CH711914A2 - Process for producing a carbon fiber watch case and a carbon fiber watch case - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un procédé pour fabriquer un boîtier de montre en fibres de carbone comprenant les étapes: a) de formage d’une pièce supérieure, d’une pièce inférieure, de deux pièces latérales et d’une pièce interne (15) en moulant des préimprégnés de fibres de carbone (10) entre un outil de formage (T5) et une contre-pièce de compression (C5) complémentaire d’un moule (M5), la pièce interne (15) définissant un alésage central pour la carrure du boîtier de montre comprenant un filet, et de préférence une lunette, sur une surface interne de la pièce interne (15) lors du moulage de celle-ci, et b) d’assemblage de la pièce supérieure, de la pièce inférieure et des deux pièces latérales autour d’une surface extérieure de la pièce interne (15) avec des préimprégnés de fibres de carbone supplémentaires interfaces avec lesdites pièce supérieure, pièce inférieure, deux pièces latérales et la pièce interne (15) et de moulage de celles-ci pour former un ensemble de boîtier de montre en fibres de carbone moulé unique. L’invention concerne également un boîtier de montre en fibres de carbone comprenant une carrure comportant un filet interne formé d’un seul tenant, et de préférence une lunette formée d’un seul tenant.The present invention relates to a method for manufacturing a carbon fiber watch case comprising the steps of: a) forming an upper piece, a bottom piece, two side pieces and an inner piece (15) made of molding carbon fiber prepregs (10) between a forming tool (T5) and a compression counterpart (C5) complementary to a mold (M5), the inner part (15) defining a central bore for the middle part watch case comprising a net, and preferably a bezel, on an inner surface of the inner piece (15) during molding thereof, and b) assembly of the upper piece, the lower piece and the two side pieces around an outer surface of the inner piece (15) with additional carbon fiber prepregs interfaced with said upper piece, bottom piece, two side pieces and the inner piece (15) and molding of these to form a single molded carbon fiber watch case assembly. The invention also relates to a carbon fiber watch case comprising a caseband comprising an internal thread formed integrally, and preferably a bezel formed integrally.
Description
Description Domaine technique [0001] La présente invention concerne le domaine de l’horlogerie. En particulier, elle concerne un procédé pour fabriquer un boîtier de montre en fibres de carbone et un boîtier de montre en carbone obtenu avec ce procédé.Description TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to the field of watchmaking. In particular, it relates to a method for manufacturing a carbon fiber watch case and a carbon watch case obtained with this method.
Etat de l’art [0002] L’utilisation de matériaux renforcés par des fibres pour fabriquer des boîtiers de montre et/ou d» autres articles de consommation est très bien connue dans l’art. En particulier, le document JP 60 125 583 A présente un processus pour fabriquer des parties d’un boîtier de montre à partir de préimprégnés de matériaux polymériques renforcés par des fibres et des boîtiers de montre comprenant ces parties renforcées. Cependant, ce document n’enseigne que la fabrication de parties de boîtiers de montre et ne dit rien concernant la fabrication d’un boîtier de montre entièrement fabriqué à partir d’un matériau de fibres de carbone.STATE OF THE ART [0002] The use of fiber reinforced materials for making watch cases and / or other consumer articles is very well known in the art. In particular, JP 60 125 583 A discloses a process for manufacturing parts of a watch case from prepregs of fiber-reinforced polymeric materials and watch cases comprising these reinforced portions. However, this document only teaches the manufacture of watch case parts and says nothing about the manufacture of a watch case made entirely from a carbon fiber material.
[0003] Le document EP 2 805 066 A2 présente en outre un processus pour mouler des articles de matériau composite polymérique comportant des fibres de renforcement dans un matériau de matrice polymérique. Des caractéristiques de surface sont créées pendant le moulage à chaud du matériau composite polymérique pour former l’article et les caractéristiques de surface comprennent le matériau de matrice polymérique et les fibres de renforcement dans celles-ci. Le processus de moulage consiste à placer le matériau composite dans un moule et à mouler le matériau composite en utilisant un moulage par gonflage de vessie pour pousser les fibres de renforcement dans la caractéristique de surface d’une partie durcie d’un moule.[0003] EP 2 805 066 A2 further discloses a process for molding articles of polymeric composite material comprising reinforcing fibers in a polymeric matrix material. Surface characteristics are created during hot molding of the polymeric composite material to form the article, and the surface features include polymeric matrix material and reinforcing fibers therein. The molding process involves placing the composite material in a mold and molding the composite material using bladder inflation molding to push the reinforcing fibers into the surface feature of a cured portion of a mold.
[0004] Bien que le moulage par gonflage de vessie fonctionne très bien pour mouler des matériaux polymériques en des articles de formes simples, régulières, il est plutôt inapproprié pour le moulage d’articles de formes complexes constitués intégralement de matériaux renforcés par fibres étant donné qu’il ne peut pas garantir l’application simultanée et homogène d’une pression à partir de la vessie sur tous les côtés et toutes les parties de l’article à mouler, tels que les épaulements, les filets et les cornes dans un boîtier de montre, créant de ce fait des parties de moindre résistance mécanique que les autres, ce qui est inacceptable.Although bladder inflation molding works very well for molding polymeric materials into articles of simple, regular shapes, it is rather unsuitable for molding articles of complex shapes made entirely of fiber-reinforced materials because that it can not guarantee the simultaneous and homogeneous application of pressure from the bladder to all sides and all parts of the article to be molded, such as shoulders, threads and horns in a housing of watch, thereby creating parts of lesser mechanical strength than the others, which is unacceptable.
