CH714706A2 - Angular return spring for thermo-compensated oscillator. - Google Patents

Angular return spring for thermo-compensated oscillator. Download PDF

Info

Publication number
CH714706A2
CH714706A2 CH00249/18A CH2492018A CH714706A2 CH 714706 A2 CH714706 A2 CH 714706A2 CH 00249/18 A CH00249/18 A CH 00249/18A CH 2492018 A CH2492018 A CH 2492018A CH 714706 A2 CH714706 A2 CH 714706A2
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
return spring
oscillator
angular
silicon
timepiece
Prior art date
Application number
CH00249/18A
Other languages
French (fr)
Other versions
CH714706B1 (en
Inventor
Bucaille Jean-Luc
Kohler Frédéric
Hunziker Olivier
Original Assignee
Csem Centre Suisse D’Electronique Et De Microtechnique Sa Rech Et Developpement
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Csem Centre Suisse D’Electronique Et De Microtechnique Sa Rech Et Developpement filed Critical Csem Centre Suisse D’Electronique Et De Microtechnique Sa Rech Et Developpement
Priority to CH00249/18A priority Critical patent/CH714706B1/en
Priority to JP2019000741U priority patent/JP3222608U/en
Priority to CN201920272976.2U priority patent/CN210742683U/en
Publication of CH714706A2 publication Critical patent/CH714706A2/en
Publication of CH714706B1 publication Critical patent/CH714706B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/20Compensation of mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/22Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of temperature
    • G04B17/227Compensation of mechanisms for stabilising frequency for the effect of variations of temperature composition and manufacture of the material used
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/045Oscillators acting by spring tension with oscillating blade springs
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04BMECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B17/00Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/04Oscillators acting by spring tension
    • G04B17/06Oscillators with hairsprings, e.g. balance
    • G04B17/066Manufacture of the spiral spring

Abstract

L’invention concerne un ressort de rappel angulaire (20) destiné à un assemblage avec un volant d’inertie pour former un oscillateur d’une pièce d’horlogerie, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement d’au moins deux parties distinctes (21, 22), assemblées en série, dont les variations de raideur angulaire Ci en fonction de la température sont différentes, de manière apte à thermo-compenser ledit oscillateur d’une pièce d’horlogerie. L’invention concerne également un oscillateur et une pièce d’horlogerie comprenant un tel ressort, ainsi que son procédé de fabrication.The invention relates to an angular return spring (20) for an assembly with a flywheel for forming an oscillator of a timepiece, characterized in that it comprises an arrangement of at least two distinct parts. (21, 22), assembled in series, whose variations in angular stiffness Ci as a function of the temperature are different, so as to thermo-compensate said oscillator of a timepiece. The invention also relates to an oscillator and a timepiece comprising such a spring, as well as its method of manufacture.

Description

CH 714 706 A2CH 714 706 A2

Description [0001] L’invention concerne un ressort de rappel angulaire pour un oscillateur d’une pièce d’horlogerie, ainsi qu’un oscillateur, un mouvement de pièce d’horlogerie et une pièce d’horlogerie en tant que tels qui comprennent un tel ressort de rappel angulaire, notamment un ressort spiral. Enfin, elle concerne aussi un procédé de fabrication d’un tel ressort de rappel.Description: The invention relates to an angular return spring for an oscillator of a timepiece, as well as an oscillator, a timepiece movement and a timepiece as such which include a such an angular return spring, in particular a spiral spring. Finally, it also relates to a method of manufacturing such a return spring.

[0002] La régulation des montres mécaniques repose sur au moins un oscillateur mécanique, qui comprend généralement un volant d’inertie, appelé balancier, et un ressort enroulé en forme de spirale, appelé ressort spiral ou plus simplement spiral. Le spiral peut être fixé par une extrémité sur l’axe du balancier et par l’autre extrémité sur une partie fixe de la pièce d’horlogerie, comme un pont, appelé coq, sur lequel pivote l’axe du balancier. Le ressort spiral équipant les mouvements de montres mécaniques de l’état de la technique se présente sous la forme d’une lame métallique élastique ou d’une lame en silicium préférentiellement de section rectangulaire, dont la majeure partie est enroulée sur elle-même en spirale d’Archimède. Le balancier-spiral oscille autour de sa position d’équilibre (ou point mort). Lorsque le balancier quitte cette position, il arme le spiral. Cela crée un couple de rappel qui agit sur le balancier pour tendre à le faire revenir vers sa position d’équilibre. Comme il a acquis une certaine vitesse, donc une énergie cinétique, le balancier dépasse son point mort jusqu’à ce qu’un couple contraire du spiral l’arrête et l’oblige à tourner dans l’autre sens. De cette manière, le spiral régule la période d’oscillation du balancier.The regulation of mechanical watches is based on at least one mechanical oscillator, which generally comprises a flywheel, called a pendulum, and a coil-shaped spring, called a spiral spring or more simply a spiral spring. The hairspring can be fixed at one end to the pendulum axis and at the other end to a fixed part of the timepiece, such as a bridge, called a cock, on which the pendulum axis pivots. The spiral spring equipping the mechanical watch movements of the prior art is in the form of an elastic metal blade or a silicon blade preferably of rectangular section, the major part of which is wound on itself in Archimedes' spiral. The balance-spring oscillates around its equilibrium (or neutral) position. When the balance leaves this position, it arms the balance spring. This creates a return torque which acts on the pendulum to tend to bring it back to its equilibrium position. As it has acquired a certain speed, therefore a kinetic energy, the pendulum exceeds its neutral point until an opposite torque of the hairspring stops it and forces it to turn in the other direction. In this way, the balance spring regulates the period of oscillation of the balance.

[0003] La précision d’une montre mécanique dépend de la régularité des oscillations de son oscillateur formé par le balancier et le spiral. Lorsque la température varie, la variation du module de Young E du spiral ainsi que les dilatations thermiques du spiral et du balancier modifient les propriétés de cet oscillateur, perturbant ainsi la précision de la montre. [0004] Il existe des solutions de l’état de la technique qui essaient de réduire, voire de supprimer, les variations de fonctionnement d’un oscillateur avec la température. Une approche considère que la fréquence propre f d’un tel oscillateur dépend du rapport entre la constante du couple de rappel C, correspondant à la raideur angulaire du spiral, exercée par le spiral sur le balancier, et le moment d’inertie I, plus couramment appelé inertie I, de ce dernier, par la relation suivante:The precision of a mechanical watch depends on the regularity of the oscillations of its oscillator formed by the balance and the balance spring. When the temperature varies, the variation of the Young E modulus of the balance spring as well as the thermal expansions of the balance spring and of the balance modify the properties of this oscillator, thus disturbing the precision of the watch. There are solutions of the prior art which try to reduce, or even eliminate, the variations in the operation of an oscillator with temperature. One approach considers that the natural frequency f of such an oscillator depends on the ratio between the constant of the return torque C, corresponding to the angular stiffness of the balance spring, exerted by the balance spring, and the moment of inertia I, more commonly called inertia I, of the latter, by the following relation:

[0005] En dérivant l’équation précédente par rapport à la température, nous obtenons la variation thermique relative de la fréquence propre de l’oscillateur, qui s’exprime par:Deriving the previous equation with respect to temperature, we obtain the relative thermal variation of the natural frequency of the oscillator, which is expressed by:

i df 1 1dE fdT 2ÏE dT J JJ [0006] Où E est le module de Young du spiral de l’oscillateur, iç/ fdT est le coefficient thermique de l’oscillateur, aussi dénommé simplement par l’acronyme CT, d£i df 1 1dE fdT 2ÏE dT JJ J [0006] Where E is the Young's modulus of the oscillator hairspring, iç / fdT is the thermal coefficient of the oscillator, also simply called by the acronym CT, d £

ΣέΤ est le coefficient thermique du module de Young du spiral de l’oscillateur, aussi appelé par l’acronyme CTE, as et ab sont respectivement les coefficients de dilatation thermique du spiral et du balancier de l’oscillateur.ΣέΤ is the thermal coefficient of the Young's modulus of the balance spring of the oscillator, also called by the acronym CTE, a s and a b are respectively the coefficients of thermal expansion of the balance spring and the balance of the oscillator.

