CH719315B1 - Assembly comprising a rotating mobile made of non-magnetic material and a bearing fitted with a cone. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un ensemble (10), notamment pour une pièce d'horlogerie, comprenant un mobile tournant et un coussinet, telle une pierre (20), le mobile tournant étant muni d'au moins un pivot (17) comportant au moins en partie un matériau amagnétique, de préférence en totalité, le coussinet comportant une face (6) pourvue d'un trou (8) formé dans le corps du coussinet et d'une géométrie fonctionnelle à l'entrée du trou (8) caractérisé en ce que la géométrie fonctionnelle a une forme de cône (12), en ce que le matériau amagnétique du pivot (17) comprend un alliage à choisir parmi des matériaux à base de cuivre, des matériaux à base de palladium, ou des matériaux à base d'aluminium, et en ce qu'au moins une partie de la surface externe du pivot (17) est recouverte d'une couche (34-) de Ni ou de NiP.The invention relates to an assembly (10), in particular for a timepiece, comprising a rotating mobile and a bearing, such as a stone (20), the rotating mobile being provided with at least one pivot (17) comprising at least partly a non-magnetic material, preferably entirely, the bearing comprising a face (6) provided with a hole (8) formed in the body of the bearing and a functional geometry at the entrance to the hole (8) characterized in that the functional geometry has a cone shape (12), in that the non-magnetic material of the pivot (17) comprises an alloy to be chosen from copper-based materials, palladium-based materials, or materials based on of aluminum, and in that at least part of the external surface of the pivot (17) is covered with a layer (34-) of Ni or NiP.
Description
Domaine technique de l'inventionTechnical field of the invention
[0001] L'invention porte sur un ensemble comprenant un mobile tournant muni d'un pivot en matériau amagnétique et un coussinet muni d'un cône, notamment pour une pièce d'horlogerie. [0001] The invention relates to an assembly comprising a rotating mobile provided with a pivot made of non-magnetic material and a bearing provided with a cone, in particular for a timepiece.
[0002] L'invention porte également sur une pièce d'horlogerie comportant un tel ensemble. [0002] The invention also relates to a timepiece comprising such an assembly.
Arrière-plan technologiqueTechnology background
[0003] Dans l'état de la technique de l'horlogerie, les mobiles tournants, tels que des balanciers, comportent généralement deux pivots dont les extrémités sont insérées dans des pierres pour pouvoir tourner. Généralement, on utilise des pierres de type rubis ou saphir, pour former des contre-pivots ou des éléments de guidage appelés coussinets. Les coussinets peuvent aussi être métalliques. Ces contre-pivots et éléments de guidage sont destinés à entrer en contact avec les pivots afin de rendre ces derniers mobiles en rotation et ce, avec un frottement minimal. Ainsi, ils forment, par exemple, tout ou partie d'un palier de l'arbre du mobile monté en rotation. [0003] In the state of the art of watchmaking, rotating mobiles, such as pendulums, generally comprise two pivots whose ends are inserted into stones in order to be able to rotate. Generally, ruby or sapphire type stones are used to form counter-pivots or guiding elements called bearings. The pads can also be metallic. These counter-pivots and guide elements are intended to come into contact with the pivots in order to make the latter movable in rotation, with minimal friction. Thus, they form, for example, all or part of a bearing of the mobile shaft mounted in rotation.
[0004] Les pierres servant d'élément de guidage en rotation d'un pivot ont, généralement, un trou traversant dans lequel le pivot est inséré pour prendre appui sur un contre-pivot. Il est connu de former une creusure sensiblement hémisphérique autour du trou sur la face d'insertion du pivot pour faciliter l'insertion du pivot. En outre, la creusure permet de remettre le pivot en place au cas où ce dernier sortirait à cause d'un choc. The stones serving as an element for guiding the rotation of a pivot generally have a through hole in which the pivot is inserted to rest on a counter-pivot. It is known to form a substantially hemispherical recess around the hole on the insertion face of the pivot to facilitate insertion of the pivot. In addition, the recess allows the pivot to be put back in place in the event that it comes out due to an impact.
