CH709253B1

CH709253B1 - Spiral d'horlogerie.

Info

Publication number: CH709253B1
Application number: CH00192/14A
Authority: CH
Inventors: Cabezas Jurin Andrès; Trümpy Kaspar
Original assignee: Eta Sa Mft Horlogere Suisse
Priority date: 2014-02-14
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2019-07-15
Also published as: CH709253A2

Abstract

L’invention concerne un spiral pour un mécanisme régulateur horloger ainsi qu’un mouvement comportant un tel spiral. Le spiral comporte plusieurs spires formant un ruban continu. La section de la spire interne décroît d’une extrémité interne (P0) sur moins d’un tour jusqu’à un premier point (P1) selon un premier angle (α1). La section de spire au premier point (P1) étant minimale, elle s’accroît sur au moins une spire avant l’extrémité externe.

Description

Domaine de l’invention [0001] L’invention concerne un spiral d’horlogerie comportant une succession de spires formant un ruban continu.

[0002] L’invention concerne un mouvement d’horlogerie comportant une tige de commande définissant une direction orientée, une platine porteuse d’un piton et de moyens de guidage d’au moins un mécanisme régulateur que comporte le mouvement, ledit mécanisme régulateur étant à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale et lequel balancier-spiral comporte au moins un tel spiral.

[0003] L’invention concerne une montre comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale et ledit balancier-spiral comportant au moins un tel spiral, ou ladite montre comportant au moins un tel mouvement.

[0004] L’invention concerne le domaine des mécanismes mécaniques de montres, montres-bracelet et montres de poche, et plus particulièrement les mécanismes régulateurs à balancier-spiral.

Arrière-plan de l’invention [0005] L’obtention et le maintien de l’isochronisme d’un oscillateur mécanique d’horlogerie constituent des difficultés majeures de la conception horlogère. La qualité du ressort spiral est un facteur essentiel de la précision d’une pièce d’horlogerie. De nombreuses avancées ont été faites, notamment en mettant en oeuvre des vrillages de spires interne ou terminale.

[0006] D’autres recherches ont permis de conserver une élaboration plane du spiral. Ainsi le brevet BE 526 689 au nom de Emile MICHEL, ou le document CH 327 796 au nom de ASUAG, propose un spiral où au moins une partie de la lame présente une section droite différente de celle du reste de la lame, en vue d’obtenir, lors du fonctionnement, un développement concentrique du spiral. Toutefois, les enseignements en sont très généraux, et l’homme du métier doit mener une longue expérimentation pour définir des paramètres convenables. Résumé de l’invention [0007] L’invention se propose de définir un spiral permettant d’obtenir une excellente concentricité du spiral en expansion et en contraction, garante de l’amélioration de la chronométrie de la pièce d’horlogerie qui incorpore un tel spiral.

[0008] La conception selon l’invention doit être applicable à une fabrication de type «MEMS» ou «LIGA», de façon à pouvoir exploiter les avantages propres au silicium, au quartz, au diamant, ou matériaux similaires. Aussi, l’invention s’attache à définir une géométrie de spiral avec une exécution entièrement plane, sans vrillage, et sans changement de concavité de façon à assurer une meilleure tenue en service.

[0009] A cet effet, l’invention concerne un spiral d’horlogerie comportant une succession de spires formant un ruban continu, caractérisé en ce que, depuis une extrémité interne en amont, une première partie interne du ruban, formant partiellement la première spire interne, est de section dégressive et se développe sur moins d’un tour, cette première partie interne du ruban étant suivie d’une succession d’autres parties du ruban, chacune de ces autres parties du ruban étant de section toujours égale ou croissante par rapport à la section de l’extrémité immédiate de la partie du ruban directement en amont, et dont au moins une de ces autres parties du ruban est de section croissante, la partie du spiral formée par lesdites parties du ruban étant entièrement plane, dépourvue de vrillage et dépourvue de changement de concavité.

