CH711020B1 - Roulement et procédé d'assemblage d'un tel roulement. - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un roulement (10), comprenant un élément extérieur (11), un élément intérieur (12), des éléments roulants (13) arrangés entre une face de contact (11') de l'élément extérieur (11) et une face de contact (12') de l'élément intérieur, ainsi qu'un élément d'espacement (15) des éléments roulants (13). Les éléments roulants (13) sont retenus dans un chemin de roulement uniquement par l'élément extérieur (11) et par l'élément intérieur (12). Les dimensions du roulement (10) sont réduites de manière à être utilisable dans un mouvement horloger de montre et la face de contact (11') de l'élément extérieur (11) et/ou la face de contact (12') de l'élément intérieur (12) ont une section transversale non circulaire. Chaque élément roulant (13) et l'une ou chacune des faces de contact (11', 12') sont en contact uniquement en deux points. La présente invention se rapporte également à un procédé d'assemblage d'un roulement correspondant.

Description

Domaine technique de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte de manière générale au domaine technique des roulements et des procédés d'assemblage de tels roulements. Plus concrètement, la présente invention se rapporte à un roulement avec les dimensions réduites, utilisé de manière spécifique afin de guider en rotation et soutenir des objets de petites dimensions. L'invention concerne également un procédé d'assemblage d'un tel roulement.

Etat de la technique

[0002] Les roulements du type à billes sont utilisés dans des domaines variés, notamment avec le but de réduire le frottement lors du guidage des éléments en rotation. Dans certains domaines, les éléments soutenus par les roulements du type à billes sont de petites dimensions, de manière à ce que ces roulements à billes doivent également avoir les dimensions réduites.

[0003] Un domaine technique dans lequel les roulements à billes avec les dimensions réduites sont utilisés est l'horlogerie mécanique. Plus spécifiquement, les roulements à billes de petites dimensions sont très souvent utilisés dans un mouvement horloger afin de soutenir la masse oscillante (également appelée rotor) dans une montre à remontage automatique.

[0004] Une masse oscillante est normalement un élément excentrique qui est agencé dans le mouvement horloger de manière à pouvoir tourner sur luimême tout en entraînant un jeu d'engrenages permettant d'armer le ressortmoteur du mouvement. L'excentricité de la masse oscillante fait que les forces qui agissent sur les roulements à billes pour les soutenir sont très importantes, ce qui augmente nettement les contraintes au niveau du jeu et/ou „kippspiel“ et impose certaines restrictions au niveau de performances. Comme, de manière générale, les montres à remontage automatique sont plutôt des produits haut de gamme, il est clair qu'un jeu et/ou un „kippspiel“ trop élevés doivent être éliminés au maximum.

[0005] Un but de la présente invention est donc de proposer un roulement de dimensions réduites présentant une structure permettant de réduire au maximum son jeu et/ou son „kippspiel“.

[0006] Cependant, même un roulement à billes avec une structure adaptée peut présenter des problèmes accrus au niveau du jeu et du „kippspiel“ si ses composants ne sont pas correctement assemblés. En effet, l'assemblage d'un roulement à billes avec les dimensions réduites est particulièrement difficile à cause de la taille réduite de ses composants. Toute imprécision au niveau du positionnement relatif des composants du roulement peut également entraîner des jeux et/ou des „kippspiels“ élevés, réduisant de cette manière les performances des roulements.

[0007] Un autre but de la présente invention est donc de proposer un roulement de dimensions réduites qui peut être assemblé de manière plus simple et plus précise par rapport aux procédés d'assemblage existants.

Résumé de l'invention

[0008] La présente invention vise donc à pallier tous les inconvénients précités des roulements et à mettre à disposition un nouveau roulement de dimensions réduites qui combine les performances améliorés par rapport aux roulements existants et dont la structure permet en outre un assemblage (ou un désassemblage) facile.

[0009] Les buts de la présente invention sont notamment atteints à l'aide d'un roulement selon la revendication 1. Des réalisations particulières ou préférées de la présente invention font l'objet de revendications dépendantes.