[0005] La figure 1 est un exemple de l'art antérieur, d'un ensemble 1 comprenant une pierre 2 munie d'un trou 3 et d'une creusure hémisphérique 4 formant l'entrée du trou 3. L'ensemble 1 comprend encore un pivot 7 configuré pour être inséré dans le trou 3 afin de permettre la rotation d'un élément mobile, non représenté dans son ensemble sur la figure. [0005] Figure 1 is an example of the prior art, of a set 1 comprising a stone 2 provided with a hole 3 and a hemispherical recess 4 forming the entrance to the hole 3. Set 1 includes again a pivot 7 configured to be inserted into the hole 3 in order to allow the rotation of a movable element, not shown as a whole in the figure.
[0006] Le pivot au sein de l'ensemble doit répondre à plusieurs critères. Il doit remplir sa fonction avec un frottement minimal tout en étant résistant au champ magnétique, c.à.d. en d'autres mots qu'il doit être réalisé dans un matériau amagnétique. Remplir sa fonction avec un frottement minimal requiert que le pivot conserve sa forme géométrique initiale tout au long de son utilisation. Cela implique qu'il soit résistant à l'usure et aux chocs pour éviter de se déformer et de perdre de la matière. [0006] The pivot within the assembly must meet several criteria. It must perform its function with minimal friction while being resistant to the magnetic field, i.e. in other words that it must be made of a non-magnetic material. Fulfilling its function with minimal friction requires that the pivot maintain its initial geometric shape throughout its use. This implies that it is resistant to wear and impact to avoid deformation and loss of material.
[0007] Les matériaux couramment utilisés pour leurs propriétés amagnétiques sont généralement mous avec pour corollaire une faible résistance à l'usure. L'utilisation de matériaux mous a également un impact négatif sur la résistance aux chocs dans les constructions actuelles de mobiles tournants tels que montré à la figure 1 et décrit précédemment. Avec la creusure hémisphérique, une arête saillante est présente au bord du trou, de sorte qu'un pivot fait d'un matériau amagnétique mou peut être abîmé par ladite arête, lorsque le pivot sort du trou et y rentre à nouveau, par exemple sous l'effet d'un choc. Après plusieurs chocs de ce type, le pivot subit rapidement des déformations, qui auront des répercussions sur la précision du mouvement par la suite. [0007] The materials commonly used for their non-magnetic properties are generally soft with the corollary of low resistance to wear. The use of soft materials also has a negative impact on the impact resistance in current constructions of rotating mobiles as shown in Figure 1 and described previously. With the hemispherical recess, a projecting edge is present at the edge of the hole, so that a pivot made of a soft non-magnetic material can be damaged by said edge, when the pivot exits the hole and re-enters it again, for example under the effect of a shock. After several shocks of this type, the pivot quickly undergoes deformation, which will have repercussions on the precision of the movement subsequently.
Résumé de l'inventionSummary of the invention
[0008] Le but de la présente invention est de pallier aux inconvénients cités précédemment, en proposant un ensemble muni d'un pivot répondant aux critères antagonistes de résistance aux chocs et à l'usure sur des matériaux amagnétiques qui sont mous. Ces critères sont remplis en choisissant avec soin les matériaux constituant le pivot et la géométrie de la creusure formant l'entrée du trou. [0008] The aim of the present invention is to overcome the drawbacks mentioned above, by proposing an assembly provided with a pivot meeting the antagonistic criteria of resistance to shock and wear on non-magnetic materials which are soft. These criteria are met by carefully choosing the materials constituting the pivot and the geometry of the recess forming the entrance to the hole.
[0009] À cet effet, l'ensemble est remarquable en ce que la géométrie, qu'on qualifiera de géométrie fonctionnelle, a une forme de cône, et en ce que le volume, qu'on peut également qualifier de corps par opposition à la surface, du pivot est réalisé dans un matériau amagnétique et en ce que le pivot est recouvert au moins sur une partie de sa surface externe d'un revêtement qui va assurer la résistance à l'usure. [0009] For this purpose, the whole is remarkable in that the geometry, which we will describe as functional geometry, has a cone shape, and in that the volume, which can also be described as a body as opposed to the surface of the pivot is made of a non-magnetic material and in that the pivot is covered at least on part of its external surface with a coating which will ensure resistance to wear.
