des figures [0020] Les buts, avantages et caractéristiques du système antichoc selon la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée suivante d’au moins une forme de réalisation de l’invention donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et illustrée par les dessins annexés sur lesquels:

la fig. 1 représente de manière schématique un système antichoc de pièce d’horlogerie de l’art antérieur;

les fig. 2 et 3 représentent de manière schématique un système antichoc de pièce d’horlogerie selon l’invention;

les fig. 4 et 5 représentent de manière schématique un système antichoc de pièce d’horlogerie selon une variante de l’invention;

Description détaillée [0021] La présente invention procède de l’idée générale inventive qui consiste à procurer un système amortisseur de choc ou système antichoc ayant une plus grande fiabilité et procurant un meilleur positionnement.

[0022] Le palier amortisseur ou système antichoc 100 est représenté à la fig. 2, qui illustre une partie de pièce d’horlogerie munie de paliers selon l’invention.

[0023] Le palier amortisseur 100 représenté à la fig. 2 comprend un bâti comprenant un support 103 dans lequel un palier inférieur 101 et un palier supérieur 102 sont montés. Ces paliers 101, 102 sont montés dans des trous pratiqués dans ledit support 103. Un mobile 105, pouvant être un balancier, est monté sur un axe 120 en pivotement dans ces paliers. Cet axe 120 est muni à ses deux extrémités de tigerons 121 portant des pivots 122.

[0024] Le palier supérieur 102 comprend une pièce annulaire 127 se présentant sous la forme d’un disque ayant une paroi périphérique intérieure 128. Cette pièce annulaire comprend également un rebord 129 localisé sur la surface du disque et contigu à la paroi. Cette pièce annulaire 127 est percée d’un trou central 130. Le palier 102 comprend, en outre, un moyen de pivotement 126' disposé dans le logement formé par la paroi périphérique 128 et le rebord 129. Le moyen de pivotement 126' est posé sur le rebord 129 au niveau de sa périphérie de sorte à être suspendu. Ce moyen de pivotement 126' est fixé à la pièce annulaire 127, par exemple par chassage, collage, encliquetage ou maintenu par une bague. Il existe donc un espace entre les moyens de pivotement 126', et le fond du logement formé par la paroi périphérique 128 et le rebord 129. Les moyens de pivotements ne sont donc en contact avec le support 101 qu’au niveau de la fixation avec celui-ci. Le fait d’être suspendu permet aux moyens de pivotement 126' de pouvoir se recentrer parfaitement suite à un déplacement à cause d’un choc.

CH 708 936 B1 [0025] Le palier inférieur 101 est de conception identique au palier supérieur 102 c’est-à-dire qu’il comprend une pièce annulaire 124 se présentant sous la forme d’un disque ayant une paroi périphérique. Cette pièce annulaire comprend également un rebord localisé sur la surface du disque et contigu à la paroi. Cette pièce annulaire 124 est percée d’un trou central 125. Le palier 102 comprend, en outre, un moyen de pivotement 126 disposé dans le logement formé par la paroi périphérique et le rebord de façon suspendu. Ce moyen de pivotement 126 est fixé à la pièce annulaire 124 par exemple par chassage, collage, encliquetage ou maintenu par une bague. Dans le présent exemple, les dimensions du palier inférieur 101 seront plus faibles que celles du palier supérieur 102 afin de montrer que la taille du palier est facilement modulable et peut être réduite. Bien entendu, les dimensions du palier supérieur 102 et du palier inférieur 101 peuvent être identiques.

[0026] Toutefois, le palier inférieur 101 ou supérieur 102, dont une première variante non visible, peut être agencé de sorte que le moyen de pivotement 126, 126' soit directement fixé dans le support 103 par chassage ou collage ou soudage ou brasage. Ledit palier 101, 102 peut comprendre une pièce se présentant sous la forme d’un anneau qui sert au maintien des moyens de pivotement 126, 126' et une pièce se présentant sous la forme d’un disque ayant un rebord périphérique et percée en son centre d’un trou. Cette pièce en forme de disque percée est utilisée pour servir de butée et son rebord est utilisé pour assurer un système suspendu. Le moyen de pivotement 126, 126' est ainsi maintenu de façon radiale par les parois du trou réalisé dans le support et de façon axiale par la pièce annulaire et la pièce en forme de disque percé.