[0007] Différentes solutions de l’état de la technique cherchent à annuler la valeur du coefficient thermique CT de l’oscillateur en choisissant un CTE du spiral adapté à cet effet, pour thermo-compenser l’oscillateur.Different solutions of the state of the art seek to cancel the value of the thermal coefficient CT of the oscillator by choosing a CTE of the balance spring adapted for this purpose, to thermo-compensate the oscillator.

[0008] Ainsi, des solutions de l’état de la technique reposent sur l’utilisation de plusieurs matériaux aux propriétés différentes répartis dans un même spiral de sorte à obtenir un oscillateur thermo-compensé de l’oscillateur comprenant ce spiral.[0008] Thus, prior art solutions are based on the use of several materials with different properties distributed in the same hairspring so as to obtain a thermo-compensated oscillator of the oscillator comprising this hairspring.

[0009] A titre d’exemple, le document EP 1 422 436 décrit une solution reposant sur un spiral en silicium comprenant une couche d’oxyde. Cette solution nécessite une couche d’oxyde d’épaisseur importante. Sa fabrication nécessite de traiter le spiral durant un temps important à très haute température, ce qui représente un inconvénient. De manière générale, les spiraux thermo-compensés existants sont complexes à fabriquer.For example, document EP 1 422 436 describes a solution based on a silicon hairspring comprising an oxide layer. This solution requires a thick oxide layer. Its manufacture requires treating the hairspring for a significant time at very high temperature, which represents a drawback. In general, existing thermally compensated hairsprings are complex to manufacture.

[0010] Le but de l’invention est de fournir une autre solution de ressort de rappel pour pièce d’horlogerie qui permet la thermo-compensation d’un oscillateur de manière simple et fiable.The object of the invention is to provide another return spring solution for a timepiece which allows thermo-compensation of an oscillator in a simple and reliable manner.

[0011] A cet effet, l’invention repose sur un ressort de rappel angulaire destiné à un assemblage avec un volant d’inertie pour former un oscillateur d’une pièce d’horlogerie, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement d’au moins deux parties distinctes, assemblées en série, dont les variations de raideur angulaire en fonction de la température sont différentes, de sorte que ledit oscillateur d’une pièce d’horlogerie puisse être thermo-compensé.To this end, the invention is based on an angular return spring intended for assembly with a flywheel to form an oscillator of a timepiece, characterized in that it comprises an arrangement of at least two separate parts, assembled in series, whose variations in angular stiffness as a function of the temperature are different, so that said oscillator of a timepiece can be thermo-compensated.

[0012] L’invention est plus précisément définie par les revendications.The invention is more precisely defined by the claims.

CH 714 706 A2 [0013] Ces objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faits à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles:CH 714 706 A2 These objects, characteristics and advantages of the present invention will be explained in detail in the following description of particular embodiments made without implied limitation in relation to the attached figures among which:

La fig. 1 représente schématiquement un ressort de rappel angulaire sous forme d’un agencement en parallèle de deux spiraux pour constituer un oscillateur d’une pièce d’horlogerie selon un premier mode de réalisation de l’invention.Fig. 1 schematically represents an angular return spring in the form of an arrangement in parallel of two hairsprings to constitute an oscillator of a timepiece according to a first embodiment of the invention.

La fig. 2 représente schématiquement un ressort de rappel angulaire sous forme d’un agencement en série de deux parties de spiral pour constituer un oscillateur d’une pièce d’horlogerie selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.Fig. 2 schematically represents an angular return spring in the form of a series arrangement of two parts of hairspring to constitute an oscillator of a timepiece according to a second embodiment of the invention.

La fig. 3 représente schématiquement un ressort de rappel angulaire sous forme d’une variante d’un agencement en parallèle de deux spiraux pour constituer un oscillateur d’une pièce d’horlogerie selon le premier mode de réalisation de l’invention.Fig. 3 schematically represents an angular return spring in the form of a variant of an arrangement in parallel of two hairsprings to constitute an oscillator of a timepiece according to the first embodiment of the invention.

[0014] L’objectif de l’invention est de proposer un oscillateur thermo-compensé. Pour cela, il est recherché une solution approchant au maximum une valeur du coefficient thermique (CT) nulle pour l’oscillateur, dont les oscillations deviennent ainsi indépendantes ou quasi-indépendantes de la température.The objective of the invention is to provide a thermo-compensated oscillator. For this, a solution is sought which approaches a maximum value of the thermal coefficient (CT) zero for the oscillator, the oscillations of which thus become independent or almost independent of temperature.

[0015] Le mode de réalisation de l’invention repose sur une construction d’un ressort de rappel angulaire particulier, obtenu par un agencement d’au moins deux parties distinctes, choisies pour former un ressort de rappel angulaire qui peut être couplé avec un volant d’inertie prédéfini pour obtenir un oscillateur thermo-compensé.The embodiment of the invention is based on a construction of a particular angular return spring, obtained by an arrangement of at least two separate parts, chosen to form an angular return spring which can be coupled with a predefined flywheel to obtain a thermo-compensated oscillator.

[0016] L’invention va être illustrée plus en détail avec deux modes de réalisation dans lesquels un oscillateur pour pièce d’horlogerie se présente sous la forme d’un ensemble balancier-spiral. Chaque ressort de rappel angulaire de l’oscillateur comprend un agencement de deux parties distinctes en série, pouvant optionnellement comprendre de plus au moins deux parties distinctes en parallèle. Dans ces réalisations, chaque partie distincte forme un spiral ou une portion de spiral, comprenant une ou plusieurs spires ou portions de spire. On définit par spire une portion du spiral s’étendant selon un arc angulaire de l’ordre de 360°, et par portion de spire une portion s’étendant selon un arc angulaire inférieur à 360°. De plus, chaque spiral, spire ou portion de spire de ces modes de réalisation de l’invention se présente sous la forme d’une lame élastique préférentiellement de section rectangulaire, enroulée sur elle-même en spirale d’Archimède. Nous dénommerons e l’épaisseur et h la hauteur de cette section rectangulaire. De plus, nous dénommerons L la longueur curviligne d’un spiral, spire ou portion de spire. Cette longueur curviligne est définie comme l’écart entre deux 2 abcisses curvilignes, sur la fibre neutre de la spire. Enfin, nous appellerons I l’inertie du balancier, égale au produit de sa masse m par le carré du rayon de giration du balancier r.The invention will be illustrated in more detail with two embodiments in which an oscillator for a timepiece is in the form of a balance-spring assembly. Each angular return spring of the oscillator comprises an arrangement of two separate parts in series, which can optionally further comprise at least two separate parts in parallel. In these embodiments, each separate part forms a hairspring or a portion of hairspring, comprising one or more turns or portions of turns. We define by turn a portion of the hairspring extending along an angular arc of around 360 °, and by turn portion a portion extending along an angular arc less than 360 °. In addition, each hairspring, turn or portion of turn of these embodiments of the invention is in the form of an elastic blade preferably of rectangular section, wound on itself in an Archimedean spiral. We will denote by e the thickness and h the height of this rectangular section. In addition, we will call L the curvilinear length of a hairspring, turn or portion of turn. This curvilinear length is defined as the distance between two 2 curvilinear abscesses, on the neutral fiber of the coil. Finally, we will call I the inertia of the balance, equal to the product of its mass m by the square of the radius of gyration of the balance r.