[0010] En particulier, les buts de la présente invention sont atteints à l'aide d'un roulement, comprenant un élément extérieur, un élément intérieur, des éléments roulants arrangés entre une face de contact de l'élément extérieur et une face de contact de l'élément intérieur, ainsi qu'un élément d'espacement des éléments roulants. Les éléments roulants sont retenus dans un chemin de roulement uniquement par l'élément extérieur et par l'élément intérieur. Le roulement a des dimensions réduites de manière à être utilisable dans un mouvement horloger de montre. La face de contact de l'élément extérieur et/ou la face de contact de l'élément intérieur ont une section transversale non circulaire. Chaque élément roulant et l'une ou chacune des faces de contact sont en contact uniquement en deux points

[0011] Bien entendu, les éléments roulants peuvent de manière avantageuse avoir la forme sphérique (on parle alors des „billes“), mais d'autres formes telles que les cônes ou les éléments ovales sont bien entendu également possibles.

[0012] Un tel roulement possède donc une structure qui lui permet un positionnement et un guidage des éléments roulants plus précis par rapport aux structures des roulements de petites dimensions connus. Spécifiquement, la section transversale non circulaire de la face de contact de l'élément extérieur et/ou de l'élément intérieur en combinaison avec un choix approprié de la forme et de la taille des éléments roulants permet de minimiser le jeu et/ou le „kippspiel“ d'un roulement avec les dimensions réduites selon la présente invention.

[0013] Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, la face de contact de l'élément extérieur et/ou la face de contact de l'élément intérieur ont une section transversale essentiellement parabolique de manière à permettre grâce à sa symétrie uniquement deux points de contact entre chaque élément roulant et l'un ou chacun des éléments extérieur et intérieur. L'avantage d'une telle section transversale est un usinage simple et le fait qu'il est possible d'utiliser un élément roulant de forme sphérique avec les dimensions permettant de minimiser au maximum (c'est-à-dire jusqu'à un contact „ponctuel“) la surface de contact entre ces faces et l'élément roulant.

[0014] Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, la section transversale de la face de contact de l'élément extérieur et/ou la section transversale de la face de contact de l'élément intérieur sont composées de deux portions curvilignes. L'avantage d'une telle forme est un usinage encore plus simple et le fait qu'il est également possible d'utiliser un élément roulant de forme sphérique (mais également un élément roulant ayant une autre forme) avec les dimensions permettant de minimiser au maximum (c'est-à-dire jusqu'à un contact „ponctuel“) la surface de contact entre ces faces et l'élément roulant.

[0015] Avantageusement, la hauteur de l'élément extérieur et/ou la hauteur de l'élément intérieur ne dépassent pas 2,4 mm ou la largeur de l'élément extérieur ne dépasse pas 14 mm.

[0016] Avantageusement, la hauteur de l'élément extérieur et/ou la hauteur de l'élément intérieur ne dépassent pas 1 mm ou la largeur de l'élément extérieur ne dépasse pas 5 mm.

[0017] Dans un autre mode de réalisation préféré de la présente invention, une denture est agencée sur le périmètre extérieur de l'élément extérieur. Grâce à une telle structure, le roulement selon ce mode de réalisation de la présente invention peut être utilisé dans un train d'engrenages sans aucun élément intermédiaire.

[0018] De manière notable, le roulement peut être conçu pour l'utilisation dans un mouvement horloger. En particulier, son dimensionnement et sa forme peuvent être choisis afin de répondre aux nécessités d'une utilisation spécifique (p.ex. pour soutenir une masse oscillante dans un mouvement horloger d'une montre à remontage automatique).

[0019] Avantageusement, la face de contact de l'élément extérieur et la face de contact de l'élément intérieur sont rectifiées. Lorsque tel est le cas, le roulement des éléments roulants sur les faces de contact est plus régulier et plus doux. En particulier, il s'effectue avec des frottements moindres et un bruit diminué. Une rectification des faces de contact a comme autre avantage de permettre d'obtenir une plus grande précision sur la forme de ces faces de contact et donc de réduire le jeu, ce qui se traduit par un guidage plus précis des éléments roulants et une qualité accrue de la rotation.

