CH713286B1 - Balancier pour mouvement d'horlogerie mécanique. - Google Patents

Abstract

La présente invention se rapporte à un balancier (10) pour mouvement d'horlogerie mécanique, comprenant un moyeu (13) pour la fixation du balancier (10) à un axe et une structure porteuse (12) solidaire du moyeu (13) et reliant le moyeu (13) à au moins un élément de masse (11), dans lequel l'au moins un élément de masse (11) est relié à la structure porteuse (12) par une connexion de type clip. En outre, la présente invention se rapporte aussi à un oscillateur comprenant un tel balancier et un ressort, ainsi qu'à un mouvement d'horlogerie mécanique comprenant un tel oscillateur.

Description

Domaine technique de l'invention

[0001] La présente invention se rapporte au domaine technique de l'horlogerie, notamment de l'horlogerie mécanique. De manière plus précise, la présente invention se rapporte au domaine technique des organes réglants pour les mouvements de montres mécaniques, notamment des ensembles balancier-spiral.

Etat de la technique

[0002] Dans un mouvement de montre mécanique, un organe réglant (ou régulateur) est utilisé afin de réguler la vitesse du rouage de la montre. De manière générale, l'organe réglant dans une montre mécanique est constitué par l'ensemble balancier-spiral. Le balancier est une pièce mobile qui peut osciller sur son axe de rotation grâce à la force de rappel d'un ressort en forme de spiral, attaché au balancier, qui lui imprime le mouvement oscillatoire en vaet-vient. Un balancier „classique“ est constitué d'un moyeu qui relie le balancier à un axe et d'une serge qui est reliée au moyeu par au moins deux bras.

[0003] L'une des propriétés les plus importantes d'un balancier, en particulier en ce qui concerne ses propriétés chronométriques, est son moment d'inertie. En effet, les propriétés d'oscillation de l'ensemble balancier-spiral dépendent, parmi d'autres choses, fortement du moment d'inertie du balancier. De manière très simplifiée, on peut dire que l'augmentation du moment d'inertie du balancier influence de manière positive l'isochronisme et donc la précision du mouvement. Il a donc été essayé depuis de nombreuses années de maximiser le moment d'inertie des balanciers.

[0004] Les documents CH 698 125, CH 710 674 ou EP 1 973 013 montrent des balanciers dont la serge n'est pas continue, comme dans les balanciers conventionnels, mais composée de plusieurs segments. Chacun de ces segments est relié au moyeu par un bras. Afin d'optimiser le moment d'inertie en concentrant la masse du balancier du côté des segments, les bras des balanciers proposés dans ces documents sont réalisés en des matériaux „légers“ et/ou ont des formes particulières (p.ex. avec des évidements, ou avec des profils particuliers). Egalement, les segments de serge ont des formes spécifiques qui aident à améliorer les propriétés aérodynamiques des balanciers proposés et optimiser davantage leur comportement oscillatoire.

[0005] Même si les solutions proposées dans ces documents aident à améliorer les performances des balanciers-spiraux par rapport aux balanciers-spiraux conventionnels, il existe néanmoins toujours le besoin et le souhait de réaliser une optimisation encore plus importante.

Résumé de l'invention

[0006] Par conséquent, la présente invention a pour but de permettre de réaliser des balanciers utilisés dans les mouvements d'horlogerie mécanique ayant un comportement oscillatoire optimisé et ajustable.

[0007] Ce but est atteint notamment grâce à un balancier pour mouvement d'horlogerie mécanique selon la revendication indépendante 1. Les aspects plus spécifiques de la présente invention sont décrits dans les revendications dépendantes ainsi que dans la description.

[0008] De manière plus spécifique, ce but est atteint à l'aide d'un balancier pour mouvement d'horlogerie mécanique, comprenant un moyeu pour la fixation du balancier à un axe et une structure porteuse solidaire du moyeu et reliant le moyeu à au moins un élément de masse. Selon la présente invention, l'au moins un élément de masse est relié à la structure porteuse par une connexion de type clip.

[0009] Grâce à une telle structure, les éléments de masse peuvent être fixés à la structure porteuse du balancier de manière simple, sans besoin de colle, vis ou autres moyens de fixation supplémentaires. De même, une telle connexion de type clip entre la structure porteuse et les éléments de masse permet non seulement un assemblage, mais aussi un désassemblage simple des éléments de masse. Par conséquent, un échange des éléments de masse sur les balanciers déjà assemblés est facilement possible, ce qui offre la possibilité d'ajustement du moment d'inertie du balancier en fonction des besoins spécifiques. Par exemple, les éléments de masse en un premier matériau peuvent facilement être remplacés par les éléments de masse en un deuxième matériau, p.ex. plus léger, afin de réduire le moment d'inertie. Aussi, les éléments de masse de différentes formes ou dimensions peuvent être utilisés avec une même structure porteuse afin d'obtenir des balanciers avec des propriétés très différentes. Ceci crée une flexibilité très importante au niveau de la conception et de la production de balanciers et simplifie la gestion de stock de manière importante.