[0010] Le matériau amagnétique est un alliage choisi parmi des matériaux à base de cuivre, des matériaux à base de palladium et des matériaux à base d'aluminium. Ce matériau amagnétique mou constituant le coeur du pivot est recouvert d'une couche de Ni ou NiP qui va garantir la résistance à l'usure. The non-magnetic material is an alloy chosen from copper-based materials, palladium-based materials and aluminum-based materials. This soft non-magnetic material constituting the heart of the pivot is covered with a layer of Ni or NiP which will guarantee resistance to wear.
[0011] L'entrée conique du trou permet d'éviter de déformer le pivot réalisé avec le matériau amagnétique recouvert avec la couche dure en cas de chocs. En effet, l'arête bordant le trou et le cône est beaucoup moins saillante, de sorte que le pivot ne sera pas endommagé s'il sort du trou et y rentre à nouveau suite à un choc. En outre les matériaux tels que les alliages à base de cuivre, à base de palladium, ou à base d'aluminium sont particulièrement bien adaptés pour cette utilisation. [0011] The conical entry of the hole makes it possible to avoid deforming the pivot made with the non-magnetic material covered with the hard layer in the event of impacts. In fact, the edge bordering the hole and the cone is much less protruding, so that the pivot will not be damaged if it leaves the hole and re-enters it following an impact. In addition, materials such as alloys based on copper, based on palladium, or based on aluminum are particularly well suited for this use.
[0012] Ainsi, la géométrie particulière de l'entrée du trou combinée à la couche en Ni ou NiP recouvrant le pivot permet de maintenir en utilisation la forme géométrique du pivot, et par conséquent la constance des performances chronométriques dans le temps. Le choix du matériau amagnétique dans lequel est réalisé le volume du pivot permet de garantir l'insensibilité au champ magnétique et par là-même la précision du mouvement. [0012] Thus, the particular geometry of the entrance to the hole combined with the Ni or NiP layer covering the pivot makes it possible to maintain in use the geometric shape of the pivot, and consequently the consistency of the chronometric performances over time. The choice of the non-magnetic material in which the volume of the pivot is made guarantees insensitivity to the magnetic field and thereby the precision of the movement.
[0013] Plus précisément, la présente invention se rapporte à un ensemble, notamment pour une pièce d'horlogerie, comprenant un mobile tournant et un coussinet, telle une pierre, le mobile tournant étant muni d'au moins un pivot comportant au moins en partie un matériau amagnétique, de préférence en totalité, le coussinet comportant une face pourvue d'un trou formé dans le corps du coussinet et d'une géométrie fonctionnelle à l'entrée du trou, caractérisé en ce que la géométrie fonctionnelle a une forme de cône, en ce que le matériau amagnétique du pivot comprend un alliage à choisir parmi des matériaux à base de cuivre, des matériaux à base de palladium, ou des matériaux à base d'aluminium, et en ce qu'au moins une partie de la surface externe du pivot est recouverte d'une couche de Ni ou de NiP, de préférence d'une couche de NiP chimique. [0013] More precisely, the present invention relates to an assembly, in particular for a timepiece, comprising a rotating mobile and a bearing, such as a stone, the rotating mobile being provided with at least one pivot comprising at least in part a non-magnetic material, preferably entirely, the bearing comprising a face provided with a hole formed in the body of the bearing and a functional geometry at the entrance to the hole, characterized in that the functional geometry has a shape of cone, in that the non-magnetic material of the pivot comprises an alloy to be chosen from copper-based materials, palladium-based materials, or aluminum-based materials, and in that at least part of the external surface of the pivot is covered with a layer of Ni or NiP, preferably with a layer of chemical NiP.
[0014] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique a une dureté Vickers inférieure à 500 HV, de préférence inférieure à 450 HV, voire inférieure à 400 HV. [0014] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material has a Vickers hardness of less than 500 HV, preferably less than 450 HV, or even less than 400 HV.
[0015] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage à base de cuivre de type CuBe2. [0015] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is a copper-based alloy of the CuBe2 type.