[0020] Avantageusement, les éléments roulants sont des billes sphériques.

[0021] Les buts de la présente invention sont, dans un autre aspect, également atteints à l'aide d'un procédé d'agencement d'un roulement selon la revendication 9.

[0022] En particulier, les buts de la présente invention selon ce deuxième aspect de l'invention sont atteints à l'aide d'un procédé d'assemblage du roulement, comprenant les étapes suivantes : mise à disposition d'un élément extérieur présentant une face de contact ; positionnement des éléments roulants de manière à entrer en contact avec la face de contact de l'élément extérieur ; positionnement d'un élément intérieur présentant une face de contact à l'intérieur de l'élément extérieur, de manière à ce que les éléments roulants entrent en contact avec la face de contact de l'élément intérieur ; et positionnement d'un élément d'espacement des éléments roulants entre l'élément extérieur et l'élément intérieur de manière à fixer les éléments roulants en position.

Brève description des dessins

[0023] L'invention sera bien comprise à la lecture de la description ci-après faite à titre d'exemple non limitatif en regard des dessins ci-annexés qui représentent schématiquement : <tb><SEP>Figure 1 : une vue schématique en coupe d'un roulement de type à billes selon un mode de réalisation de la présente invention ; <tb><SEP>Figure 2 : une vue schématique de dessus du roulement de type à billes de la figure 1 avec l'indication de la position de coupe ; <tb><SEP>Figure 3 : une vue schématique en coupe en perspective du roulement de type à billes de la figure 1, représenté dans une vue depuis le haut ; <tb><SEP>Figure 4 : une vue schématique en coupe en perspective du roulement de type à billes des figures 1 et 2, représenté dans une vue depuis le bas ; <tb><SEP>Figure 5 : une vue schématique éclatée du roulement de type à billes de la figure 1 ; et <tb><SEP>Figure 6 : une vue schématique agrandie de la partie du roulement du type à billes de la figure 1.

Exposé détaillé de l'invention

[0024] La figure 1 montre schématiquement une vue en coupe transversale d'un roulement de type à billes 10 selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Ce même roulement 10 est représenté dans une vue de dessus à la figure 2.

[0025] Le roulement à billes 10 comprend un élément extérieur 11 en forme d'un anneau circulaire et un élément intérieur 12 également en forme d'un anneau circulaire positionné de manière concentrique à l'intérieur de l'ouverture de l'élément extérieur 11. A cause de cette forme circulaire, l'élément extérieur 11 et l'élément intérieur 12 du roulement à billes 10 sont souvent appelés „bague extérieure“ et „bague intérieure“, respectivement. Bien entendu, même si l'élément extérieur 11 et l'élément intérieur 12 du roulement à billes 10 dans les figures 1 et 2 ont ces formes particulières, il est tout à fait imaginable de réaliser un roulement à billes correspondant à la présente invention avec une forme extérieure différente.

[0026] Ce roulement à billes 10 possède des dimensions réduites par rapport aux roulements à billes conventionnels. Par exemple, sa hauteur (qui correspond à la hauteur de l'élément extérieur 11) est 1 mm ou moins et son diamètre extérieur est 5 mm ou moins. D'autres dimensions sont également possibles.

[0027] Le roulement à billes 10 comprend également un certain nombre (p.ex. cinq) d'éléments roulants 13. Les éléments roulants 13 représentés à la figure 1 ont une forme sphérique et sont souvent appelés „billes“. Bien sûr, il serait également possible d'utiliser les éléments roulants 13 ayant une autre forme, notamment une forme conique ou cylindrique ou même une combinaison d'éléments roulants de formes différentes (p.ex. une combinaison de billes et cylindres).

[0028] Ces éléments roulants 13 (dont le nombre exact peut être choisi en fonction de différents paramètres) sont positionnés entre l'élément extérieur 11 et l'élément intérieur 12. A cette fin, l'élément extérieur 11, sur sa partie tournée vers l'élément l'intérieur 12, possède une face 11' de forme concave pour entrer en contact avec les éléments roulants 13. De manière équivalente, l'élément intérieur 12 possède, sur sa partie tournée vers l'élément extérieur 11, une face 12' de forme concave pour entrer en contact avec les éléments roulants 13. La forme des faces de contact 11' et 12' sera décrite plus en détail ultérieurement.