[0017] Le premier mode de réalisation repose sur un ressort de rappel angulaire 10 d’un oscillateur, représenté par la fig. 1, formé par l’agencement en parallèle d’au moins deux spiraux 11, 12, formant au moins deux parties distinctes dudit ressort de rappel. Nous entendons par l’expression «en parallèle» un accrochage de chacun des au moins deux spiraux d’une part à l’arbre 5 de balancier, par exemple au moyen d’une ou de plusieurs viroles 6 reliées à leurs extrémités centrales, et d’autre part au pont de balancier, non représenté, par exemple au moyen d’un ou de deux pitons reliés à leurs extrémités périphériques 15, 16 respectives. Ce ressort de rappel angulaire agit sur un volant d’inertie ou balancier 1, relié à l’arbre 5 par des bras 2. L’ensemble forme un oscillateur mécanique. Dans cette réalisation représentée par la fig. 1, les deux spiraux 11,12 forment deux parties distinctes qui s’étendent globalement dans deux plans parallèles. Ces plans parallèles sont par ailleurs parallèles au plan du balancier 1 et perpendiculaires à l’arbre 5 de balancier. De plus, les deux spiraux 11,12 sont parfaitement superposés. Leurs deux extrémités respectives sont superposées selon une direction parallèle à l’arbre 5 de balancier. En variante, ces extrémités pourraient être décalées. Selon une autre variante, les deux spiraux parallèles pourraient n’être que partiellement superposés. Ils peuvent comprendre chacun un nombre de spires égales ou différentes. Au moins un de ces deux spiraux en parallèle comprend de plus au moins deux parties, non représentées, assemblées en série.The first embodiment is based on an angular return spring 10 of an oscillator, shown in FIG. 1, formed by the parallel arrangement of at least two hairsprings 11, 12, forming at least two distinct parts of said return spring. By the expression “in parallel”, we mean an attachment of each of the at least two hairsprings on the one hand to the balance shaft 5, for example by means of one or more ferrules 6 connected at their central ends, and on the other hand to the balance bridge, not shown, for example by means of one or two pegs connected to their respective peripheral ends 15, 16. This angular return spring acts on a flywheel or balance 1, connected to the shaft 5 by arms 2. The assembly forms a mechanical oscillator. In this embodiment represented by FIG. 1, the two hairsprings 11, 12 form two separate parts which extend generally in two parallel planes. These parallel planes are also parallel to the plane of the pendulum 1 and perpendicular to the pendulum shaft 5. In addition, the two hairsprings 11, 12 are perfectly superimposed. Their two respective ends are superimposed in a direction parallel to the pendulum shaft 5. Alternatively, these ends could be offset. According to another variant, the two parallel hairsprings could only be partially superimposed. They can each include a number of equal or different turns. At least one of these two hairsprings in parallel further comprises at least two parts, not shown, assembled in series.

[0018] La fig. 3 illustre une variante de réalisation de ce premier mode de réalisation, dans laquelle les deux spiraux 11 ', 12' sont toujours agencés en parallèle, mais dans un même plan. Leurs deux extrémités centrales 13', 14' respectives sont fixées sur une même section de l’arbre 5' de balancier (dans un même plan perpendiculaire à l’arbre de balancier), en deux zones de liaison diamétralement opposées. Les deux extrémités périphériques 15', 16' se trouvent de même diamétralement opposées relativement à l’arbre 5' de balancier. Les deux spiraux 11', 12' sont ainsi intégralement positionnés dans un même plan perpendiculaire à l’arbre 5 de balancier. Ils sont imbriqués l’un dans l’autre. Leurs spires sont angulairement décalées de 180 degrés. En variante, les points d’attaches à l’arbre 5' de balancier peuvent être décalés d’un autre angle que 180 et/ou les deux extrémités périphériques 15', 16' peuvent être positionnées respectivement avec un angle différent de 180°. Au moins un de ces deux spiraux en parallèle comprend de plus au moins deux parties, non représentées, assemblées en série.[0018] FIG. 3 illustrates an alternative embodiment of this first embodiment, in which the two hairsprings 11 ′, 12 ′ are always arranged in parallel, but in the same plane. Their respective two central ends 13 ′, 14 ′ are fixed to the same section of the balance shaft 5 ′ (in the same plane perpendicular to the balance shaft), in two diametrically opposite connection zones. The two peripheral ends 15 ′, 16 ′ are likewise diametrically opposite relative to the balance shaft 5 ′. The two hairsprings 11 ′, 12 ′ are thus entirely positioned in the same plane perpendicular to the pendulum shaft 5. They are nested one inside the other. Their turns are angularly offset by 180 degrees. As a variant, the points of attachment to the balance shaft 5 ′ can be offset by an angle other than 180 and / or the two peripheral ends 15 ′, 16 ′ can be positioned respectively with an angle other than 180 °. At least one of these two hairsprings in parallel further comprises at least two parts, not shown, assembled in series.

[0019] Dans le cas de deux spiraux (ou spires ou portions de spire) agencés en parallèle, la contribution d’un spiral à la thermo-compensation est pondérée par sa contribution relative au couple de rappel, donc à la raideur angulaire.In the case of two hairsprings (or turns or portions of turns) arranged in parallel, the contribution of a hairspring to the thermo-compensation is weighted by its contribution relative to the return torque, therefore to the angular stiffness.

CH 714 706 A2 [0020] Le couple de rappel du ressort de rappel angulaire est la somme des couples des deux spiraux. La fréquence propre f de l’oscillateur peut alors s’écrire par l’équation suivante:CH 714 706 A2 The return torque of the angular return spring is the sum of the couples of the two hairsprings. The natural frequency f of the oscillator can then be written by the following equation:

CVS

I = mr2 et où I est l’inertie du balancier et Ci la raideur angulaire d’un spiral i.I = mr 2 and where I is the inertia of the balance and Ci the angular stiffness of a hairspring i.

[0021] L’inertie I du balancier et la raideur angulaire Ci du spiral i, qui est définie pour de la flexion pure, se calculent comme suit:The inertia I of the balance wheel and the angular stiffness Ci of the hairspring i, which is defined for pure bending, are calculated as follows:

Eie^hj lt où m est la masse du balancier, r le rayon de giration du balancier,Eie ^ hj l t where m is the mass of the pendulum, r the radius of gyration of the pendulum,

El le module élastique du matériau du spiral i, ei l’épaisseur de la lame du spiral i, hi la hauteur de la lame du spiral i, et II la longueur curviligne du spiral i.El the elastic modulus of the hairspring material i, ei the thickness of the hairspring blade i, hi the height of the hairspring blade i, and II the curvilinear length of hairspring i.