[0005] Un objet de l’invention est ainsi de surmonter au moins partiellement certains des inconvénients mentionnés ci-dessus de l’art antérieur, pour obtenir la fabrication de boîtiers de montre en fibres de carbone ayant des formes et des caractéristiques identiques à celles des boîtiers de montre à base de métal, en particulier ayant un filet formé intégralement dans la carrure du boîtier de montre sans le besoin d’avoir un quelconque insert métallique pour garantir l’assemblage étanche à l’eau d’un dos de boîtier sur la carrure.An object of the invention is thus to overcome at least partially some of the disadvantages mentioned above of the prior art, to obtain the manufacture of carbon fiber watch cases having shapes and characteristics identical to those metal-based watch cases, in particular having a thread integrally formed in the middle of the watch case without the need for any metal insert to ensure the waterproof assembly of a case back on the build.
Présentation de l’invention [0006] Par conséquent, un premier objet de l’invention concerne un procédé pour fabriquer un boîtier de montre en fibres de carbone comprenant les étapes: a) de formage d’une pièce supérieure, d’une pièce inférieure, de deux pièces latérales et d’une pièce interne en moulant des préimprégnés de fibres de carbone entre un outil de formage et une contre-pièce de compression complémentaire d’un moule pour chaque pièce, la pièce interne définissant un alésage central pour la carrure du boîtier de montre comprenant un filet, et de préférence une lunette pour supporter un verre, sur une surface interne de la pièce interne lors du moulage de celle-ci, et b) d’assemblage de la pièce supérieure, de la pièce inférieure et des deux pièces latérales autour d’une surface extérieure de la pièce interne avec des préimprégnés de fibres de carbone supplémentaires interfaces avec iesdites pièce supérieure, pièce inférieure, deux pièces latérales et la pièce interne et de moulage de celles-ci pour former un ensemble de boîtier de montre en fibres de carbone moulé unique.PRESENTATION OF THE INVENTION [0006] Accordingly, a first object of the invention relates to a method for manufacturing a carbon fiber watch case comprising the steps of: a) forming an upper piece, a lower piece , two side pieces and an inner part by molding carbon fiber prepregs between a forming tool and a compression counterpart complementary to a mold for each piece, the inner part defining a central bore for the middle part watch case comprising a net, and preferably a bezel for supporting a glass, on an internal surface of the inner part when molding it, and b) assembling the upper part, the lower part and two side pieces around an outer surface of the inner part with additional carbon fiber prepregs interfaced with said upper part, lower part A pair of side pieces and the inner piece and molding thereof to form a single molded carbon fiber watch case assembly.
[0007] Le processus à deux étapes de l’invention est particulièrement avantageux en ce qu’il comprend le moulage de chaque partie (ou pièce) du boîtier de montre individuellement à partir de préimprégnés de fibres de carbone de sorte que chacune de ces parties présente une résistance mécanique optimum grâce à l’orientation optimale des fibres de carbone de renforcement dans chaque partie individuelle, et également grâce à la forme relativement simple de chaque partie individuelle, qui ne nécessite pas de formes de moules complexes et, par conséquent, ne nécessite pas l’usinage des parties pour leur assemblage dans la deuxième étape, ni pour l’assemblage ultérieur des éléments de montre dans et sur le boîtier de montre. En effet, la géométrie des pièces individuelles du boîtier de montre moulé dans la première étape du processus est essentiellement leur géométrie finale, avec un faible besoin, le cas échéant, d’un perfectionnement ultérieur lors du montage des éléments de montre dans le boîtier de montre.The two-step process of the invention is particularly advantageous in that it comprises molding each part (or part) of the watch case individually from pre-impregnated carbon fibers so that each of these parts has optimum mechanical strength due to the optimum orientation of the reinforcing carbon fibers in each individual part, and also thanks to the relatively simple shape of each individual part, which does not require complex mold shapes and therefore does not require does not require the machining of the parts for their assembly in the second step, nor for the subsequent assembly of the watch elements in and on the watch case. Indeed, the geometry of the individual parts of the watch case molded in the first step of the process is essentially their final geometry, with little need, if any, for further improvement when mounting the watch elements in the housing of shows.
[0008] Une fois que les pièces individuelles du boîtier de montre sont moulées individuellement, elles sont encore plus faciles à assembler les unes aux autres dans la deuxième étape avec des préimprégnés supplémentaires ajoutés au niveau des interfaces entre les pièces pour les lier les unes aux autres dans la deuxième étape de moulage. De nouveau, le produit de boîtier de montre final obtenu après la deuxième étape de moulage nécessite peu d’usinage, seul le matériau en trop devant être retiré au niveau des joints entre les pièces individuelles assemblées les unes avec les autres.Once the individual parts of the watch case are molded individually, they are even easier to assemble with each other in the second stage with additional prepregs added at the interfaces between the pieces to bind them to each other. others in the second molding stage. Again, the final watch case product obtained after the second molding step requires little machining, only the excess material to be removed at the joints between the individual pieces joined together.
[0009] Un boîtier de montre en matériau de fibres de carbone intégral est ainsi obtenu en utilisant un processus de fabrication très simple, bien qu’efficace et rentable.A watch case of integral carbon fiber material is thus obtained using a very simple manufacturing process, although efficient and cost-effective.
[0010] Selon l’invention, à I étape a) les moules sont chauffés pendant au moins environ 30 minutes à une température d’au moins 130 °C pour permettre aux préimprégnés de durcir.[0010] According to the invention, in step a) the molds are heated for at least about 30 minutes at a temperature of at least 130 ° C to allow the prepregs to cure.
[0011] Selon l’invention, à l’étape a) chacune de la pièce supérieure, de la pièce inférieure, des deux pièces latérales et de la pièce interne est formée individuellement dans un moule sur mesure en déposant et en ajustant les préimprégnés sur l’outil de formage et en les comprimant sur ledit outil de formage avec la contre-pièce de compression complémentaire pendant le moulage.According to the invention, in step a) each of the upper piece, the lower piece, the two side pieces and the inner piece is individually formed in a custom mold by depositing and adjusting the prepregs on forming tool and compressing them on said forming tool with the complementary compression counterpart during molding.