[0029] Enfin, le roulement à billes 10 comprend également un élément d'espacement 15 servant à fixer les éléments roulants 13 en position l'un par rapport à l'autre. En d'autres mots, cet élément d'espacement 15 (souvent appelé „cage“) entre également en contact avec les éléments roulants 13 et garantit un espacement constant entre les éléments roulants 13 au cours de l'utilisation du roulement à billes 10. La forme de l'élément d'espacement 15 est visible à la figure 5. Il s'agit d'un élément essentiellement annulaire possédant notamment un nombre d'évidements 15' correspondant au nombre d'éléments roulants 13. Les évidements 15' dans l'élément d'espacement 15 sont dimensionnés et conçus pour pouvoir loger les éléments roulants 13, tout en laissant à ces éléments roulants 13 la possibilité de tourner autour de leur axe de rotation lors de l'utilisation du roulement à billes 10.

[0030] Lorsque le roulement à bille 10 est utilisé dans un mouvement horloger, l'élément extérieur 11 peut porter sur son périmètre extérieur une denture 16 capable d'engrainer avec les mobiles dans le train d'engrenages correspondant. Bien sûr, d'autres formes de l'élément extérieur 11 sont tout à fait imaginables et il est p.ex. également possible de prévoir un élément extérieur 11 ne présentant pas de denture sur son périmètre extérieur.

[0031] Aussi, l'élément intérieur 12 peut comprendre une ouverture centrale 14 permettant de fixer le roulement à billes 10 à la platine (ou à un pont) du mouvement horloger, p.ex. à l'aide d'une vis ou d'un autre moyen de fixation approprié (non représentés). A cette fin, l'élément intérieur 12 possède aussi un élément 17 plus haut permettant aussi le logement de la tête de la vis qui est utilisée pour la fixation. Bien entendu, et comme déjà mentionné auparavant, la forme de l'élément extérieur 11 peut aussi varier en fonction du domaine d'utilisation du roulement à billes 10. De même, la manière de fixer le roulement à bille 10 peut également varier, si nécessaire.

[0032] Les composants du roulement à billes 10 peuvent être fabriqués en un même matériau, mais il est bien entendu aussi possible de fabriquer chaque composant en un matériau différent, en fonction des besoins. Les matériaux particulièrement adaptés sont l'acier inoxydable ou la céramique (p,ex, ZrO2), mais d'autres matériaux peuvent également être utilisés.

[0033] Les figures 3 et 4 représentent de manière schématique en coupe et en perspective le roulement de type à billes 10 selon le mode de réalisation de la présente invention des figures 1 et 2, une fois en vue depuis le haut et une fois en vue depuis le bas.

[0034] Le positionnement mutuel de l'élément extérieur 10, de l'élément intérieur 12, des éléments roulants 13 et de l'élément d'espacement 15 est bien visible aux figures 3 et 4. En effet, les éléments roulants 13 sont disposés de manière équidistante dans la fente positionnée entre la face de contact 11' de l'élément extérieur 11 et la face de contact 12' de l'élément intérieur 12 et cet espacement constant est assuré par l'élément d'espacement 15 qui bloque un éventuel déplacement circulaire des éléments roulants 13.

[0035] Les composants du roulement à billes 10 selon le mode de réalisation de la présente invention de la figure 1 sont représentés à la figure 5 dans une vue schématique éclatée. Bien visible est la forme de la cage 15 avec les évidements 15' pour le logement des billes 13. Aussi bien visible est la face de contact 12' de l'élément intérieur 12 qui se présente comme une rainure s'étendant sur tout le périmètre extérieur de l'élément intérieur 12. De manière équivalente, la face de contact 11' de l'élément extérieur 11 s'étend aussi sur la totalité de son périmètre intérieur (à l'intérieur de l'élément extérieur 11, donc du côté tourné vers les éléments roulants 13, l'élément d'espacement 15 et l'élément intérieur 12).