[0022] En introduisant les termes I et Ci dépendants de la température et en dérivant l’équation (1) par rapport à la température, on obtient - après réarrangement - l’équation suivante:By introducing the terms I and Ci dependent on the temperature and by deriving the equation (1) with respect to the temperature, we obtain - after rearrangement - the following equation:

df _ 1 / 1 y /1 dEi 3 de^ 1 dh, 1 dlt ~fdT ~ 2 l Σί J C‘ \Ë[~dT+ëi~dT+lïi~dr~TidTdf _ 1/1 y / 1 dEi 3 de ^ 1 dh, 1 dl t ~ fdT ~ 2 l Σί J C '\ Ë [~ dT + ëi ~ dT + lïi ~ dr ~ T i dT

[0023] En considérant des matériaux homogènes et isotropes, ou en utilisant pour chaque matériau un coefficient de dilatation apparent adapté, le coefficient de dilatation thermique des matériaux a = 1/x*dx/dT est identique pour les directions x explicitées ci-dessus (r, I, e et h). D’autre part, en définissant le terme CTE comme étant le coefficient thermique du module élastique 1/E.dE/dT, l’équation précédente peut être simplifiée comme suit:By considering homogeneous and isotropic materials, or by using for each material a suitable apparent coefficient of expansion, the coefficient of thermal expansion of the materials a = 1 / x * dx / dT is identical for the directions x explained above. (r, I, e and h). On the other hand, by defining the term CTE as being the thermal coefficient of the elastic modulus 1 / E.dE / dT, the previous equation can be simplified as follows:

IdfIdf

7dT7DT

Σ c^CTEi+~2α&αι ' i où as,i et abai sont respectivement les coefficients de dilatation thermique du spiral i et du balancier de l’oscillateur.Σ c ^ CTEi + ~ 2α & αι 'i where a s , i and a ba i are respectively the coefficients of thermal expansion of the hairspring i and the pendulum of the oscillator.

[0024] Dans le cas particulier du premier mode de réalisation comprenant deux spiraux (i = 2), l’équation précédente devient:In the particular case of the first embodiment comprising two hairsprings (i = 2), the above equation becomes:

idf fdTidf fdT

{CTE^3a^)^{CTE ^ 3a ^) ^

---—(CTE, + 3a,, + c/ 2 *2 ---— (CTE, + 3a ,, + c / 2 * 2

(2) [0025] La dilatation thermique abai du balancier étant connue et fonction du matériau employé, les matériaux des deux spiraux sont choisis de sorte à annuler cette équation (2).(2) The thermal expansion a ba i of the balance being known and depending on the material used, the materials of the two hairsprings are chosen so as to cancel this equation (2).

[0026] En remarque, dans le cas d’un matériau anisotrope, par exemple le silicium, le coefficient thermique varie selon la direction cristalline de la sollicitation du matériau et varie donc sur la longueur du spiral (ou de la spire ou portion de, spire). De même, dans le cas d’un matériau hétérogène, comme le silicium oxydé, le coefficient thermique varie à l’intérieur de la section de la lame. Un CTE équivalent ou apparent, connu de l’homme du métier, peut être ainsi considéré pour un spiral, ou une spire ou une portion de spire, formé en un matériau anisotrope et/ou hétérogène.Note, in the case of an anisotropic material, for example silicon, the thermal coefficient varies according to the crystal direction of the stress of the material and therefore varies over the length of the hairspring (or of the turn or portion of, turn). Likewise, in the case of a heterogeneous material, such as oxidized silicon, the thermal coefficient varies within the section of the blade. An equivalent or apparent CTE, known to a person skilled in the art, can thus be considered for a hairspring, or a turn or a portion of a turn, formed from an anisotropic and / or heterogeneous material.

Dans le cas d’un balancier en CuBe2, sachant que la dilatation thermique du CuBe2 est positive (+ 17 [ppm/°C]), il faut choisir les matériaux des deux spiraux de manière à ce qu’au moins un des deux termes CTE + 3as soit positif pour annuler l’équation, notamment qu’au moins un des deux termes CTE + 3as soit supérieur à au moins deux fois abai pour annuler l’équation. Il suffira ensuite d’ajuster les dimensions des deux spiraux, en particulier leur raideur angulaire, pour obtenir le résultat escompté, à savoir une thermo-compensation de l’oscillateur.In the case of a CuBe2 pendulum, knowing that the thermal expansion of CuBe2 is positive (+ 17 [ppm / ° C]), it is necessary to choose the materials of the two hairsprings so that at least one of the two terms CTE + 3a s is positive to cancel the equation, in particular that at least one of the two terms CTE + 3a s is greater than at least twice a ba i to cancel the equation. It will then suffice to adjust the dimensions of the two hairsprings, in particular their angular stiffness, to obtain the expected result, namely thermo-compensation of the oscillator.

[0027] A titre d’exemple, pour un oscillateur à 4 Hz, nous prenons d’abord un balancier en CuBe2 d’une inertie de 14 mg cm2. Ensuite, nous considérons un premier spiral en silicium monocristallin, découpé dans un plan {100}, de propriétés et dimensions suivantes: Emoyen = 148 MPa, a = 2.6 ppm/°C, CTE = - 64.3 ppm/°C, hauteur de 150 microns, longueur active de 150 mm. Nous considérons de plus un deuxième spiral agencé en parallèle, en SiO2 amorphe, et de propriétés et dimensions suivantes: E = 72.4 MPa, a = 0.382 ppm/°C, CTE = 210 ppm/°C, et de même hauteur et de même longueur active que le premier spiral. La fréquence de 4 Hz est obtenue en choisissant C1 + C2 = 8.84 10-7 Nm et laFor example, for an oscillator at 4 Hz, we first take a CuBe2 pendulum with an inertia of 14 mg cm 2 . Then, we consider a first spiral in monocrystalline silicon, cut in a plane {100}, of properties and following dimensions: Emoyen = 148 MPa, a = 2.6 ppm / ° C, CTE = - 64.3 ppm / ° C, height of 150 microns, active length of 150 mm. We also consider a second hairspring arranged in parallel, in amorphous SiO 2 , and with the following properties and dimensions: E = 72.4 MPa, a = 0.382 ppm / ° C, CTE = 210 ppm / ° C, and of the same height and same active length as the first hairspring. The frequency of 4 Hz is obtained by choosing C1 + C2 = 8.84 10 -7 Nm and the

CH 714 706 A2 thermo-compensation est alors assurée par le choix des épaisseurs de lame à 36.20 microns pour le silicium du premier spiral et à 36.73 microns pour l’oxyde de silicium du deuxième spiral.CH 714 706 A2 thermo-compensation is then ensured by the choice of blade thicknesses at 36.20 microns for the silicon of the first hairspring and at 36.73 microns for the silicon oxide of the second hairspring.

[0028] A titre de deuxième exemple, toujours pour un oscillateur à 4 Hz, si nous prenons un balancier en CuBe2 d’inertie 4.7 mg cm2 et une hauteur de 120 microns et une longueur de 110 mm pour chacun des deux spiraux, dans les mêmes matériaux que ci-dessus, l’équation (2) donne des épaisseurs de 24.44 microns pour le premier spiral en silicium et de 24.80 microns pour le deuxième spiral en SiO2 amorphe.As a second example, still for a 4 Hz oscillator, if we take a CuBe2 balance of inertia 4.7 mg cm 2 and a height of 120 microns and a length of 110 mm for each of the two hairsprings, in the same materials as above, equation (2) gives thicknesses of 24.44 microns for the first balance spring in silicon and of 24.80 microns for the second balance spring in amorphous SiO 2 .