[0012] Selon l’invention, à l’étape a) une pression d’au moins 5 bars est appliquée sur les préimprégnés et l’outil de formage par la contre-pièce de compression complémentaire. Il s’est avéré que cette pression aide à garantir le durcissement et le formage corrects des préimprégnés de fibres de carbone tout en évitant la formation de bulles ou de plis dans les pièces individuelles moulées, ce qui pourrait modifier la résistance mécanique de ces pièces.According to the invention, in step a) a pressure of at least 5 bars is applied to the prepregs and the forming tool by the complementary compression counterpart. It has been found that this pressure helps to ensure the proper curing and forming of the carbon fiber prepregs while avoiding the formation of bubbles or wrinkles in the individual molded parts, which could change the mechanical strength of these parts.
[0013] De manière avantageuse, à l’étape a) l’outil de formage et la contre-pièce de compression complémentaire de chaque moule sont contraints par un montage. L’utilisation d’un montage est particulièrement préférée pour garantir l’application d’une pression correcte et constante sur les préimprégnés dans les moules pendant leur chauffage.Advantageously, in step a) the forming tool and the complementary compression counterpart of each mold are constrained by an assembly. The use of an assembly is particularly preferred to ensure the application of a correct and constant pressure on the prepregs in the molds during their heating.
[0014] Selon l’invention, l’outil de formage est constitué d’un matériau résistant à la chaleur, de préférence un métal ou un alliage métallique et, de préférence, la contre-pièce de compression complémentaire est constituée de caoutchouc de silicone.According to the invention, the forming tool is made of a heat resistant material, preferably a metal or a metal alloy, and preferably the complementary compression counterpart is made of silicone rubber. .
[0015] De manière avantageuse, la pression est appliquée sur l’outil de formage et les préimprégnés par la dilatation thermique de la contre-pièce de compression complémentaire pendant le chauffage des moules.Advantageously, the pressure is applied to the forming tool and the pre-impregnated by the thermal expansion of the complementary compression counterpart during the heating of the molds.
[0016] Il s’est avéré que les contre-pièces en caoutchouc de silicone pour le moulage de la partie individuelle sont particulièrement avantageuses en ce qu’elles s’étendent de manière homogène lors du chauffage dans toutes les dimensions de l’espace, appliquant de ce fait une pression uniforme sur les préimprégnés dans le moule.It has been found that the silicone rubber counterparts for the molding of the individual part are particularly advantageous in that they extend homogeneously during heating in all the dimensions of the space, thereby applying uniform pressure on the prepregs in the mold.
[0017] De manière avantageuse, l’outil de formage du moule pour former la pièce interne comprend un obturateur cylindrique comprenant un filet sur une surface extérieure de celui-ci, et de préférence un épaulement pour former une lunette dans ladite pièce interne.Advantageously, the tool for forming the mold to form the inner part comprises a cylindrical shutter comprising a thread on an outer surface thereof, and preferably a shoulder to form a bezel in said inner part.
[0018] De manière avantageuse, la contre-pièce de compression complémentaire est retirée de l’outil de formage entre l’étape a) et l’étape b).Advantageously, the complementary compression counterpart is removed from the forming tool between step a) and step b).
[0019] Selon l’invention, l’étape b) comprend les sous-étapes suivantes: - d’ajustement d’une bande de préimprégnés de fibres de carbone supplémentaire autour de la pièce interne maintenue sur son outil de formage, et - d’insertion de préimprégnés de fibres de carbone supplémentaires dans les évidements agencés à cette fin dans l’outil de formage pour la pièce supérieure ou dans l’outil de formage pour la pièce inférieure pour former les cornes du boîtier de montre, et - de positionnement et d’ajustement des outils de formage de chaque moule supportant la pièce supérieure, la pièce inférieure et les pièces latérales individuelles moulées à l’étape a) les uns par rapport aux autres et autour de l’outil de formage de la pièce interne de sorte que lesdites pièce supérieure, pièce inférieure et pièces latérales maintenues sur leur outil de formage s’interfacent avec les préimprégnés de fibres de carbone supplémentaires sur la pièce interne et dans les évidements, et - de maintien de tous les outils de formage ensemble par un montage, et - de chauffage des outils de formage dans le montage à une température d’au moins 130 °C pendant au moins 30 mn pour permettre aux préimprégnés supplémentaires de durcir et de mouler la pièce supérieure, la pièce inférieure et les pièces latérales individuelles et la pièce interne ensemble pour former un ensemble de boîtier de montre en fibres de carbone moulé unique.According to the invention, step b) comprises the following sub-steps: - adjustment of a band of additional carbon fiber prepregs around the inner part held on its forming tool, and - d inserting additional carbon fiber prepregs into the recesses arranged for this purpose in the forming tool for the upper part or in the forming tool for the lower part to form the horns of the watch case, and - positioning and adjusting the forming tools of each mold supporting the upper piece, the lower piece and the individual side pieces molded in step a) relative to each other and around the forming tool of the inner piece of so that said upper piece, lower piece and side pieces held on their forming tool interfere with the additional carbon fiber prepregs on the piece this internal and in the recesses, and - keeping all the forming tools together by mounting, and - heating the forming tools in the assembly at a temperature of at least 130 ° C for at least 30 minutes to allow the additional prepregs to cure and mold the top piece, bottom piece, and individual side pieces and the inner piece together to form a single molded carbon fiber watch case assembly.
[0020] De manière avantageuse, les sous-étapes consistant en l’insertion de préimprégnés de fibres de carbone supplémentaires dans les évidements comprennent, pour chaque évidement: - la découpe des pièces de préimprégnés individuelles et le collage de celles-ci les unes sur les autres pour former une pile de préimprégnés ayant une première et une deuxième extrémité, et - l’insertion d’une première extrémité de la pile de préimprégnés dans l’évidement de sorte que ladite extrémité soit orientée vers la pièce interne, et - le repliement de la pile de préimprégnés sur elle-même de sorte que la deuxième extrémité de celle-ci soit également orientée vers la pièce interne et que le pli soit orienté vers l’extérieur.Advantageously, the substeps consisting of the insertion of additional carbon fiber prepregs into the recesses comprise, for each recess: the cutting of the individual prepreg pieces and the gluing thereof the others for forming a stack of prepregs having first and second ends, and - inserting a first end of the prepreg stack into the recess so that said end is oriented toward the inner part, and - the folding the stack of prepregs on itself so that the second end thereof is also directed towards the inner part and the fold is oriented outwards.