[0027] Les moyens de pivotement 126, 126', visibles à la fig. 3, se présentent sous forme d’une pastille comprenant une partie annulaire pleine 126a, une partie centrale 126b et des bras élastiques 126d. Ces bras 126d sont enroulés sensiblement en spirale de sorte qu’ils relient la partie centrale 126b à la partie annulaire 126a. Préférentiellement, les moyens de pivotement 126, 126' comprennent trois bras 126d. Les moyens de pivotement 126' du palier supérieur 102 sont montés dans la pièce annulaire 127 dudit palier supérieur 102. Les moyens de pivotement 126 du palier inférieur 101 sont montés dans la pièce annulaire 124 insérée dans le trou du support 103.

[0028] Avantageusement selon l’invention, la partie centrale des moyens de pivotement 126, 126' présente un évidement 126e dans lequel un insert 1260 est placé. Cet insert 1260 est utilisé de sorte à être muni d’un trou 1261 dans lequel le tigeron de l’axe s’insère. Cette configuration permet d’avoir les moyens de pivotement 126, 126' se présentant sous forme d’une pastille comprenant une partie annulaire pleine 126a, une partie centrale 126b et de bras élastiques 126d, qui sont réalisés dans un premier matériau et l’insert 1260 qui est réalisé dans un second matériau. La roue est alors montée pivotante en étant engagée au niveau de ses pivots 122 dans des trous non traversant 1261 de l’insert 1260 et au niveau de ses tigerons 121 dans les trous du support 103.

[0029] Cette configuration permet l’utilisation d’un matériau spécifique pour les moyens de pivotement 126, 126' c’est-àdire qui convient à la fonction amortisseur et un matériau spécifique pour l’insert c’est-à-dire un matériau qui convient pour une fonction pivot à coefficient de frottement faible.

[0030] Selon l’invention, le premier matériau utilisé pour les moyens de pivotement 126, 126' est un matériau métallique alors que le second matériau utilisé pour l’insert 1260 est un matériau synthétique comme un plastique. Ce matériau plastique peut être un polymère choisi dans le groupe comprenant le polyoxyméthylène, le polyamide, le polyétheréthercétone, le polyphénylène sulfide.

[0031] L’utilisation d’un matériau métallique pour les moyens élastiques c’est-à-dire les moyens de pivotement 126, 126' permet d’avoir des moyens élastiques dont le module de Young ne varie pas avec la vitesse. De ce fait, la résistance des moyens élastiques qui est opposée au pivot n’augmente pas et la force entre le pivot et le palier reste stable.

[0032] De plus, les métaux présentent un module de Young plus élevé que pour un matériau de type plastique (par exemple le module de Young du Phynox (Cobalt Co + Chrome Cr + Nickel Ni + Molybdène Mo) est de 203 GPa, celui du Titane de 114 GPa, celui du plexiglas de 2,38 GPa et celui du polyamide de 3 à 5 GPa). Cette différence de valeur du module de Young signifie qu’il est nécessaire d’appliquer une contrainte plus élevée pour les métaux afin que ceux-ci se déforment. Ainsi, à contrainte égale par le pivot, les moyens de pivotement 126,126'en métal se déplaceront moins que les moyens de pivotement 126, 126' en plastique. Les métaux permettent également des assemblages éprouvés difficilement compatibles avec des polymères, notamment par chassage (pas de fluage important), soudage ou brasage (température).

[0033] Un autre avantage de ce choix de matériaux est qu’il permet d’avoir un matériau plus avantageux pour la fonction pivot. En effet, les frottements d’une pièce en métal sur une autre pièce en métal entraînent un échauffement et une usure rapide du pivot, une lubrification est donc nécessaire pour atténuer cet échauffement.

[0034] Avec un insert 1260 en matériau plastique, les frottements avec un pivot métallique sont moindres. De plus, il existe des plastiques appelés autolubrifiants. Ces plastiques sont connus pour présenter des caractéristiques liées au frottement particulièrement favorable de sorte qu’une lubrification supplémentaire par huile n’est plus nécessaire.

[0035] Dans une variante, le matériau plastique de l’insert 1260 est un polymère chargé. On désigne sous le nom général de charge toute substance inerte, minérale ou végétale qui, ajoutée à un polymère de base, permet de modifier de manière sensible ses propriétés mécaniques, électriques ou thermiques ou son aspect.