[0029] Il existe naturellement une multitude de possibilités d’agencement en parallèle de deux spiraux, dont les dimensions sont différentes, de sorte à annuler l’équation (2) ci-dessus et à obtenir un oscillateur thermo-compensé.There are of course a multitude of possibilities for arranging two hairsprings in parallel, the dimensions of which are different, so as to cancel equation (2) above and to obtain a thermo-compensated oscillator.

[0030] Le deuxième mode de réalisation repose sur un ressort de rappel angulaire 20 d’un oscillateur, représenté par la fig. 2, formé par l’agencement en série d’au moins deux spires ou ensemble de spires ou portions de spires, que nous appellerons simplement au moins deux parties distinctes 21,22. Par «en série», nous entendons que les au moins deux parties distinctes sont assemblées l’une à l’autre par une de leurs extrémités. Une première partie 21 peut être attachée à l’arbre 5 de balancier, par son extrémité centrale 23, au moyen d’une virole 6, et au moins une deuxième partie 22 peut être attachée au pont par son extrémité périphérique 26, au moyen d’un piton 27. Les deux parties distinctes 21,22 sont fixées entre elles par leurs extrémités respectives périphérique 25 et centrale 24. Le ressort de rappel angulaire 20 obtenu prend ainsi la forme d’un seul spiral continu, s’étendant dans un plan perpendiculaire à l’arbre 5 de balancier.The second embodiment is based on an angular return spring 20 of an oscillator, shown in FIG. 2, formed by the series arrangement of at least two turns or set of turns or portions of turns, which we will simply call at least two separate parts 21,22. By "in series" we mean that the at least two separate parts are joined to each other by one of their ends. A first part 21 can be attached to the balance shaft 5, by its central end 23, by means of a ferrule 6, and at least a second part 22 can be attached to the bridge by its peripheral end 26, by means of 'a piton 27. The two distinct parts 21, 22 are fixed to each other by their respective peripheral 25 and central 24 ends. The angular return spring 20 thus obtained takes the form of a single continuous hairspring, extending in a plane perpendicular to the pendulum shaft 5.

[0031] La raideur angulaire en flexion pure d’une lame de rigidité non uniforme sur sa longueur L est décrite par l’équation suivante:The angular stiffness in pure bending of a blade of non-uniform stiffness over its length L is described by the following equation:

c =-----------------12 Jo £-(/)e3(Z)/i(0 dl [0032] Pour plusieurs parties distinctes i agencées en série, cette équation devient:c = ----------------- 12 Jo £ - (/) e 3 (Z) / i (0 dl [0032] For several distinct parts i arranged in series, this equation bECOMES:

ii

12ζ~~Ξ~Τ LiCi [0033] La fréquence f de l’oscillateur répond à l’équation:12ζ ~~ Ξ ~ Τ Li Ci [0033] The frequency f of the oscillator corresponds to the equation:

Idf _ 1 / ~fdT ~ 2I £Idf _ 1 / ~ fdT ~ 2I £

1 f 2π^Σ.£ [0034] Finalement, la dérivée de cette équation par rapport à la température aboutit à:1 f 2π ^ Σ. £ Finally, the derivative of this equation with respect to temperature results in:

~f ÇCTEi + 3as j) — 2abal [0035] Comme le mode de réalisation comprend deux parties distinctes, cette équation peut s’écrire:~ f ÇCTE i + 3a s j) - 2a bal [0035] As the embodiment comprises two distinct parts, this equation can be written:

Idf 1/ Cj X C< , \ 1 [0036] Dans le cas particulier d’un spiral formé par l’agencement en série de deux spires ou ensemble de spires ou portions de spires, la contribution de chaque partie à la thermo-compensation est pondérée par la raideur relative de l’autre partie.Idf 1 / Cj X C <, \ 1 In the particular case of a hairspring formed by the arrangement in series of two turns or set of turns or portions of turns, the contribution of each part to thermo-compensation is weighted by the relative stiffness of the other party.

La dilatation thermique «bai du balancier étant connue pour un matériau donné, les matériaux des deux parties distinctes sont choisis de sorte à annuler cette équation (3), de manière similaire au premier mode de réalisation.The thermal expansion “bay of the pendulum being known for a given material, the materials of the two distinct parts are chosen so as to cancel this equation (3), in a similar manner to the first embodiment.

[0037] Par exemple, si le balancier est en CuBe2, sachant que la dilatation thermique du CuBe2 est positive (+ 17 [ppm/ °C]), il faut choisir les matériaux des deux spiraux de manière à ce qu’au moins un des deux termes de forme CTE + 3as soit positif pour annuler l’équation (3), notamment qu’au moins un des deux termes CTE + 3as soit supérieur à au moins deux fois «bai pour annuler l’équation (3). Il suffira ensuite d’ajuster les dimensions des deux parties distinctes pour obtenir le résultat escompté, à savoir une thermo-compensation de l’oscillateur.For example, if the balance is made of CuBe2, knowing that the thermal expansion of CuBe2 is positive (+ 17 [ppm / ° C]), it is necessary to choose the materials of the two hairsprings so that at least one of the two terms of form CTE + 3a s is positive to cancel equation (3), in particular that at least one of the two terms CTE + 3a s is greater than at least twice "bai to cancel equation (3) . It will then suffice to adjust the dimensions of the two separate parts to obtain the expected result, namely thermo-compensation of the oscillator.

CH 714 706 A2 [0038] A titre d’exemple, nous reprenons ici un oscillateur à 4 Hz doté d’un balancieren CuBe2 d’une inertie de 14 mg cm2, tel que déjà décrit plus haut. Nous considérons de plus deux parties distinctes en série, comprenant une section identique de 150 microns de hauteur et de 40 microns d’épaisseur, l’une en silicium monocristallin découpé dans un plan {100}, de propriétés Emoyen = 148 MPa, a = 2.6 ppm/°C et CTE = -64.3 ppm/°C, et l’autre en SiO2 amorphe, de propriétés E = 72.4 MPa, a = 0.382 ppm/°C et CTE = 210 ppm/°C. L’équation (3) donne des longueurs curvilignes de portions de spires de 88.62 mm et 22.15 mm respectivement pour chacune des deux parties distinctes du ressort de rappel angulaire en série.CH 714 706 A2 By way of example, we here use a 4 Hz oscillator provided with a CuBe2 balance wheel with an inertia of 14 mg cm 2 , as already described above. We consider moreover two distinct parts in series, comprising an identical section of 150 microns in height and 40 microns in thickness, one in monocrystalline silicon cut in a plane {100}, of properties Emoyen = 148 MPa, a = 2.6 ppm / ° C and CTE = -64.3 ppm / ° C, and the other in amorphous SiO 2 , with properties E = 72.4 MPa, a = 0.382 ppm / ° C and CTE = 210 ppm / ° C. Equation (3) gives curvilinear lengths of turns portions of 88.62 mm and 22.15 mm respectively for each of the two distinct parts of the angular return spring in series.