[0021] De manière avantageuse, après le moulage, le montage et les outils de formage sont retirés de l’ensemble de boîtier de montre en fibres de carbone moulé unique.[0021] Advantageously, after molding, the assembly and the forming tools are removed from the single molded carbon fiber watch case assembly.
[0022] De manière avantageuse, après l’étape b) le matériau en excès de l’ensemble de boîtier de montre en fibres de carbone unique moulé est retiré et les cornes sont percées pour former des trous traversants conçus pour recevoir une barre pour fixer un bracelet au boîtier de montre.Advantageously, after step b) the excess material of the molded single carbon fiber watch case assembly is removed and the horns are drilled to form through holes designed to receive a bar to secure a bracelet to the watch case.
[0023] Un deuxième objet de l’invention concerne un boîtier de montre en fibres de carbone comprenant une carrure comportant un filet interne formé d’un seul tenant, et de préférence également une lunette.A second object of the invention relates to a carbon fiber watch case comprising a middle part comprising an internal thread formed in one piece, and preferably also a bezel.
[0024] De manière avantageuse, le boîtier de montre en fibres de carbone de l’invention comprend en outre des cornes s’étendant à l’extérieur à partir de la carrure et d’un seul tenant avec celle-ci, les cornes comprenant des trous traversants conçus pour recevoir une barre pour fixer un bracelet au boîtier de montre.Advantageously, the carbon fiber watch case of the invention further comprises horns extending outwards from the middle part and in one piece with it, the horns comprising through holes designed to receive a bar for attaching a bracelet to the watch case.
Brève description des dessins [0025] D’autres détails de P invention vont maintenant être décrits en relation avec les figures, sur lesquelles: la fig. 1 illustre un boîtier de montre selon P invention en vue en perspective; les fig. 2 à 4 illustrent respectivement une vue du côté droit, une vue du dessus et une vue du dessous du boî tier de montre de P invention tel que représenté sur la fig. 1; les fig. 5A et 5B illustrent un moule pour fabriquer les pièces latérales d’un boîtier de montre selon le processus de P invention; la fig. 6 illustre un moule pour fabriquer une pièce supérieure d’un boîtier de montre selon le processus de P invention; la fig. 7 illustre un moule pour fabriquer une pièce inférieure d’un boîtier de montre selon le processus de Y invention;BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Further details of the invention will now be described in connection with the figures, in which: FIG. 1 illustrates a watch case according to the invention in perspective view; figs. 2 to 4 respectively show a right side view, a top view and a bottom view of the watch case of the invention as shown in FIG. 1; figs. 5A and 5B illustrate a mold for making the side pieces of a watch case according to the process of the invention; fig. Figure 6 illustrates a mold for making an upper part of a watch case according to the process of the invention; fig. Figure 7 illustrates a mold for making a lower part of a watch case according to the process of the invention;
la fig. 8 illustre un moule pour fabriquer une pièce interne d’un boîtier de montre selon le processus de P invention; la fig. 9 illustre les étapes de préparation avant une deuxième étape de moulage d’un boîtier de montre se lon le processus de P invention; les fig. 10 et 11 illustrent respectivement un moule tel qu’utilisé pour une deuxième étape de moulage d’un boîtier de montre selon le processus de P invention.fig. 8 illustrates a mold for making an inner part of a watch case according to the process of the invention; fig. 9 illustrates the steps of preparation before a second step of molding a watch case according to the process of the invention; figs. 10 and 11 respectively illustrate a mold as used for a second step of molding a watch case according to the process of the invention.
Modes de réalisation de l’invention [0026] La présente invention propose un nouveau processus pour fabriquer un boîtier de montre 1 unitaire tel que représenté sur la fig. 1, qui est constitué intégralement d’un matériau composite moulé à chaud, particulièrement de feuilles préimprégnées de fibres de carbone imprégnées avec une résine époxy, communément appelées préimprégné (au singulier) ou préimprégnés (au pluriel) dans toute la présente description.Embodiments of the Invention [0026] The present invention provides a novel process for manufacturing a unitary watch case 1 as shown in FIG. 1, which consists entirely of a hot-molded composite material, particularly epoxy resin-impregnated carbon fiber prepreg sheets, commonly referred to as prepreg (singular) or prepregs (plural) throughout the present disclosure.
[0027] Le boîtier de montre 1 de l’invention comprend, comme représenté sur les fig. 1,3 et 4 en particulier, une carrure 2 sensiblement tubulaire de section circulaire comprenant, sur une face interne supérieure, une lunette 21, et sur une face interne inférieure, un filet 22, respectivement pour ajuster et assembler d’une manière sensiblement étanche à l’eau et résistante à la pression, un verre et un dos de boîtier d’une montre, non représentés sur les figures. Le boîtier de montre 1 comprend en outre, sur sa surface externe et s’étendant à l’extérieur sur les côtés opposés, deux paires de cornes 3 pour fixer un bracelet au moyen de barres (non représentées) insérées dans des trous 4 percés à travers les extrémités des cornes 3 comme montré sur les fig. 1 et 2 en particulier.The watch case 1 of the invention comprises, as shown in FIGS. 1.3 and 4 in particular, a substantially tubular middle section 2 of circular section comprising, on an upper inner face, a telescope 21, and on a lower inner face, a thread 22, respectively for adjusting and assembling in a substantially sealed manner water and pressure-resistant, a glass and a caseback, not shown in the figures. The watch case 1 further comprises, on its outer surface and extending outside on the opposite sides, two pairs of horns 3 for attaching a bracelet by means of bars (not shown) inserted in holes 4 drilled to through the ends of the horns 3 as shown in FIGS. 1 and 2 in particular.