[0010] De manière préférée, la structure porteuse est réalisée en un matériau à faible densité, notamment en silicium monocristallin (x) silicium polycristallin (polysilicium). Bien entendu, d'autres matériaux avec des propriétés similaires peuvent également être utilisés, notamment les métaux légers tels que l'aluminium. De même, l'au moins un élément de masse peut de préférence être réalisé en un matériau à densité élevée, notamment en or, en platine ou en un alliage de ces matériaux. Une structure porteuse en un matériau à faible densité, en combinaison avec les éléments de masse en un matériau de densité élevé, permettent de maximiser le moment d'inertie du balancier et de rendre l'oscillateur dans lequel un tel balancier est intégré moins sensible aux perturbations externes.

[0011] Selon un mode de réalisation de la présente invention, la structure porteuse comprend au moins deux bras arrangés de manière symétrique par rapport au moyeu, un élément de masse étant relié à l'extrémité de chaque bras opposée au moyeu. Un tel arrangement des éléments du balancier permet d'obtenir une structure du balancier selon ce mode de réalisation de la présente invention qui se rapproche de la structure d'un balancier conventionnel.

[0012] Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, la structure porteuse comprend, en outre, au moins un élément de support, l'élément de support supportant au moins un élément de stabilisation. Les éléments de stabilisation peuvent avoir des formes et orientation différentes, p.ex. la forme d'ailettes situées au bout des éléments de support s'étendant entre les éléments de masse. Ces éléments de support peuvent également avoir une forme en arc de cercle, faisant de cette manière apparaitre une forme de balancier similaire à la forme de balanciers conventionnels. Aussi, les éléments de stabilisation peuvent être réalisés en le même matériau que la structure porteuse, ce qui permet de simplifier la fabrication du balancier. Ces éléments de stabilisation permettent de stabiliser l'amplitude d'oscillation du balancier.

[0013] De manière notable, l'au moins un élément de stabilisation peut comprendre au moins un poids réalisé en un matériau différent du matériau de l'élément de stabilisation. Plus particulièrement, ce poids peut être réalisé en le même matériau que l'au moins un élément de masse. Un tel poids ajouté à l'élément de stabilisation permet d'ajuster de manière fine la répartition de masse entre la structure porteuse, les éléments de masse et les éléments de stabilisation, afin de pouvoir ajuster de manière fine les propriétés oscillatoires du balancier selon ce mode de réalisation de la présente invention.

[0014] A cet endroit, il est important de mentionner que la présente invention se rapporte également à un oscillateur comprenant un balancier selon la présente invention, ainsi qu'un ressort. De même, la présente invention se rapporte aussi à un mouvement d'horlogerie mécanique comprenant un oscillateur selon la présente invention.

Brève description des dessins

[0015] D'autres caractéristiques ainsi que des avantages de la présente invention vont maintenant être décrits en détail dans l'exposé suivant qui est donné en référence aux figures annexées, lesquelles représentent : figure 1A : une vue de dessus d'un ensemble balancier-spiral avec un balancier selon un premier mode de réalisation de la présente invention ; figure 1B: une vue en perspective de l'ensemble balancier-spiral de la figure 1A ; figure 1C : une vue en coupe de l'ensemble balancier-spiral des figures 1A et 1B ; figure 1D: une vue de dessus agrandie d'une partie de l'ensemble balancier-spiral des figures 1A, 1B et 1C ; figure 2A : une vue de dessus d'un ensemble balancier-spiral avec un balancier selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention ; figure 2B : une vue en perspective de l'ensemble balancier-spiral de la figure 2A ; figure 3A : une vue de dessus d'un ensemble balancier-spiral avec un balancier selon un troisième mode de réalisation de la présente invention ; figure 3B : une vue en perspective de l'ensemble balancier-spiral de la figure 3A ; figure 4A : une vue de dessus d'un ensemble balancier-spiral avec un balancier selon un quatrième mode de réalisation de la présente invention ; figure 4B : une vue en perspective de l'ensemble balancier-spiral de la figure 4A ; figure 5A : une vue de dessus d'un ensemble balancier-spiral avec un balancier selon un cinquième mode de réalisation de la présente invention ; et figure 5B : une vue en perspective de l'ensemble balancier-spiral de la figure 5A.

Description détaillée de l'invention

[0016] En se reportant aux dessins, quelques modes de réalisation non limitatifs d'un balancier conformément à la présente invention sont maintenant expliqués plus en détail.