[0039] Nous considérons un deuxième exemple toujours à une fréquence de 4 Hz avec un balancier en CuBe2, dont l’inertie est de 4.7 mg cm2 et par conséquent une raideur angulaire du spiral de 2.9688 10-7 N m. Nous imposons comme contrainte que la section (épaisseur et hauteur) des deux spires ou portions de spire soit constante et que la longueur active totale soit de 110 mm. La hauteur des deux portions de spire est de 120 microns. Dans ce cas, afin d’obtenir une thermo-compensation parfaite selon l’équation (3), l’épaisseur doit être de 29.88 microns pour chacune des portions de spire et les longueurs sont de 88.01 mm pour la première portion de spire en silicium et de 21.99 mm pour la deuxième portion de spire en oxyde de silicium.We consider a second example still at a frequency of 4 Hz with a CuBe2 balance, the inertia of 4.7 mg cm 2 and therefore an angular stiffness of the hairspring of 2.9688 10 -7 N m. We impose as a constraint that the section (thickness and height) of the two turns or portions of turns is constant and that the total active length is 110 mm. The height of the two turns is 120 microns. In this case, in order to obtain perfect thermo-compensation according to equation (3), the thickness must be 29.88 microns for each of the turns, and the lengths are 88.01 mm for the first portion of silicon. and 21.99 mm for the second portion of the silicon oxide coil.

[0040] Dans un troisième exemple, nous considérons un même balancier mais en imposant une rigidité en flexion constante le long du spiral, ainsi qu’une hauteur également uniforme de 120 microns sur toute la longueur du spiral. La longueur totale du spiral est également définie à 110 mm. Pour obtenir la thermo-compensation de l’oscillateur 4 Hz, la partie en silicium doit avoir une épaisseur de 28.05 microns et une longueur de 72.81 mm, alors que la partie en oxyde amorphe doit avoir une épaisseur de 35.60 microns et une longueur de 37.19 mm.In a third example, we consider the same pendulum but by imposing a constant bending stiffness along the hairspring, as well as an equally uniform height of 120 microns over the entire length of the hairspring. The total length of the balance spring is also defined at 110 mm. To obtain thermo-compensation of the 4 Hz oscillator, the silicon part must have a thickness of 28.05 microns and a length of 72.81 mm, while the amorphous oxide part must have a thickness of 35.60 microns and a length of 37.19 mm.

[0041] Cette variante de dimensionnement présente l’avantage de conférer au spiral un développement au cours de l’oscillation équivalent à celui d’un spiral plat de section constante et composé d’un seul matériau, qui est bien connu.This sizing variant has the advantage of giving the hairspring a development during the oscillation equivalent to that of a flat hairspring of constant section and composed of a single material, which is well known.

[0042] Naturellement, l’invention ne se limite pas aux deux modes de réalisation décrits ci-dessus, ni aux exemples détaillés, ni même aux équations simples mentionnées en amont. Chaque terme de ces équations, notamment le CTE, peut être remplacé par son équivalent prenant en compte des variations spatiales ou structurelles (matériau hétérogène, anisotrope, section non rectangulaire, section non régulière sur la longueur, hauteur de la lame) Il apparaît qu’il existe une multitude de possibilités pour dimensionner un ressort de rappel pour pièce d’horlogerie selon l’invention, permettant de thermo-compenser un oscillateur.Naturally, the invention is not limited to the two embodiments described above, nor to the detailed examples, nor even to the simple equations mentioned upstream. Each term of these equations, in particular the CTE, can be replaced by its equivalent taking into account spatial or structural variations (heterogeneous material, anisotropic, non-rectangular section, non-regular section along the length, height of the blade) It appears that there are a multitude of possibilities for dimensioning a return spring for a timepiece according to the invention, making it possible to thermo-compensate an oscillator.

[0043] Notamment, il est bien entendu possible, en variantes de réalisation, de réaliser un oscillateur comportant plus de deux parties distinctes, notamment trois ou quatre parties distinctes, dont au moins deux parties distinctes sont assemblées en série. De plus, ces parties distinctes peuvent être agencées en parallèle et/ou en série, afin de paramétrer au mieux le comportement thermique du ressort de rappel et de l’oscillateur. D’autre part, chaque partie distincte peut prendre différentes formes: un spiral, une ou plusieurs spires ou portions de spire, ces parties pouvant inclure des portions rectilignes. Dans le cas où chaque partie distincte est formée d’une ou plusieurs spires ou portions de spire, le ressort de rappel peut être qualifié de multi-spires.In particular, it is of course possible, in alternative embodiments, to produce an oscillator comprising more than two separate parts, in particular three or four separate parts, of which at least two separate parts are assembled in series. In addition, these separate parts can be arranged in parallel and / or in series, in order to best configure the thermal behavior of the return spring and the oscillator. On the other hand, each separate part can take different forms: a hairspring, one or more turns or portions of turns, these parts may include rectilinear portions. In the case where each separate part is formed by one or more turns or portions of turns, the return spring can be qualified as multi-turns.

[0044] D’autre part, les parties distinctes du ressort de rappel peuvent se trouver ou non dans un même plan. Une lame d’au moins une partie distincte du ressort de rappel, par exemple se présentant en forme de spires ou de portions de spire, peut présenter une section de toute forme, non nécessairement rectangulaire comme dans les modes de réalisation précédents. De plus, cette section peut rester constante sur toute sa longueur, ou au contraire varier. Enfin, le ressort de rappel peut se présenter sous la forme d’un spiral, comme envisagé dans les exemples précédents, ou en variante sous toute autre forme.On the other hand, the separate parts of the return spring may or may not be in the same plane. A blade of at least a separate part of the return spring, for example in the form of turns or portions of turns, may have a section of any shape, not necessarily rectangular as in the previous embodiments. In addition, this section can remain constant over its entire length, or on the contrary vary. Finally, the return spring can be in the form of a hairspring, as envisaged in the previous examples, or alternatively in any other form.

[0045] Nous entendons finalement par parties distinctes du ressort de rappel deux éléments distincts, qui sont positionnés dans un même agencement pour former ensemble le ressort de rappel. Dans cet agencement, ces parties distinctes participent ainsi de manière complémentaire à la même fonction de ressort de rappel, tout en apportant un effet de thermocompensation de l’oscillateur. Ces parties distinctes peuvent être assemblées l’une à l’autre par tout moyen de fixation, ou simplement positionnées à proximité. Dans tous les cas, ces parties distinctes sont agencées de sorte à pouvoir coopérer avec un même volant d’inertie, et former un seul oscillateur de pièce d’horlogerie. Ces parties distinctes ne sont donc pas simplement deux zones d’un même ressort qui serait monobloc, indissociable, et/ou monolithique, même si ces deux zones peuvent présenter des matériaux différents.We finally mean by separate parts of the return spring two separate elements, which are positioned in the same arrangement to together form the return spring. In this arrangement, these separate parts thus participate in a complementary manner in the same return spring function, while providing a thermocompensation effect of the oscillator. These separate parts can be assembled to each other by any means of attachment, or simply positioned nearby. In all cases, these separate parts are arranged so as to be able to cooperate with the same flywheel, and form a single timepiece oscillator. These separate parts are therefore not simply two zones of the same spring which would be in one piece, inseparable, and / or monolithic, even if these two zones may have different materials.