[0036] La section transversale des faces de contact 11', 12' est bien visible à la figure 6 qui est un agrandissement d'une partie du roulement à bille 10 représenté à la figure 1. Un élément roulant 13 est illustré au centre de la figure 6. Sa forme sphérique peut être appréciée. Cet élément roulant 13 est en contact à la fois avec l'élément extérieur 11 (à droite) et avec l'élément intérieur 12 (à gauche) par le biais des faces de contact 11' et 12', respectivement. Comme il peut être apprécié de manière facile, les faces 11' et 12' ont des formes qui ne suivent pas la forme sphérique de l'élément roulant 13. En effet, les faces de contact 11', 12' ont des formes non circulaires (lorsque cette forme est vue en coupe), résultant en un contact „ponctuel“ entre l'élément roulant 13 et ces faces de contact 11', 12' (en effet, deux „points de contact“ sont visibles entre la face de contact 11' et l'élément roulant 13 ; de manière équivalente, deux „points de contact“ sont visibles entre la face de contact 12' et l'élément roulant 13).

[0037] En choisissant les dimensions et/ou la forme des éléments roulants 13 en fonction de la forme de la face de contact 11' et/ou de la face de contact 12' (ou vice-versa), le jeu (et le „kippspiel“) dans le roulement à billes 10 peut être minimisé.

[0038] La section transversale de la face de contact 11' de l'élément extérieur 11 et/ou de la face de contact 12' de l'élément intérieur 12 peut également être variée. Une section transversale préférée est une parabole qui présente des avantages notamment grâce à sa symétrie. Cependant, d'autres sections transversales sont également possibles, et il est également possible de prévoir une section transversale quelconque, composée de deux ou plusieurs segments avec les caractéristiques différents (p.ex. un arc de cercle suivi d'un segment de parabole ou de droite, etc.). Les faces de contact 11', 12' peuvent présenter une symétrie par rapport au point central, mais il est également possible de prévoir les surfaces ne présentant pas de symétrie ou présentant une symétrie par rapport à un autre point. Finalement, il est également imaginable de prévoir des faces de contact 11', 12' avec les formes variant le long du périmètre de l'élément intérieur 12 ou de l'élément extérieur 11, respectivement.

[0039] De préférence, les faces de contact 11' et 12' sont rectifiées. Il peut toutefois en être autrement. Par exemple, les faces de contact 11' et 12' peuvent ne résulter que d'un tournage, c'est-à-dire que leur réalisation peut ne pas comporter d'opération de finissage après ce tournage. Selon une autre possiblité, un finissage autre qu'une rectification peut être effectué sur les faces de contact 11' et 12' après le tournage. Ce peut être, par exemple, un tournage dur.

[0040] Lorsque les faces de contact 11' et 12' sont rectifiées, le roulement des éléments roulants 13 sur les faces de contact 11' et 12' est plus régulier et plus doux. En particulier, il s'effectue avec des frottements moindres et un bruit diminué. Une rectification des faces de contact 11' et 12' a comme autre avantage de permettre d'obtenir une plus grande précision sur la forme de ces faces de contact 11' et 12' et donc de réduire le jeu, ce qui se traduit par un guidage plus ajusté des éléments roulants 13 et une qualité accrue de la rotation.

[0041] Le roulement à billes 10 selon la présente invention est également particulièrement avantageux à cause du fait qu'il peut être assemblé de manière facile. Pour assembler un tel roulement à bille 10, on effectue les étapes suivantes : un élément extérieur présentant une face de contact est mis à disposition ; des éléments roulants sont positionnés de manière à entrer en contact avec la face de contact de l'élément extérieur ; un élément intérieur présentant une face de contact est positionné dans l'ouverture à l'intérieur de l'élément extérieur, de manière à ce que les éléments roulants entrent aussi en contact avec la face de contact de l'élément intérieur ; et un élément d'espacement des éléments roulants est positionné entre l'élément extérieur et l'élément intérieur de manière à fixer les éléments roulants en position.