[0017] Les figures 1A, 1B et 1C illustrent un ensemble balancier-spiral avec un balancier 10 selon un premier mode de réalisation de la présente invention, en vues de dessus, en perspective et en coupe, respectivement. A l'instar des balanciers-spiraux conventionnels, l'ensemble balancier-spiral des figures 1A, 1B et 1C comprend, en plus du balancier 10, un ressort 14 en forme de spiral, relié d'un côté au balancier via un élément appelé „virole“ 76 et d'un autre côté au pont fixe de la platine via l'élément appelé „piton“ 77, visibles à la figure 1B. L'ensemble balancier-spiral 10 dans les figures 1A, 1B et 1C constitue un oscillateur qui peut être utilisé dans un mouvement d'horlogerie mécanique, de la même manière que les balanciers-spiraux conventionnels.

[0018] Comme visible aux figures 1A, 1B et 1C, le balancier 10 comprend un moyeu 13 au centre pour la fixation du balancier 10 à un axe 15, ainsi qu'une structure porteuse 12, 12', 12" qui est solidaire du moyeu 13. Bien entendu, cette configuration de mobile classique avec un axe en forme de tige peut aussi être adaptée pour créer un balancier dans lequel l'axe et le ressort sont formés par un guidage flexible (p.ex. tel que décrit dans le document EP 2 273 323).

[0019] La structure porteuse 12, 12', 12" relie le moyeu 13 à plusieurs éléments de masse 11. La forme des éléments de masse 11 illustrés aux figures 1A et 1B est d'une ancre, mais il est cependant absolument possible de réaliser les éléments de masse 11 ayant d'autres formes, selon les besoins. Une vue agrandie d'un élément de masse 11 est représentée à la figure 1D. Les éléments de masse 11 peuvent aussi, comme visible à la figure 1B, être utilisés pour y apporter les indications relatives au producteur ou toute autre inscription utile.

[0020] Quant à la structure porteuse du balancier illustrée aux figures 1A et 1B, elle est composée d'éléments 12, 12' qui s'étendent en essence de manière radiale à partir du moyeu 13, ainsi que d'éléments circulaires 12" qui relient les éléments s'étendant de manière radiale 12, 12" entre eux. Bien entendu, cette structure n'est qu'une variante de réalisation de la structure porteuse et d'autres variantes possibles sont représentées aux figures 2A à 5B, discutées plus tard.

[0021] Dans la structure porteuse représentée aux figures 1A et 1B, deux types d'éléments s'étendant de manière radiale depuis le moyeu 13 peuvent être identifiés : les quatre éléments plus larges (ou bras) 12 qui relient directement le moyeu 13 aux éléments de masse 11, ainsi qu'une multitude d'éléments plus fins qui sont situés entre les quatre bras 12. De nouveau, la structure représentée n'est qu'une variante et il serait tout à fait possible de prévoir un nombre différent de bras 12 (p.ex. deux, trois ou plus de quatre) et/ou d'éléments fins 12'. Aussi, le nombre et la position d'éléments circulaires 12" peut varier par rapport à la version illustrée aux figures 1A et 1B, selon les besoins.

[0022] Selon la présente invention, les éléments de masse 11 sont réalisés en un matériau à densité élevée, p.ex. en or, en platine ou en un alliage de ces matériaux. D'autre part, la structure porteuse 12, 12', 12" est réalisée en un matériau à faible densité, p.ex. en silicium monocristallin, silicium polycristallin ou polysilicium. Bien sûr, d'autres matériaux avec des propriétés similaires sont possibles, p.ex. l'aluminium. Une telle combinaison de matériaux permet d'augmenter le moment d'inertie du balancier 10 avec une masse limitée. En effet, pour une masse du balancier 10 donnée, l'inertie est maximisée. L'énergie de l'oscillateur dans sa totalité et, donc, l'insensibilité de ce dernier aux perturbations externes sont ainsi augmentées. Alternativement, pour une inertie donnée, la masse du balancier 10 peut être minimisée. Le moment dû aux forces de frottements secs et, donc, les perturbations externes peuvent ainsi être diminuées.

[0023] Les éléments de masse 11 selon la présente invention sont reliés à la structure porteuse (donc aux bras 12) par une connexion de type clip. De manière générale, un clip, parfois aussi appelé „pince à ressort“, est un dispositif de fixation qui est constitué de deux parties articulées autour d'un ressort pour former une pince. Dans le cadre de cette invention, la fixation de type clip est réalisée à l'aide des éléments de la structure porteuse 12 qui, par leurs propriétés élastiques, peuvent exercer une force suffisamment forte afin de tenir en place les éléments de masse 11. La fixation par un clip permet non seulement de simplifier l'assemblage en éliminant le besoin de colle, vis ou autres moyens de fixation supplémentaires, mais elle produit également une flexibilité très importante au niveau de la conception et de la production de balanciers et simplifie la gestion de stock de manière importante.