[0046] Par définition de ces parties distinctes, l’invention permet donc la mise en oeuvre d’un procédé de fabrication d’un ressort de rappel qui peut comprendre une étape de fabrication séparée, indépendante, d’au moins deux parties distinctes, puis une étape d’assemblage de ces au moins deux parties distinctes, éventuellement par une liaison ou fixation entre elles, dans un même agencement, pour former un ressort de rappel, plus particulièrement un ressort de rappel angulaire, destiné à coopérer avec un même volant d’inertie. En alternative, l’invention permet la mise en oeuvre d’un procédé de fabrication d’un ressort de rappel d’un seul tenant résultant, par exemple, du gravage de deux wafers de deux matériaux distincts préalablement solidarisés.By definition of these separate parts, the invention therefore allows the implementation of a method of manufacturing a return spring which may include a separate, independent manufacturing step, of at least two separate parts, then a step of assembling these at least two distinct parts, optionally by a connection or fixing to one another, in the same arrangement, to form a return spring, more particularly an angular return spring, intended to cooperate with the same flywheel inertia. Alternatively, the invention allows the implementation of a method of manufacturing a return spring in one piece resulting, for example, from the engraving of two wafers of two separate materials previously joined together.

[0047] Avantageusement, au moins deux parties distinctes du ressort de rappel angulaire se présentent en deux matériaux différents. Une partie distincte peut être monobloc. Elle peut être en un seul matériau, ou comprendre plusieurs matériaux différents, par exemple comprendre des zones en matériaux différents.Advantageously, at least two separate parts of the angular return spring are made of two different materials. A separate part can be in one piece. It can be made of a single material, or comprise several different materials, for example comprising zones made of different materials.

Claims (11)

CH 714 706 A2 [0048] Dans tous les cas, le ressort de rappel de l’invention comprend au moins deux parties distinctes dont les variations de raideur angulaire Ci en fonction de la température, CTE + 3as, sont différentes, de sorte que ledit oscillateur comprenant ce ressort de rappel d’une pièce d’horlogerie est thermo-compensé.CH 714 706 A2 In all cases, the return spring of the invention comprises at least two separate parts whose variations in angular stiffness Ci as a function of the temperature, CTE + 3a s , are different, so that said oscillator comprising this return spring of a timepiece is thermally compensated. [0049] Naturellement, une partie distincte du ressort de rappel peut se trouver dans tout autre matériau. De préférence, un matériau insensible aux champs magnétiques est privilégié, pour éviter des perturbations de la marche liées à l’aimantation résiduelle des composants soumis à un champ magnétique.Naturally, a separate part of the return spring can be found in any other material. Preferably, a material insensitive to magnetic fields is preferred, in order to avoid disturbances in walking linked to the residual magnetization of the components subjected to a magnetic field. [0050] Au moins une partie distincte du ressort de rappel peut comprendre tout ou partie du silicium monocristallin, du silicium polycristallin, du silicium amorphe, du quartz, de l’oxyde de silicium amorphe, du silicium dopé, du silicium poreux, un alliage à base de Fe-Ni possédant un coefficient thermique du module de Young (ci-après CTE) positif, et/ou un alliage Nb-Zr-O.At least a separate part of the return spring may include all or part of the monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, quartz, amorphous silicon oxide, doped silicon, porous silicon, an alloy based on Fe-Ni having a positive Young's modulus (hereinafter CTE) thermal coefficient, and / or an Nb-Zr-O alloy. [0051] Au moins une partie distincte du ressort de rappel peut comprendre un ou des matériaux isotropes. En variante, elle peut comprendre un matériau anisotrope, par exemple le silicium, dont le coefficient thermique varie selon la direction cristalline de la sollicitation du matériau et varie donc sur la longueur du spiral. Le silicium peut, par exemple, être revêtu d’une couche d’oxyde de silicium. Dans le cas d’un matériau hétérogène comme le silicium oxydé, le coefficient thermique varie à l’intérieur de la section de la lame du ressort de rappel. Un CTE équivalent ou apparent, connu de l’homme du métier, est ainsi considéré pour une partie distincte du ressort de rappel formée en un matériau anisotrope et/ou hétérogène, et les calculs précédents restent applicables sur cette base.At least a separate part of the return spring may include one or more isotropic materials. As a variant, it may comprise an anisotropic material, for example silicon, the thermal coefficient of which varies according to the crystal direction of the stress of the material and therefore varies over the length of the hairspring. Silicon can, for example, be coated with a layer of silicon oxide. In the case of a heterogeneous material such as oxidized silicon, the thermal coefficient varies inside the section of the leaf of the return spring. An equivalent or apparent CTE, known to a person skilled in the art, is thus considered for a separate part of the return spring formed from an anisotropic and / or heterogeneous material, and the above calculations remain applicable on this basis. [0052] L’invention porte aussi sur un oscillateur de pièce d’horlogerie, un mouvement de pièce d’horlogerie et une pièce d’horlogerie, comme une montre, par exemple une montre-bracelet, comprenant un ressort de rappel tel que décrit précédemment.The invention also relates to a timepiece oscillator, a timepiece movement and a timepiece, such as a watch, for example a wristwatch, comprising a return spring as described. previously. [0053] Le balancier est par exemple réalisé en un alliage cuivre-béryllium, de manière connue (aussi appelé simplement alliage CuBe2), comme cela a été illustré dans les modes de réalisation précédents. En variante, d’autres matériaux peuvent être utilisés pour le balancier.The balance is for example made of a copper-beryllium alloy, in a known manner (also called simply CuBe2 alloy), as has been illustrated in the previous embodiments. Alternatively, other materials can be used for the pendulum. Revendicationsclaims 1. Ressort de rappel angulaire (10, 10'; 20) destiné à un assemblage avec un volant d’inertie (1) pour former un oscillateur d’une pièce d’horlogerie, caractérisé en ce qu’il comprend un agencement d’au moins deux parties distinctes (11, 12; 11 ', 12'; 21, 22), assemblées en série, dont les variations de raideur angulaire Ci en fonction de la température sont différentes, de manière apte à thermo-compenser ledit oscillateur d’une pièce d’horlogerie.1. Angular return spring (10, 10 '; 20) intended for assembly with a flywheel (1) to form an oscillator of a timepiece, characterized in that it comprises an arrangement of at least two distinct parts (11, 12; 11 ', 12'; 21, 22), assembled in series, whose angular stiffness variations Ci as a function of the temperature are different, so as to thermo-compensate said oscillator d 'a timepiece. 2. Ressort de rappel angulaire (10, 10'; 20) selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les au moins deux parties distinctes (11, 12; 11', 12'; 21, 22) se présentent en deux matériaux différents ou combinaisons différentes de plusieurs matériaux.2. angular return spring (10, 10 '; 20) according to the preceding claim, characterized in that the at least two separate parts (11, 12; 11', 12 '; 21, 22) are made of two different materials or different combinations of several materials. 3. Ressort de rappel angulaire (10, 10'; 20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins deux des parties distinctes (11, 12; 11 ', 12'; 21, 22) présentent des variations de la raideur angulaire Ci en fonction de la température de signes opposés.3. Angular return spring (10, 10 '; 20) according to one of the preceding claims, characterized in that at least two of the separate parts (11, 12; 11', 12 '; 21, 22) have variations in the angular stiffness Ci as a function of the temperature of opposite signs. 4. Ressort de rappel angulaire (10,10'; 20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins deux parties distinctes (11, 12; 11', 12'; 21, 22) en des matériaux choisis notamment parmi du silicium monocristallin, du silicium polycristallin, du silicium amorphe, du quartz, de l’oxyde de silicium amorphe, du silicium dopé, du silicium poreux.4. Angular return spring (10,10 '; 20) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least two separate parts (11, 12; 11', 12 '; 21, 22) in materials chosen in particular from monocrystalline silicon, polycrystalline silicon, amorphous silicon, quartz, amorphous silicon oxide, doped silicon, porous silicon. 5. Ressort de rappel angulaire (10, 10') selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend de plus au moins deux parties distinctes (11, 12; 11 ’, 12') assemblées en parallèle.5. Angular return spring (10, 10 ') according to one of the preceding claims, characterized in that it further comprises at least two separate parts (11, 12; 11 ’, 12') assembled in parallel. 6. Ressort de rappel angulaire (10') selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comporte au moins deux parties distinctes (11', 12') agencées en parallèle comprenant des lames situées dans un même plan.6. Angular return spring (10 ') according to the preceding claim, characterized in that it comprises at least two separate parts (11', 12 ') arranged in parallel comprising blades located in the same plane. 7. Ressort de rappel angulaire (10, 10'; 20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les au moins deux parties distinctes (11, 12; 11', 12'; 21, 22) se présentent sous la forme de ressorts spiraux, d’une ou plusieurs spires, de lames rectilignes, ou d’une combinaison de ressorts spiraux et de lames rectilignes.7. angular return spring (10, 10 '; 20) according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two distinct parts (11, 12; 11', 12 '; 21, 22) are present under the form of spiral springs, one or more turns, rectilinear blades, or a combination of spiral springs and rectilinear blades. 8. Ressort de rappel angulaire (10,10'; 20) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une partie distincte qui comporte une section variant sur la longueur de ladite partie distincte.8. Angular return spring (10,10 '; 20) according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises at least one separate part which has a section varying along the length of said separate part. 9. Oscillateur pour pièce d’horlogerie comportant un ressort de rappel angulaire (10, 10'; 20) selon l’une des revendications précédentes.9. Oscillator for a timepiece comprising an angular return spring (10, 10 '; 20) according to one of the preceding claims. 10. Oscillateur selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu’il comprend un balancier et un ressort de rappel angulaire (10,10') comprenant au moins deux parties distinctes (11,12; 11 ’, 12') agencées en parallèle et présentant des raideurs angulaires Ci qui respectent sensiblement les deux équations suivantes:10. Oscillator according to the preceding claim, characterized in that it comprises a balance and an angular return spring (10,10 ') comprising at least two distinct parts (11,12; 11', 12 ') arranged in parallel and having angular stiffness Ci which substantially respect the following two equations: CH 714 706 A2CH 714 706 A2 1 Ec\1 Ec \ 2,-rJ l ~ = i (ς?ς + 3tï-·) - 2a^ô où f est la fréquence propre de l’oscillateur,2, -rJ l ~ = i (ς? Σ + 3tï - ·) - 2a ^ ô where f is the natural frequency of the oscillator, I est l’inertie du balancier,I is the inertia of the pendulum, CTE, représente le coefficient thermique du module élastique de la partie distincte i, as,i représente le coefficient de dilatation thermique de la partie distincte i, otbai représente le coefficient de dilatation thermique du balancier de l’oscillateur.CTE, represents the thermal coefficient of the elastic modulus of the distinct part i, a s , i represents the coefficient of thermal expansion of the distinct part i, otbai represents the coefficient of thermal expansion of the pendulum of the oscillator. 11. Oscillateur selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu’il comprend un balancier (1) et un ressort de rappel angulaire (10, 10'; 20) comprenant au moins deux parties distinctes agencées en série (21, 22) et présentant des raideurs angulaires Ci qui respectent sensiblement les deux équations suivantes:11. Oscillator according to claim 9 or 10, characterized in that it comprises a balance (1) and an angular return spring (10, 10 '; 20) comprising at least two distinct parts arranged in series (21, 22) and having angular stiffness Ci which substantially respect the following two equations: 1 df 1 / 1 v-» 1\1 df 1/1 v- »1 \ 7 ïït ~ 2 ( τζΣ c; ^CTEi + 3a^ ~2abal \ Li ri/ \ H/7 ïït ~ 2 (τζΣ c; ^ CTEi + 3a ^ ~ 2abal \ Li ri / \ H /
CH00249/18A 2018-03-01 2018-03-01 Angular return spring for thermo-compensated oscillator. CH714706B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00249/18A CH714706B1 (en) 2018-03-01 2018-03-01 Angular return spring for thermo-compensated oscillator.
JP2019000741U JP3222608U (en) 2018-03-01 2019-03-01 Angle return spring for heat-compensated vibrator
CN201920272976.2U CN210742683U (en) 2018-03-01 2019-03-01 Angle return spring, oscillator, and timepiece