[0036] En cas de choc axial, le mobile 105 est soumis à une force qui est proportionnelle à l’accélération subie. Cette force est transmise aux paliers par l’intermédiaire des pivots 122. L’effet de cette force et de déformer les bras élastiques 126d des moyens de pivotement 126, 126' jusqu’à ce que l’axe 120 de la roue vienne prendre appui, par l’intermédiaire de ses

CH 708 936 B1 tigerons 121, contre la paroi des trous 1261. Dans ce cas, la roue est alors stoppée par l’axe 120 qui butte sur le support 127, 124 servant de butée. Comme les dimensions de l’axe 120 sont beaucoup plus importantes que celles des pivots 122, l’énergie produite lors du choc contre la butée est donc transmise à l’axe 120 permettant de ne pas endommager les pivots 122.

[0037] De façon préférentielle, les bras élastiques 126d sont dimensionnés de manière à ce que les figerons 121 entrent en contact avec les pièces annulaires dès qu’une accélération d’environ 500 g est atteinte.

[0038] De façon préférentielle, les moyens de pivotement 126, 126' sont formés par trois bras recourbés 126d dont les points d’attache, respectivement à la partie annulaire 126a et à la partie centrale 126b, sont décalés angulairement de 120 degrés. Il est bien évident que la fonction élastique pourrait être assurée avec un nombre différent de bras, ou avec d’autres formes.

[0039] On pourra également comprendre que l’insert 1260 comprend un trou 1261 conique afin que l’extrémité du tigeron puisse s’y insérer permettant d’avoir un écart d’amplitude entre les différentes positions de la montre réduit au minimum. Ce trou 1261 conique connu du brevet EP 2 142 965 consiste en une ouverture présentant une première portion droite ou rectangulaire c’est-à-dire ayant un profil droit ou rectangulaire suivie par une portion trapézoïdale c’est-à-dire ayant un profil trapézoïdale. La pointe arrondie du pivot 122 est dimensionnée de manière à ce que sa surface arrondie puisse venir en appui contre le bord incliné de la portion de profil trapézoïdal.

[0040] Dans une variante de l’invention visible aux fig. 4 et 5, l’invention concerne également un procédé de montage d’un tel palier amortisseur de chocs 100. Un tel procédé consiste à réaliser séparément les moyens de pivotement 126, 126' et l’insert 1260.

[0041] Puis, l’insert 1260 est placé l’axe 120 au niveau de ses deux extrémités de tigerons 121 portant des pivots 122. Cet agencement de l’insert 1260 permet de servir de protection pour les pivots 122 de sorte que ces derniers ne reçoivent pas de chocs.

[0042] Enfin, le système est monté. Pour cela, les moyens de pivotement 126, 126' sont montés dans les supports 103. L’axe 120 est ensuite monté entre le palier inférieur 101 et le palier supérieur 102. Pour cela, l’axe 120 est manipulé de sorte que chaque insert 1260 monté sur les pivots 122 soit inséré à force dans l’évidement 126e des moyens de pivotements 126, 126' devant les accueillir.

[0043] En résumé, le procédé consiste à:

a) se munir du support 102, 103 et du moyen de pivotement 126, 126' comprenant un évidement 126e puis placer le moyen de pivotement 126, 126' dans le logement du support 102, 103;

b) se munir de l’axe 120 et de l’insert 1260 comprenant un trou 1261 permettant audit pivot 122 de s’y insérer;

c) placer l’insert 1260 sur l’axe 120 de sorte que le pivot 122 de l’axe s’insère dans l’insert 1260;

d) monter le palier amortisseur de choc en manipulant l’axe 120 de sorte que l’insert 1260 sur l’axe 120 pénètre dans l’évidement 126e.

[0044] Dans une variante, les inserts 1260 sont directement réalisés sur l’axe 120. Pour cela, les pivots 122 de l’axe 120 sont placés dans les moules servant à fabriquer les inserts 1260. Le matériau synthétique utilisé pour les inserts 1260 est alors injecté dans les moules pour former les inserts 1260. Cette variante est avantageuse car elle permet d’avoir les inserts 1260 et les pivots 122 de l’axe 120 qui coopèrent parfaitement. Le procédé consiste donc à:

B) se munir de l’axe 120 et surmouler le pivot 122 avec un matériau de sorte à former un insert 1260;

C) monter le palier amortisseur de choc en manipulant l’axe 120 de sorte que l’insert 1260 sur l’axe 120 pénètre dans l’évidement 126e.