[0028] Enfin, comme montré sur les fig. 1 et 2, la carrure 2 du boîtier de montre 1 comprend de préférence un ou plusieurs évidements 5 et trous traversants 6 usinés sur au moins un côté de la carrure 2 entre les cornes 3 opposées pour permettre l’insertion et le positionnement de boutons-poussoirs et d’autres organes de réglage de l’heure pour la montre.Finally, as shown in Figs. 1 and 2, the middle part 2 of the watch case 1 preferably comprises one or more recesses 5 and through holes 6 machined on at least one side of the middle part 2 between the opposite horns 3 to allow the insertion and positioning of buttons. pushers and other time setting members for the watch.
[0029] Selon l’invention, te boîtier de montre 1 est constitué intégralement d’un matériau composite renforcé par des fibres de carbone, avec le filet 22 et la lunette 21 dans la face latérale interne de la carrure 2 formés intégralement en le matériau composite lors du moulage à chaud dudit matériau composite et sans aucun usinage. Cette formation intégrale de la lunette 21 et du filet 22 fournit une géométrie très précise pour la carrure 2 d’une manière répétable et à un très faible coût du fait de l’absence d’un usinage nécessaire après le moulage. Ceci est en outre avantageux pour l’assemblage ultérieur d’un verre et d’un dos de boîtier pour la construction d’une montre en utilisant le boîtier de montre 1 de l’invention étant donné que ceux-ci peuvent être montés sur le boîtier de montre 1 en utilisant des joints standard et sans pièces ou bagues métalliques d’ajustement intermédiaires, assurant de ce fait d’excellentes étanchéité à l’eau et résistance à la pression.According to the invention, the watch case 1 consists entirely of a composite material reinforced with carbon fibers, with the thread 22 and the bezel 21 in the internal lateral face of the middle part 2 formed integrally of the material. composite during the hot molding of said composite material and without any machining. This integral formation of the bezel 21 and the net 22 provides a very precise geometry for the middle part 2 in a repeatable way and at a very low cost due to the absence of a necessary machining after the molding. This is further advantageous for the subsequent assembly of a glass and a case back for the construction of a watch using the watch case 1 of the invention since these can be mounted on the case. watch case 1 using standard seals and without intermediate pieces or metal adjustment rings, thus ensuring excellent water tightness and resistance to pressure.
[0030] Le boîtier de montre 1 de l’invention est fabriqué selon un processus à 2 étapes décrit ci-après avec référence aux fig. 5 à 11.The watch case 1 of the invention is manufactured according to a 2-step process described hereinafter with reference to FIGS. 5 to 11.
[0031] Le procédé selon l’invention comprend essentiellement les étapes: a) de formage d’une pièce supérieure 11, d’une pièce inférieure 12, de deux pièces latérales 13, 14 et d’une pièce interne 15 par le moulage de préimprégnés de fibres de carbone entre un outil de formage T1,12, T3, T4, T5 et une contre-pièce de compression complémentaire C1, C2, C3, C4, C5 d’un moule sur mesure M1, M2, M3, M4, M5 pour chacune des pièces 11, 12, 13, 14, 15 individuelles, la pièce interne 15 définissant un alésage central pour la carrure du boîtier de montre comprenant un filet et de préférence un épaulement sur une surface interne de la pièce interne lors du moulage de celle-ci, et b) d’assemblage de la pièce supérieure, de la pièce inférieure et des deux pièces latérales autour d’une surface extérieure de la pièce interne avec des préimprégnés de fibres de carbone supplémentaires interfaces avec lesdites pièce supérieure, pièce inférieure, deux pièces latérales et la pièce interne et de moulage de celles-ci pour former un ensemble de boîtier de montre en fibres de carbone moulé unique.The method according to the invention essentially comprises the steps of: a) forming an upper piece 11, a lower piece 12, two lateral pieces 13, 14 and an inner piece 15 by the molding of carbon fiber prepregs between a forming tool T1, 12, T3, T4, T5 and a complementary compression counterpart C1, C2, C3, C4, C5 of a custom mold M1, M2, M3, M4, M5 for each of the individual pieces 11, 12, 13, 14, 15, the inner piece defining a central bore for the middle of the watch case comprising a thread and preferably a shoulder on an inner surface of the inner piece during molding thereof, and b) assembling the upper piece, the bottom piece and the two side pieces around an outer surface of the inner piece with additional carbon fiber prepregs interfaced with said upper piece, piece lower, two side parts and the inner piece and molding thereof to form a single molded carbon fiber watch case assembly.
[0032] A la première étape a), les parties ou pièces élémentaires sont fabriquées selon l’invention à partir de composants 7, 8, 9, 10 en matériau composite constitués de fibres de carbone pré-imprégnées qui sont imprégnées avec une résine époxy réactive, communément appelés «préimprégnés», qui sont découpés en une forme appropriée déterminée par la forme du boîtier de montre 1 à fabriquer à partir des feuilles et/ou des bandes de matériau préimprégné. Des exemples de préimprégnés appropriés pour réaliser l’invention sont disponibles dans le commerce auprès du fabricant allemand Krem-pel-Group sous la référence KGBX 0909 ou auprès du fabricant allemand SGL Group sous la référence SIGRAPREG® C W200-Tw2/2E323 - 45%.In the first step a), the parts or elementary parts are manufactured according to the invention from components 7, 8, 9, 10 made of composite material consisting of pre-impregnated carbon fibers which are impregnated with an epoxy resin. reactive, commonly referred to as "prepregs", which are cut into a suitable shape determined by the shape of the watch case 1 to be made from the sheets and / or strips of prepreg material. Examples of prepregs suitable for carrying out the invention are commercially available from the German manufacturer Krem-pel-Group under the reference KGBX 0909 or from the German manufacturer SGL Group under the reference SIGRAPREG® C W200-Tw2 / 2E323 - 45% .