[0010] Plus particulièrement, ledit spiral d’horlogerie comporte successivement, depuis l’extrémité interne et en angles au centre par rapport à une direction axiale, tangentes les unes aux autres et toutes de concavité tournée vers ladite direction axiale et formant un ruban continu: - la première partie interne jusqu’à un premier point, selon un premier angle au centre et de section dégressive dans un premier rapport; - une deuxième partie jusqu’à un deuxième point, selon un deuxième angle au centre et de section constante; - une troisième partie jusqu’à un troisième point, selon un troisième angle au centre et de section croissante dans un troisième rapport; - une quatrième partie jusqu’à un quatrième point, selon un quatrième angle au centre et de section constante; - une cinquième partie jusqu’à un cinquième point, selon un cinquième angle au centre et de section croissante dans un cinquième rapport; - une sixième partie externe jusqu’à un sixième point, selon un sixième angle au centre et de section croissante dans un sixième rapport.

[0011] Dans une variante particulière, ledit spiral comporte encore un segment entre ledit sixième point et un septième point, selon un septième angle au centre, de section supérieure ou égale à celle de ladite sixième partie externe du ruban audit sixième point, s’écartant des parties du ruban précédentes, et faisant avec la tangente de ladite sixième partie audit sixième point un angle de déviation.

[0012] L’invention concerne un mouvement d’horlogerie comportant une tige de commande définissant une direction orientée, une platine porteuse d’un piton et de moyens de guidage d’au moins un mécanisme régulateur que comporte ledit mouvement, ledit mécanisme régulateur étant à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale et lequel balancier-spiral comporte au moins un tel spiral.

[0013] L’invention concerne une montre comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale et ledit balancier-spiral comportant au moins un tel spiral, ou ladite montre comportant au moins un tel mouvement.

Description sommaire des dessins [0014] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés, où: la fig. 1 représente, de façon schématisée et en plan, un spiral selon l’invention, positionné par rapport à une direction axiale d’oscillation, et par rapport à une direction orientée qui correspond classiquement à la direction d’une tige de commande d’un mouvement de montre, et par rapport à un piton de fixation sur une platine de mouvement non représentée; la fig. 2 représente, de façon schématisée et analogue à la fig. 1, une variante du spiral de la fig. 1 comportant, à son extrémité distale externe, et au-delà de la partie spiralée, un segment linéaire pour sa fixation au piton; la fig. 3 représente, de façon schématisée et analogue à la fig. 1, le spiral de la fig. 1 auquel est assemblé, au-delà de la partie spiralée, un élément séparé rabouté pour la fixation du spiral au piton; la fig. 4 représente, de façon schématisée et analogue à la fig. 3, le spiral de la fig. 2 auquel est assemblé un élément séparé rabouté pour la fixation du spiral au piton; la fig. 5 représente, de façon schématisée et analogue à la fig. 2, le spiral de la fig. 2 dont le segment linéaire comporte des amorces de rupture pour l’ajustement de sa fixation au piton; la fig. 6 représente, sous forme schématisée, partielle, et en perspective, une montre comportant un mouvement comportant un ensemble balancier-spiral incorporant un spiral selon l’invention.

Description détaillée des modes de réalisation préférés [0015] L’invention concerne un spiral d’horlogerie 1 amélioré.

[0016] Selon l’invention, ce spiral d’horlogerie 1 amélioré comporte une succession de spires formant un ruban continu. Et, depuis une extrémité interne (PO) en amont, une première partie interne du ruban, formant partiellement la première spire interne, est de section dégressive et se développe sur moins d’un tour.

[0017] Cette première partie interne du ruban est suivie d’une succession d’autres parties du ruban, chacune de ces autres parties du ruban étant de section toujours égale ou croissante par rapport à la section de l’extrémité immédiate de la partie du ruban directement en amont, et dont au moins une de ces autres parties du ruban est de section croissante.

[0018] Et la partie du spiral formée par ces parties du ruban est entièrement plane, dépourvue de vrillage, et dépourvue de changement de concavité.

[0019] Plus particulièrement, et tel que visible notamment sur la fig. 1, ce spiral 1 comporte successivement, depuis l’extrémité interne PO et en angles au centre par rapport à une direction axiale A, tangentes les unes aux autres et toutes de concavité tournée vers la direction axiale A et formant un ruban continu: - la première partie interne jusqu’à un premier point P1, selon un premier angle au centre a1 et de section dégressive dans un premier rapport R1; - une deuxième partie jusqu’à un deuxième point P2, selon un deuxième angle au centre a2 et de section constante; - une troisième partie jusqu’à un troisième point P3, selon un troisième angle au centre a3 et de section croissante dans un troisième rapport R3; - une quatrième partie jusqu’à un quatrième point P4, selon un quatrième angle au centre a4 et de section constante; - une cinquième partie jusqu’à un cinquième point P5, selon un cinquième angle au centre a5 et de section croissante dans un cinquième rapport R5; - une sixième partie externe jusqu’à un sixième point P6, selon un sixième angle au centre a6 et de section croissante dans un sixième rapport R6.