[0045] On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations et/ou combinaisons évidentes pour l’homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention exposée ci-dessus sans sortir du cadre de l’invention définie par les revendications annexées.

Claims

Revendications

1. Palier amortisseur de chocs pour un axe (120) d’un mobile d’une pièce d’horlogerie, ledit axe (120) comprenant un tigeron (121) et un pivot (122), ledit palier amortisseur comportant un support (102, 103) pourvu d’un logement prévu

CH 708 936 B1 pour recevoir un moyen de pivotement (126, 126') suspendu, ledit moyen de pivotement (126, 126') est agencé pour absorber, au moins en partie, les chocs subis par le mobile de pièce d’horlogerie, caractérisé en ce que le moyen de pivotement (126, 126') est réalisé dans un matériau métallique et comprend un évidement (126e) dans lequel est inséré un insert (1260) réalisé dans un matériau synthétique et avec lequel le tigeron coopère.
2. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’insert est réalisé dans un matériau polymère.
3. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 2, caractérisé en ce que le matériau de l’insert est chargé.
4. Palier amortisseur de chocs selon l’une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que le polymère de l’insert est choisi dans le groupe comprenant le polyoxyméthylène, le polyamide, le polyétheréthercétone, le polyphénylène sulfide.
5. Palier amortisseur de chocs selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit moyen de pivotement (126, 126') est une pastille comprenant une partie annulaire (126a), une partie centrale (126b) et des bras élastiques (126d) reliant la partie centrale à la partie annulaire, la partie centrale comprenant ledit évidement (126e) de manière à y placer ledit insert (1260) avec lequel ledit pivot peut coopérer pour y tourner librement.
6. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit moyen de pivotement (126, 126') comprend trois bras élastiques (126d) décalés angulairement d’un angle de 120°.
7. Palier amortisseur de chocs selon la revendication 5, caractérisé en ce que l’insert comprend un trou (1261) pour l’insertion du pivot, ce trou consistant en une ouverture présentant une première portion rectangulaire suivie par une portion trapézoïdale.
8. Procédé de montage d’un palier amortisseur de chocs sur un axe (120) d’un mobile d’une pièce d’horlogerie, ledit axe (120) comprenant un tigeron (121) et un pivot (122), ledit palier amortisseur comportant également un support (102, 103) pourvu d’un logement prévu pour recevoir un moyen de pivotement (126,126') métallique suspendu, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes:

a) se munir du support (102,103) et du moyen de pivotement (126,126') métallique comprenant un évidement (126e) puis placer le moyen de pivotement (126, 126') dans le logement du support (102, 103);

b) se munir de l’axe (120) et d’un insert (1260) synthétique comprenant un trou (1261) permettant audit pivot (122) de s’y insérer;

c) placer ledit insert (1260) synthétique sur l’axe (120) de sorte que le pivot (122) de l’axe s’insère dans l’insert (1260) synthétique;

d) monter le palier amortisseur de choc en manipulant l’axe (120) de sorte que l’insert (1260) synthétique sur l’axe (120) pénètre dans l’évidement (126e).
9. Procédé de montage d’un palier amortisseur de chocs sur un axe (120) d’un mobile d’une pièce d’horlogerie, ledit axe (120) comprenant un tigeron (121) et un pivot (122), ledit palier amortisseur comportant également un support (102, 103) pourvu d’un logement prévu pour recevoir un moyen de pivotement (126,126') métallique suspendu, caractérisé en ce que ledit procédé comprend les étapes suivantes:

A) se munir du support (102,103) et du moyen de pivotement (126,126') métallique comprenant un évidement (126e) puis placer le moyen de pivotement (126, 126') dans le logement du support (102, 103);

B) se munir de l’axe (120) et surmouler le pivot (122) avec un matériau de sorte à former un insert (1260) synthétique;

C) monter le palier amortisseur de choc en manipulant l’axe (120) de sorte que l’insert (1260) synthétique sur l’axe (120) pénètre dans l’évidement (126e).