[0033] Les composants de préimprégnés 7, 8, 9, 10 découpés sont agencés sur un outil de formage T1, T2, T3, T4, T5 correspondant des moules et recouverts avec une contre-pièce de compression C1, C2, C3, C4, C5 respective d’une forme complémentaire à l’outil de formage correspondant et conçue pour presser de manière homogène les composants de préimprégnés 7, 8, 9, 10 sur l’outil de formage T1, T2, T3, T4, T5 pendant la première étape de moulage du processus de l’invention.The prepreg components 7, 8, 9, 10 cut are arranged on a forming tool T1, T2, T3, T4, T5 corresponding molds and covered with a compression counterpart C1, C2, C3, C4 , C5 respectively of a shape complementary to the corresponding forming tool and designed to homogeneously press the prepreg components 7, 8, 9, 10 on the forming tool T1, T2, T3, T4, T5 during the first step of molding the process of the invention.
[0034] La forme de la pièce supérieure 11, de la pièce inférieure 12 et des deux pièces latérales 13, 14 est déterminée par le fabricant de montre en fonction de la conception du boîtier de montre 1 choisi. Par conséquent, les moules M1, M2, M3 et M4 correspondants et en particulier l’outil de formage T1, 12, 13, 14 de ceux-ci peuvent varier de manière significative et doivent être adaptés à la conception du boîtier de montre 1. De manière assez opposée, les dimensions de la pièce interne 15 peuvent varier, mais elle doit généralement rester dans la norme du point de vue de la forme en tant que pièce sensiblement tubulaire définissant un alésage central pour la carrure 2 du boîtier de montre comprenant au moins un filet sur une surface interne inférieure obtenue lors du moulage de celle-ci, et au moins un épaulement sur une surface interne sensiblement supérieure pour former une lunette 21 de la carrure 2. Pour permettre cette formation de la lunette 21 et du filet 22 dans la pièce interne 15,1 ' outil de formage T5 comprend un obturateur cylindrique comprenant un filet sur une surface extérieure de celui-ci et un épaulement autour duquel le matériau de bande de préimprégnés 10 est enroulé pour former la pièce interne 15.The shape of the upper part 11, the lower part 12 and the two side parts 13, 14 is determined by the watch manufacturer according to the design of the watch case 1 selected. Consequently, the corresponding molds M1, M2, M3 and M4 and in particular the forming tool T1, 12, 13, 14 thereof can vary significantly and must be adapted to the design of the watch case 1. In a somewhat opposite manner, the dimensions of the inner part 15 may vary, but it must generally remain in the standard formally as a substantially tubular part defining a central bore for the middle part 2 of the watch case comprising at least one thread on a lower internal surface obtained during molding thereof, and at least one shoulder on a substantially greater internal surface to form a telescope 21 of the middle part 2. To allow this formation of the telescope 21 and the thread 22 in the inner part 15,1 'forming tool T5 comprises a cylindrical shutter comprising a thread on an outer surface thereof and a shoulder around which the strip material impregnated 10 is wound to form the inner part 15.
[0035] Les outils de formage T1, T2, T3, T4, T5 des moules M1, M2, M3, M4, M5 sont de préférence constitués d’un matériau métallique dur résistant à la chaleur tel que de l’acier inoxydable coulé et usiné de manière à comprendre une forme de moulage en la forme spécifique de la pièce 11,12,13,14,15 du boîtier de montre 1 pour le moulage duquel il est dédié. Les contre-pièces de compression C1, C2, C3, C4, C5 de chaque moule M1, M2, M3, M4, M5 sont constituées d’un matériau sensiblement mou, déformable et expansible tel que du caoutchouc de silicone, un matériau préférable étant de préférence commercialisé sous le nom Neukasil RTV 20, par le fabricant allemand Altropol Kunststoff GmbH.The forming tools T1, T2, T3, T4, T5 molds M1, M2, M3, M4, M5 are preferably made of a hard heat resistant hard metal material such as cast stainless steel and machined to include a form of molding in the specific form of the part 11,12,13,14,15 of the watch case 1 for the molding of which it is dedicated. The compression counterparts C1, C2, C3, C4, C5 of each mold M1, M2, M3, M4, M5 consist of a substantially soft, deformable and expandable material such as silicone rubber, a preferable material being preferably marketed under the name Neukasil RTV 20, by the German manufacturer Altropol Kunststoff GmbH.
[0036] Une fois que les composants de préimprégnés 7, 8, 9, 10 sont déposés sur l’outil de formage T1,12,13,14,15 de chacun des moules individuels M1, M2, M3, M4, M5, ils sont recouverts avec une feuille de protection souple (non représentée sur les figures à des fins de clarté) et pressés contre l’outil de formage au moyen de la contre-pièce de compression complémentaire C1, C2, C3, C4, C5 correspondante. Enfin, chacun des moules M1, M2, M3, M4, M5 est verrouillé en utilisant un montage, qui n’est pas représenté non plus sur les figures, conçu pour contraindre la contre-pièce C1, C2, C3, C4, C5 sur l’outil de formage T1, T2, T3, T4, T5 des moules M1, M2, M3, M4, M5 pour garantir la compression correcte sur les composants de préimprégnés 7, 8, 9, 10 par la dilatation du matériau des contre-pièces pendant le moulage à chaud.Once the prepreg components 7, 8, 9, 10 are deposited on the forming tool T1,12,13,14,15 of each of the individual molds M1, M2, M3, M4, M5, they are covered with a flexible protective sheet (not shown in the figures for the sake of clarity) and pressed against the forming tool by means of the complementary compression counterpart C1, C2, C3, C4, C5 corresponding. Finally, each of the molds M1, M2, M3, M4, M5 is locked using a mounting, which is not shown either in the figures, designed to constrain the counterpart C1, C2, C3, C4, C5 on the forming tool T1, T2, T3, T4, T5 of the molds M1, M2, M3, M4, M5 to guarantee the correct compression on the prepreg components 7, 8, 9, 10 by the expansion of the material of the counter- parts during hot molding.