[0020] La deuxième partie est constituée en spirale régulière, sur plusieurs tours.

[0021] Dans une variante illustrée à la fig. 2, ce spiral 1 comporte encore, au-delà de la partie spiralée, un septième segment entre ledit sixième point P6 et un septième point P7, selon un septième angle au centre a7, de section supérieure ou égale à celle de la sixième partie au sixième point P6, s’écartant des parties précédentes, et faisant avec la tangente de la sixième partie au sixième point P6 un angle de déviation Θ- [0022] De façon préférée, le premier rapport R1 est compris entre 0,90 et 0,95. Plus particulièrement il est voisin de 0,92. [0023] De façon préférée, le troisième rapport R3 est compris entre 1,15 et 1,30. Plus particulièrement il est voisin de 1,22.

[0024] De façon préférée, le cinquième rapport R5 est compris entre 1,50 et 1,75. Plus particulièrement il est voisin de 1,64.

[0025] De façon préférée, le sixième rapport R6 est compris entre 1,25 et 1,40. Plus particulièrement il est voisin de 1,33.

[0026] De façon préférée, le premier angle au centre a1 est compris entre 340° et 350°. Plus particulièrement il est voisin de 344°.

[0027] De façon préférée, le deuxième angle au centre a2 a la valeur d’un nombre entier de tours d’une spirale régulière à laquelle s’ajoute un angle compris entre 285° et 295°.

[0028] De façon préférée, le nombre entier de tours est de treize, et plus particulièrement l’angle ajouté est voisin de 292°. [0029] De façon préférée, le troisième angle au centre a3 est compris entre 3° et 7°. Plus particulièrement il est voisin de 5°.

[0030] De façon préférée, le quatrième angle au centre a4 est compris entre 115° et 130°. Plus particulièrement il est voisin de 122°.

[0031] De façon préférée, le cinquième angle au centre a5 est compris entre 3° et 7°. Plus particulièrement il est voisin de 5°.

[0032] De façon préférée, le sixième angle au centre a6 est compris entre 30° et 50°. Plus particulièrement il est voisin de 40°.

[0033] De façon préférée, dans la variante de la fig. 2, le septième segment s’étend dans une zone balayée par un septième angle au centre a7 compris entre 20° et 25°, et l’angle de déviation Q compris entre 45° et 65°. Plus particulièrement le septième angle au centre a7 est voisin de 22°. Plus particulièrement l’angle de déviation θ est voisin de 55°.

[0034] De façon préférée, le spiral 1 est de hauteur constante selon une direction axiale A, cette hauteur étant comprise entre 0,14 mm et 0,16 mm.

[0035] De façon préférée, à l’état libre, le rayon intérieur du spiral 1 au niveau de la première partie interne du ruban est compris entre 0,45 et 0,55 mm, et son rayon extérieur au niveau de la sixième partie externe du ruban est compris entre 2,70 et 2,80 mm.

[0036] Dans une variante avantageuse, tel que visible à la fig. 5, le spiral 1 est localement sécable et comporte à cet effet, à son extrémité externe 11, des amorces de rupture 15 prévues pour réduire sa longueur, pour l’ajustement de sa fixation à un piton 5.

[0037] Dans une variante avantageuse, le spiral 1 est monobloc, en silicium monocristallin de module de Young E compris entre 140 000 N/mm2 et 150 000 N/mm2 et de masse volumique p comprise entre 2,30 g/cm3 et 2,40 g/cm3.

[0038] Dans une autre variante, le spiral 1 est monobloc, en oxyde de silicium ou quartz monocristallin ou en quartz polycristallin ou en diamant monocristallin ou en diamant polycristallin.