[0042] Ce procédé d'assemblage présente donc uniquement quatre étapes, ce qui correspond au fait que le roulement à billes 10 possède aussi essentiellement uniquement quatre composants. L'assemblage est donc rapide et facile, notamment par rapport aux roulements à billes conventionnels de petites dimensions, dans lesquels le chemin de roulement est délimité par trois éléments séparés, dont deux extérieurs. En outre, l'utilisation de la forme et des dimensions des éléments roulants 13, de la face de contact 11' de l'élément extérieur 11 et/ou de la face de contact 12' de l'élément intérieur 12 pour minimiser le jeu et/ou le „kippspiel“ permet d'obtenir un roulement à billes 10 très précis même avec un assemblage très simple. Aussi, le nombre réduit de composant du roulement à bille 10 produit des avantages au niveau de la production et de la logistique.

[0043] Il est évident pour un homme du métier que toutes les informations qui viennent d'être données concernant un roulement de type à billes et le procédé d'assemblage correspondant pourront facilement être adaptées et/ou supplémentées à l'aide d'autres éléments bien connus dans le métier, sans sortir du cadre de la présente invention telle que définie par la revendication 1 annexée.

Claims (9)

1. Roulement, comprenant un élément extérieur (11), un élément intérieur (12), des éléments roulants (13) arrangés entre une face de contact (11') de l'élément extérieur (11) et une face de contact (12') de l'élément intérieur, ainsi qu'un élément d'espacement (15) des éléments roulants (13), les éléments roulants (13) étant retenus dans un chemin de roulement uniquement par l'élément extérieur (11) et par l'élément intérieur (12), dans lequel le roulement (10) a des dimensions réduites de manière à être utilisable dans un mouvement horloger de montre, dans lequel la face de contact (11') de l'élément extérieur (11) et/ou la face de contact (12') de l'élément intérieur (12) ont une section transversale non circulaire, et dans lequel chaque élément roulant (13) et l'une ou chacune des faces de contact (11', 12') sont en contact uniquement en deux points.

2. Roulement (10) selon la revendication 1, dans lequel la face de contact (11') de l'élément extérieur (11) et/ou la face de contact (12') de l'élément intérieur (12) ont une section transversale essentiellement parabolique de manière à permettre grâce à sa symétrie uniquement deux points de contact entre chaque élément roulant (13) et l'un ou chacun des éléments extérieur (11) et intérieur (12).

3. Roulement (10) selon la revendication 1, dans lequel la section transversale de la face de contact (11') de l'élément extérieur (11) et/ou la section transversale de la face de contact (12') de l'élément intérieur (12) sont composées de deux portions curvilignes.

4. Roulement (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la hauteur de l'élément extérieur (11) et/ou la hauteur de l'élément intérieur (12) ne dépassent pas 2,4 mm ou dans lequel la largeur de l'élément extérieur (11) ne dépasse pas 14 mm.

5. Roulement (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la hauteur de l'élément extérieur (11) et/ou la hauteur de l'élément intérieur (12) ne dépassent pas 1 mm ou dans lequel la largeur de l'élément extérieur (11) ne dépasse pas 5 mm.

6. Roulement (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une denture (16) est agencée sur le périmètre extérieur de l'élément extérieur (11).

7. Roulement (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face de contact (11') de l'élément extérieur (11) et la face de contact (12') de l'élément intérieur (12) sont rectifiées.

8. Roulement (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments roulants sont des billes sphériques (13).

9. Procédé d'assemblage d'un roulement selon l'une des revendications 1 à 8 comprenant les étapes suivantes : - mise à disposition d'un élément extérieur (11) présentant une face de contact (11') ; - positionnement des éléments roulants (13) de manière à entrer en contact avec la face de contact (11') de l'élément extérieur (11) ; - positionnement d'un élément intérieur (12) présentant une face de contact (12') à l'intérieur de l'élément extérieur (11), de manière à ce que les éléments roulants (13) entrent en contact avec la face de contact (12') de l'élément intérieur (12) ; et - positionnement d'un élément d'espacement (15) des éléments roulants (13) entre l'élément extérieur (11) et l'élément intérieur (12) de manière à fixer les éléments roulants (13) en position.