[0037] Lorsque tous les moules individuels M1, M2, M3, M4, M5 sont verrouillés dans leur montage, ils sont ensuite cuits à une température d’au moins 130 °C pendant au moins 30 minutes pour permettre à la résine des composants de préimprégnés de cuire et de durcir en la forme donnée par les moules M1, M2, M3, M4, M5 respectifs. De préférence, la cuisson des préimprégnés / le chauffage des moules est effectué en utilisant un chauffage par infrarouge, lequel permet une répartition homogène de la chaleur dans les moules, à la fois dans l’outil de formage et dans les contre-pièces de compression.When all the individual molds M1, M2, M3, M4, M5 are locked in their assembly, they are then fired at a temperature of at least 130 ° C for at least 30 minutes to allow the resin components of prepregs to bake and harden into the shape given by the respective molds M1, M2, M3, M4, M5. Preferably, the baking of the prepregs / heating of the molds is carried out using infrared heating, which allows a homogeneous distribution of heat in the molds, both in the forming tool and in the compression counterparts. .
[0038] Après la cuisson, les moules M1, M2, M3, M4, M5 et leurs montages sont laissés à refroidir à la température ambiante et ensuite la contre-pièce C1, C2, C3, C4, C5 de chaque moule est retirée de l’outil de formage T1, T2, T3, T4, T5 ainsi que la feuille de protection de la pièce renforcée par des fibres de carbone maintenant moulée 11, 12, 13, 14, 15 en matériau composite, qui repose sur l’outil de formage.After cooking, the molds M1, M2, M3, M4, M5 and their assemblies are allowed to cool to room temperature and then the counterpart C1, C2, C3, C4, C5 of each mold is removed from the forming tool T1, T2, T3, T4, T5 as well as the protective sheet of the now-molded carbon fiber reinforced part 11, 12, 13, 14, 15 of composite material, which is based on the tool of forming.
[0039] A ce point, les pièces moulées 11, 12, 13, 14, 15 en matériau composite sont ensuite préparées pour la deuxième et dernière étape de moulage sans les retirer des outils de formage T1, T2, T3, T4, T5 des moules M1, M2, M3, M4, M5 individuels et sans usinage pour enlever le matériau en excès des pièces moulées.At this point, the molded parts 11, 12, 13, 14, 15 of composite material are then prepared for the second and final molding step without removing them from forming tools T1, T2, T3, T4, T5 molds M1, M2, M3, M4, M5 individual and without machining to remove excess material from castings.
[0040] La préparation pour la deuxième étape de moulage b) comprend plusieurs sous-étapes, une première d’entre elles consistant en le dépôt et l’agencement de composants de préimprégnés supplémentaires sur des parties des pièces moulées 11,12, 13, 14, 15 de manière à fournir un matériau de liaison identique à celui des pièces moulées elles-mêmes pour permettre leur assemblage dans la deuxième étape de moulage du processus de l’invention.The preparation for the second molding step b) comprises a plurality of sub-steps, a first of which consists in depositing and arranging additional prepreg components on parts of the moldings 11, 12, 13, 14, 15 so as to provide a bonding material identical to that of the molded parts themselves to allow their assembly in the second molding step of the process of the invention.
[0041] Comme représenté sur la fig. 9, au moins un préimprégné supplémentaire 16 est ajouté spécifiquement autour de la circonférence de la pièce interne 15 moulée sur I* outil de formage T5 du moule M5 afin de permettre l’assemblage des pièces supérieure, inférieure et latérales 11, 12, 13, 14 sur la pièce interne 15 dans la deuxième étape de moulage pour former la carrure 2 du boîtier de montre 1.As shown in FIG. 9, at least one additional prepreg 16 is added specifically around the circumference of the inner part 15 molded on the mold forming tool T5 of the mold M5 to allow assembly of the upper, lower and side pieces 11, 12, 13, 14 on the inner part 15 in the second molding step to form the middle part 2 of the watch case 1.
[0042] En outre, à une deuxième sous-étape, des composants de préimprégnés 17 spécialement préparés sont insérés dans des évidements 18 agencés à cette fin sur l’outil de formage T1 pour la pièce supérieure 11 et/ou l’outil de formage T2 pour la pièce inférieure 12 pour la formation des cornes 3 du boîtier de montre 1 sur la carrure 2 à la deuxième étape de moulage. Ces composants de préimprégnés 17 agissent pour aider à la liaison des diverses parties du boîtier de montre les unes aux autres, et également en tant que matériau de remplissage de manière à ne pas laisser de cavités dans la structure. Cependant, si on le souhaite, des cavités peuvent être laissées dans la structure du boîtier de montre.In addition, at a second substep, specially prepared prepreg components 17 are inserted into recesses 18 arranged for this purpose on the forming tool T1 for the upper part 11 and / or the forming tool. T2 for the lower part 12 for the formation of the horns 3 of the watch case 1 on the middle part 2 in the second molding step. These prepreg components 17 act to assist in bonding the various parts of the watch case to each other, and also as filler material so as not to leave cavities in the structure. However, if desired, cavities may be left in the structure of the watch case.
[0043] Les composants de préimprégnés 17 spécialement préparés sont, de manière avantageuse, constitués de multiples préimprégnés empilés les uns sur les autres, de préférence entre environ 5 et 15 pièces de préimprégnés en fonction de la forme du boîtier de montre 1 et de ses cornes. Ces composants de préimprégnés 17 en couches ont une forme sensiblement rectangulaire et ils sont insérés dans les évidements 18 de sorte qu’une première extrémité soit amenée en butée contre la pièce interne 15 et la deuxième extrémité soit ensuite repliée sur cette première extrémité en butée contre la pièce interne 15 également de sorte qu’un pli 19 s’étende vers l’extérieur à partir de la pièce interne 15 entre les deux extrémités des préimprégnés 17 en couches.The prepreg components 17 specially prepared are advantageously constituted by multiple prepregs stacked on each other, preferably between about 5 and 15 pieces of prepregs depending on the shape of the watch case 1 and its components. horns. These layered prepreg components 17 have a substantially rectangular shape and they are inserted into the recesses 18 so that a first end is brought into abutment against the inner part 15 and the second end is then folded on this first end in abutment against the inner part 15 also so that a fold 19 extends outwardly from the inner part 15 between the two ends of the prepregs 17 in layers.