[0039] L’invention concerne encore un mouvement 100 d’horlogerie comportant une tige 3 de commande définissant une direction orientée D, une platine 4 porteuse d’un piton 5 et de moyens de guidage d’au moins un mécanisme régulateur, que comporte le mouvement 100, ce mécanisme régulateur étant à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale A. Ce balancier-spiral comporte au moins un tel spiral 1.

[0040] Dans une réalisation particulière, ce spiral 1 est attaché au piton 5 au niveau de son extrémité externe 11, en un point formant avec la direction orientée D un angle de pitonnage AP. Le spiral 1 est fixé à une virole de balancier 19 par un point d’attache intérieur 13 à l’extrémité de sa partie interne, ce point d’attache intérieur 13 formant avec la direction orientée D un angle d’attache AA dans la position d’équilibre du balancier.

[0041] Dans une réalisation particulière et préférée, pour un balancier d’une inertie de 21 mg.cm2 et pour un ensemble balancier-spiral oscillant à 4 Hz, l’angle d’attache AA est compris entre 180° et 200°, et l’angle de pitonnage AP est compris entre 95 et 115°.

[0042] Dans une variante particulière illustrée à la fig. 3 ou à la fig. 4, le spiral 1 est fixé au piton 5 par un élément séparé 6 rabouté sur ledit spiral 1.

[0043] De préférence, cet élément séparé 6 rabouté sur le spiral 1 est réalisé dans le même matériau que le spiral 1, avec le même module de Young E et la même masse volumique p.

[0044] L’invention concerne encore une montre 200 comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale A comportant au moins un tel spiral 1, ou cette montre 200 comporte au moins un tel mouvement 100.

[0045] Dans une technologie silicium ou «MEMS» ou «LIGA» ou similaire, il est facile de fabriquer un tel spiral, et notamment avec des parties sécables, ce qui permet l’utilisation d’un même spiral de base pour des mouvements différents, dans des montres ayant différentes configurations, notamment savonnettes ou Lépine en montres de poche. Il est, encore, facile de squeletter la nouvelle plaquette d’extrémité pour diminuer sa masse.