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH00249/18A CH714706B1 (en) 2018-03-01 2018-03-01 Angular return spring for thermo-compensated oscillator.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CH714706A2 true CH714706A2 (en) 2019-09-13
CH714706B1 CH714706B1 (en) 2022-02-28

Family

ID=67910505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH00249/18A CH714706B1 (en) 2018-03-01 2018-03-01 Angular return spring for thermo-compensated oscillator.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH714706B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CH714706B1 (en) 2022-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2215531B1 (en) Mechanical oscillator having an optimized thermoelastic coefficient
EP3548973B1 (en) Device for timepiece, clockwork mechanism and timepiece comprising such a device.
CH700059A2 (en) Curve elevation hairspring i.e. Breguet hairspring, for movement of timepiece, has elevation device placed between external spire and terminal curve, and two unique parts integrated for increasing precision of development of hairspring
EP2407831A1 (en) Hairspring for oscillator balance of a clock piece and method for manufacturing same
WO2004063822A1 (en) Clock watch movement regulating member assembly
EP2233989A1 (en) Hairspring and its index-assembly
EP2690506B1 (en) Anti-tripping clock hairspring
EP3555708B1 (en) Timepiece component with a flexible pivot
EP3792700B1 (en) Timepiece oscillator with flexible pivot
EP3430479B1 (en) Device for a timepiece, timepiece movement and timepiece comprising a device of said type
EP2908183B1 (en) Clock hairspring
EP3707565B1 (en) Device for guiding the rotation of a mobile component
CH714706A2 (en) Angular return spring for thermo-compensated oscillator.
CH714704A2 (en) Angular return spring for thermo-compensated oscillator
CH714705A2 (en) Angular return spring for thermo-compensated oscillator.
EP3534222A1 (en) Method for producing a thermally compensated oscillator
CH710866A2 (en) Sprung balance self-compensated for the clock movement.
CH700653A2 (en) Flat spiral spring for use in e.g. timepiece, has oblong opening provided to receive regulating element whose position is movable in opening, where radius of curvature of opening is equal to that of outer turn of spring
EP3047337B1 (en) Mechanical oscillator for clockwork and method for manufacturing the same
WO2022009102A1 (en) Timepiece oscillator with flexible pivot
EP3839651A1 (en) Mechanical timepiece oscillator with flexible guide
CH717283B1 (en) Watch assembly comprising an oscillating element and an escapement.
CH703414A2 (en) Balance spring for forming sprung balance resonator of mechanical watch, has hair springs whose curves correspond to specific relation so as to reduce displacements of center of mass of balance spring during contraction and expansion
CH704649B1 (en) Oscillating element for clock-setting device.
EP4332686A1 (en) Hairspring for balance-hairspring assembly of a clock movement