[0044] Cet agencement particulier des préimprégnés 17 en couches a pour objet de réaliser des cornes 3 résistantes à la traction réalisées intégralement en un matériau composite et ancrées sur la carrure 2 du boîtier de montre 1. Plus spécifiquement, les composants de préimprégnés 17 sont assemblés de sorte que les fibres de carbone dans chaque couche de ceux-ci s’étendent dans la direction longitudinale des composants 17. Cette orientation des fibres dans les composants de préimprégnés 17 résulte en ce que les fibres forment une boucle ou un pli le long de la longueur entière des cornes 3, en commençant à partir de la carrure à une extrémité des préimprégnés 17 et de retour vers la carrure à l’autre extrémité des préimprégnés 17. Cette orientation repliée des fibres dans les cornes 3 contribue de manière importante à la résistance des cornes 3 aux forces de traction au niveau de leurs extrémités libres où les barres pour fixer un bracelet sont insérées dans des trous 4 comme représenté sur les fig. 1 et 2. En effet des expériences ont montré qu’il n’est pas nécessaire de prévoir des douilles métalliques dans les trous 4, étant donné que le matériau composite a une résistance mécanique suffisante pour permettre une interaction directe avec les extrémités des barres.This particular arrangement of the layered prepregs 17 is intended to produce tensile resistant horns 3 made integrally of a composite material and anchored to the middle part 2 of the watch case 1. More specifically, the prepreg components 17 are assembled so that the carbon fibers in each layer thereof extend in the longitudinal direction of the components 17. This orientation of the fibers in the prepreg components 17 results in the fibers forming a loop or a fold along the the entire length of the horns 3, starting from the middle at one end of the prepregs 17 and back to the middle at the other end of the prepregs 17. This folded orientation of the fibers in the horns 3 contributes significantly to the resistance of the horns 3 to the tensile forces at their free ends where the bars to fix a bracele t are inserted in holes 4 as shown in Figs. 1 and 2. Indeed experiments have shown that it is not necessary to provide metal bushings in the holes 4, since the composite material has a sufficient mechanical strength to allow direct interaction with the ends of the bars.
[0045] Comme on peut le voir sur la fig. 9 également, les préimprégnés 17 supplémentaires sont positionnés dans les évidements 18 de l’outil de formage T1 lorsque l’outil de formage T5 du moule M5 pour la pièce interne 15 avec ladite pièce interne 15 sur celui-ci insérée dans un trou traversant correspondant agencé dans ledit outil de formage T1 à cet effet comme on le comprendra mieux ci-dessous à partir de la description de la deuxième étape de moulage du processus de l’invention.As can be seen in FIG. Also, the additional prepregs 17 are positioned in the recesses 18 of the forming tool T1 when the forming tool T5 of the mold M5 for the inner part 15 with said inner part 15 thereon inserted in a corresponding through hole. arranged in said forming tool T1 for this purpose as will be better understood below from the description of the second molding step of the process of the invention.
[0046] Avec les préimprégnés 16, 17 supplémentaires en place comme décrit ci-dessus, la deuxième étape de moulage b) du processus de l’invention comprend alors, à une troisième sous-étape, l’assemblage de la pièce supérieure 11, de la pièce inférieure 12 et des deux pièces latérales 13, 14 autour d’une surface extérieure de la pièce interne 15 au moyen des préimprégnés 16, 17 supplémentaires dans un moule modulaire M6.With the additional prepregs 16, 17 in place as described above, the second molding step b) of the process of the invention then comprises, at a third substep, the assembly of the upper part 11, the lower part 12 and the two lateral parts 13, 14 around an outer surface of the inner part 15 by means of the additional prepregs 16, 17 in a modular mold M6.
[0047] Le moule modulaire M6 est formé en positionnant et en ajustant les outils de formage T1, T2, T3, T4 utilisés à la première étape a) avec les pièces 11, 12, 13, 14 individuelles correspondantes sur ceux-ci les uns par rapport aux autres et autour de l’outil de formage T5 de la pièce interne 15 de sorte que lesdites pièce supérieure 11, pièce inférieure 12 et pièces latérales 13, 14 maintenues sur leur outil de formage T1, 12, T3, T4 s’interfacent avec les préimprégnés de fibres de carbone 16, 17 supplémentaires sur la pièce interne 15 et dans les évidements de l’outil de formage T1.The modular mold M6 is formed by positioning and adjusting the forming tools T1, T2, T3, T4 used in the first step a) with the corresponding individual pieces 11, 12, 13, 14 on them one after the other. relative to the others and around the forming tool T5 of the inner part 15 so that said upper part 11, lower part 12 and side parts 13, 14 held on their forming tool T1, 12, T3, T4 s' interface with the additional carbon fiber prepregs 16, 17 on the inner part 15 and in the recesses of the forming tool T1.
[0048] Une fois que ceci est effectué, tous les outils de formage sont maintenus les uns contre les autres en position par un autre montage, représenté au moyen de flèches F sur les fig. 10 et 11.Once this is done, all the forming tools are held against each other in position by another assembly, represented by means of arrows F in FIGS. 10 and 11.
[0049] Ensuite, le moule M6 dans le montage est chauffé à une température d’au moins 130 °C pendant au moins 30 mn pour permettre que les préimprégnés 16, 17 supplémentaires cuisent et moulent les pièce supérieure 11, pièce inférieure 12 et pièces latérales 13, 14 individuelles et la pièce interne 15 les unes avec les autres pour former un ensemble de boîtier de montre en fibres de carbone moulé unique.Then, the mold M6 in the assembly is heated to a temperature of at least 130 ° C for at least 30 minutes to allow the pre-impregnated 16, 17 additional cook and mold the upper part 11, lower part 12 and parts 13, 14 and the inner member 15 together to form a single molded carbon fiber watch case assembly.
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