Claims

Revendications

1. Spiral d’horlogerie (1) comportant une succession de spires formant un ruban continu, caractérisé en ce que, depuis une extrémité interne (PO) en amont, une première partie interne du ruban, formant partiellement la première spire interne, est de section dégressive et se développe sur moins d’un tour, cette première partie interne du ruban étant suivie d’une succession d’autres parties du ruban, chacune de ces autres parties du ruban étant de section toujours égale ou croissante par rapport à la section de l’extrémité immédiate de la partie du ruban directement en amont, et dont au moins une de ces autres parties du ruban est de section croissante, la partie du spiral formée par lesdites parties du ruban étant entièrement plane, dépourvue de vrillage et dépourvue de changement de concavité.
2. Spiral d’horlogerie (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu’il comporte successivement, depuis l’extrémité interne (PO) et en angles au centre par rapport à une direction axiale (A), tangentes les unes aux autres et toutes de concavité tournée vers ladite direction axiale (A), et formant le ruban continu: - la première partie interne du ruban jusqu’à un premier point (P1), selon un premier angle au centre (a1) et de section dégressive dans un premier rapport (R1); - une deuxième partie du ruban jusqu’à un deuxième point (P2), selon un deuxième angle au centre (a2) et de section constante; - une troisième partie du ruban jusqu’à un troisième point (P3), selon un troisième angle au centre (a3) et de section croissante dans un troisième rapport (R3); - une quatrième partie du ruban jusqu’à un quatrième point (P4), selon un quatrième angle au centre (a4) et de section constante; - une cinquième partie du ruban jusqu’à un cinquième point (P5), selon un cinquième angle au centre (a5) et de section croissante dans un cinquième rapport (R5); - une sixième partie externe du ruban jusqu’à un sixième point (P6), selon un sixième angle au centre (a6) et de section croissante dans un sixième rapport (R6).
3. Spiral (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu’il comporte encore un segment entre ledit sixième point (P6) et un septième point (P7), selon un septième angle au centre (a7), de section supérieure ou égale à celle de ladite sixième partie externe du ruban audit sixième point (P6), s’écartant des parties du ruban précédentes et faisant avec la tangente de ladite sixième partie externe du ruban audit sixième point (P6) un angle de déviation (©)
4. Spiral (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit septième angle au centre (a7) est compris entre 20° et 25°, et en ce que ledit angle de déviation (©) est compris entre 45° et 65°.
5. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que ledit premier rapport (R1) est compris entre 0,90 et 0,95.
6. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que ledit troisième rapport (R3) est compris entre 1,15 et 1,30.
7. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que ledit cinquième rapport (R5) est compris entre 1,50 et 1,75.
8. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que ledit sixième rapport (R6) est compris entre 1,25 et 1,40.
9. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que ledit premier anqle au centre (a1) est compris entre 340° et 350°.
10. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que ledit deuxième angle au centre (a2) a la valeur d’un nombre entier de tours d’une spirale régulière à laquelle s’ajoute un angle compris entre 285° et 295°.
11. Spiral (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que ledit nombre entier de tours est de treize.
12. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 11, caractérisé en ce que ledit troisième angle au centre (a3) est compris entre 3° et 7°.
13. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 12, caractérisé en ce que ledit quatrième angle au centre (a4) est compris entre 115° et 130°.
14. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 13, caractérisé en ce que ledit cinquième angle au centre (a5) est compris entre 3° et 7°.
15. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 14, caractérisé en ce que ledit sixième anqle au centre (a6) est compris entre 30° et 50°.
16. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 15, caractérisé en ce qu’il est de hauteur constante selon ladite direction axiale (A), ladite hauteur étant comprise entre 0,14 mm et 0,16 mm.
17. Spiral (1) selon l’une des revendications 2 à 16, caractérisé en ce que, à l’état libre, son rayon intérieur au niveau de ladite première partie interne du ruban est compris entre 0,45 mm et 0,55 mm, et que son rayon extérieur au niveau de ladite sixième partie externe du ruban est compris entre 2,70 mm et 2,80 mm.
18. Spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu’il est sécable et comporte à cet effet, à son extrémité externe (11), des amorces de rupture (15) prévues pour réduire sa longueur.
19. Spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu’il est monobloc, en silicium monocristallin de module de Young E compris entre 140 000 N/mm2 et 150 000 N/mm2 et de masse volumique p comprise entre 2,30 g/cm3 et 2,40 g/cm3.
20. Spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu’il est monobloc, en oxyde de silicium ou quartz monocristallin ou en quartz polycristallin ou en diamant monocristallin ou en diamant polycristallin.
21. Mouvement (100) d’horlogerie comportant une tige (3) de commande définissant une direction orientée (D), une platine (4) porteuse d’un piton (5) et de moyens de guidage d’au moins un mécanisme régulateur que comporte ledit mouvement (100), ledit mécanisme régulateur étant à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale (A) et lequel balancier-spiral comporte au moins un spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 20.
22. Mouvement (100) selon la revendication 21, comportant un spiral (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit spiral (1) est attaché au niveau de son extrémité externe (11) audit piton (5) en un point définissant avec ladite direction orientée (D) un angle de pitonnage (AP), dont le sommet est situé sur la direction axiale (A) dudit balancier-spiral, ledit spiral (1) étant fixé à une virole de balancier par un point d’attache intérieur (13) à l’extrémité de la première partie interne du ruban formé par la succession de spires dudit spiral, dans la position d’équilibre dudit balancier-spiral ledit point d’attache intérieur (13) définissant avec ladite direction orientée (D) un angle d’attache (AA) dont le sommet est aussi situé sur ladite direction axiale (A), caractérisé en ce que ledit angle d’attache (AA) est compris entre 180° et 200°, et en ce que ledit angle de pitonnage (AP) est compris entre 95° et 115°.
23. Mouvement (100) selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que ledit spiral (1) est fixé audit piton (5) par un élément séparé (6) rabouté sur l’extrémité externe (11) dudit spiral (1).
24. Mouvement (100) selon la revendication 23, caractérisé en ce que ledit élément séparé (6) est réalisé dans le même matériau que ledit spiral (1), avec le même module de Young E et la même masse volumique p.
25. Montre (200) comportant au moins un mécanisme régulateur à balancier-spiral pivotant autour d’une direction axiale (A) et ledit balancier-spiral comportant au moins un spiral (1) selon l’une des revendications 1 à 20, ou ladite montre (200) comportant au moins un mouvement (100) d’horlogerie selon l’une des revendications 21 à 24.