[0024] Des ensembles balanciers-spiraux avec des balanciers 10 selon un deuxième, un troisième, un quatrième et un cinquième mode de réalisation de la présente invention sont illustrés aux figures 2A et 2B, 3A et 3B, 4A et 4B et 5A et 5B, en vues de dessus et en perspective, respectivement.

[0025] Par rapport au balancier 10 selon le premier mode de réalisation de la présente invention, les balanciers selon le deuxième, le troisième, le quatrième et le cinquième mode de réalisation de la présente invention diffèrent essentiellement au niveau de la structure porteuse. Plus particulièrement, ces différents modes de réalisation de la présente invention présentent un nombre plus petit d'éléments fins 22', 32', 42', 52' s'étendant de manière radiale entre le moyeu 13 et la périphérie du balancier 10.

[0026] En outre, les balanciers selon le deuxième, le troisième, le quatrième et le cinquième mode de réalisation de la présente invention comprennent un certain nombre d'éléments de stabilisation 27, 37, 47, 57 qui sont supportés par des éléments de support 22', 22", 32', 32", 42', 42", 52', 52" qui font partie de la structure porteuse, respectivement. Ces éléments de stabilisation 27, 37, 47, 57 permettent de stabiliser l'amplitude d'oscillation du balancier et leur nombre et forme peuvent être variés en fonction des besoins et en fonction du choix du nombre et du matériau des éléments de masse 11.

[0027] Ces éléments de stabilisation 27, 37, 47, 57 peuvent être répartis de manière régulière entre les éléments de masse 11 (tel qu'illustré aux figures 2A, 2B, 3A et 3B, mais ils peuvent aussi être positionnés plus proche de l'un des deux éléments de masse 11 entre lesquels ils sont positionnés (tel qu'illustré aux figures 4A, 4B, 5A et 5B). Ils peuvent être réalisés de manière monobloc avec les éléments de support 22', 22", 32', 32", 42', 42", 52', 52" (et donc avec la structure porteuse), mais aussi réalisé comme pièces séparées et fixées sur les éléments de support 22', 22", 32', 32", 42', 42", 52', 52" à l'aide de moyens de fixations appropriés. Comme visible aux figures 5A et 5B, les éléments de stabilisation 57 peuvent également comprendre des poids 58 réalisés en un matériau différent du matériau des éléments de stabilisation 57 (qui peut être le même matériau que celui utilisé pour les éléments de masse 11), afin de permettre de régler l'inertie du balancier 10 de manière plus fine.

[0028] Bien sûr, la présente invention avec ces différents aspects est sujette à de nombreuses variations quant à sa mise en oeuvre. Bien que plusieurs modes de réalisations aient été décrits, on comprend facilement qu'il n'est pas concevable d'identifier de manière exhaustive tous les modes possibles. Il est donc bien sûr envisageable de remplacer un moyen décrit par un moyen équivalent ou de combiner différents moyens décrits sans sortir du cadre de la présente invention.

Claims (10)

1. Balancier (10) pour mouvement d'horlogerie mécanique, comprenant un moyeu (13) pour la fixation du balancier (10) à un axe (15) et une structure porteuse (12, 22, 32, 42, 52) solidaire du moyeu (13) et reliant le moyeu (13) à au moins un élément de masse (11), caractérisé en ce que l'au moins un élément de masse (11) est relié à la structure porteuse (12, 22, 32, 42, 52) par une connexion de type clip.

2. Balancier selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure porteuse est réalisée en silicium monocristallin ou silicium polycristallin.

3. Balancier selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'au moins un élément de masse est réalisé en or, en platine ou en un alliage de ces matériaux.

4. Balancier selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure porteuse comprend au moins deux bras (22, 32, 42, 52) arrangés de manière symétrique par rapport au moyeu (13), un élément de masse (11) étant relié à l'extrémité de chaque bras (22, 32, 42, 52) opposée au moyeu (13).

5. Balancier selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la structure porteuse comprend, en outre, au moins un élément de support (22', 22", 32', 32", 42', 42", 42', 52"), l'élément de support (22', 22", 32', 32", 42', 42", 42', 52") supportant au moins un élément de stabilisation (27, 37, 47, 57).

6. Balancier selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'au moins un élément de stabilisation (27, 37, 47, 57) est réalisé en le même matériau que la structure porteuse (22, 32, 42, 52).

7. Balancier selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que l'au moins un élément de stabilisation (57) comprend au moins un poids (58) réalisé en un matériau différent du matériau de l'élément de stabilisation (57).

8. Balancier selon la revendication 7, caractérisé en ce que le poids (58) est réalisé en le même matériau que l'au moins un élément de masse (11).

9. Oscillateur comprenant un balancier selon l'une des revendications précédentes et un ressort (14).

10. Mouvement d'horlogerie mécanique comprenant un oscillateur selon la revendication 9.