[0016] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage à base de palladium comprenant en poids : – entre 25% et 55% de palladium, – entre 25% et 55% d'argent, – entre 10% et 30% de cuivre, – entre 0,5% et 5% de zinc, – de l'or et du platine avec un pourcentage total de ces deux éléments compris entre 5% et 25%, – entre 0% et 1% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le bore et le nickel, le pourcentage entre 0% et 1% couvrant le total du bore et du nickel, – entre 0% et 3% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le rhénium et le ruthénium, le pourcentage entre 0% et 3% couvrant le total du rhénium et du ruthénium, – entre 0% et 0,1% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi l'iridium, l'osmium, et le rhodium, le pourcentage entre 0% et 0,1% couvrant le total de l'iridium, de l'osmium et du rhodium, et – au maximum 0,2% d'impuretés éventuelles, les teneurs respectives des éléments étant telles qu'additionnées entre elles, elles atteignent 100%.[0016] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is a palladium-based alloy comprising by weight: – between 25% and 55% palladium, – between 25% and 55% silver, – between 10% and 30% copper, – between 0.5% and 5% zinc, – gold and platinum with a total percentage of these two elements between 5% and 25%, – between 0% and 1% of one or more elements chosen from boron and nickel, the percentage between 0% and 1% covering the total boron and nickel, – between 0% and 3% of one or more elements chosen from rhenium and ruthenium, the percentage between 0% and 3% covering the total rhenium and ruthenium, – between 0% and 0.1% of one or more elements chosen from iridium, osmium, and rhodium, the percentage between 0% and 0.1% covering the total of iridium, osmium and rhodium, and – a maximum of 0.2% of possible impurities, the respective contents of the elements being as added between they reach 100%.
[0017] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : entre 30% et 40% de palladium, entre 25% et 35% d'argent, entre 10% et 18% de cuivre, entre 0,5% et 1,5% de zinc, et l'alliage comprend en poids de l'or et du platine avec un pourcentage total de ces deux éléments compris entre 16% et 24%. [0017] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: between 30% and 40% palladium, between 25% and 35% silver, between 10% and 18% copper, between 0.5% and 1.5% zinc, and the alloy comprises by weight gold and platinum with a total percentage of these two elements between 16% and 24%.
[0018] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 34% et 36% de palladium, – entre 29% et 31 % d'argent, – entre 13,5% et 14,5% de cuivre, – entre 0,8% et 1,2% de zinc, – entre 9,5% et 10,5% d'or, – entre 9,5% et 10,5% de platine, – entre 0% et 0,1% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi l'iridium, l'osmium, le rhodium et le ruthénium, le pourcentage entre 0% et 0,1% couvrant le total de l'iridium, de l'osmium, du rhodium et du ruthénium, – au maximum 0,2% d'impuretés éventuelles, les teneurs respectives des éléments étant telles qu'additionnées entre elles, elles atteignent 100%.[0018] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 34% and 36% palladium, – between 29% and 31% silver, – between 13.5 % and 14.5% copper, – between 0.8% and 1.2% zinc, – between 9.5% and 10.5% gold, – between 9.5% and 10.5% platinum, – between 0% and 0.1% of one or more elements chosen from iridium, osmium, rhodium and ruthenium, the percentage between 0% and 0.1% covering the total iridium , osmium, rhodium and ruthenium, – a maximum of 0.2% of possible impurities, the respective contents of the elements being such that when added together, they reach 100%.
[0019] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage à base de palladium comprenant en poids : – entre 25% et 55% de palladium, – entre 25% et 55% d'argent, – entre 10% et 30% de cuivre, – entre 0% et 5% de zinc, – entre 0% et 2% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le rhénium, le ruthénium, l'or et le platine, le pourcentage entre 0% et 2% couvrant le total du rhénium, du ruthénium, de l'or et du platine, – entre 0% et 1 % d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le bore et le nickel, le pourcentage entre 0% et 1% couvrant le total du bore et du nickel, – au maximum 0,2% d'impuretés éventuelles, les teneurs respectives des éléments étant telles qu'additionnées entre elles, elles atteignent 100%.[0019] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is a palladium-based alloy comprising by weight: – between 25% and 55% palladium, – between 25% and 55% silver, – between 10% and 30% copper, – between 0% and 5% zinc, – between 0% and 2% of one or more elements chosen from rhenium, ruthenium, gold and platinum, the percentage between 0% and 2% covering the total of rhenium, ruthenium, gold and platinum, – between 0% and 1% of one or more elements chosen from boron and nickel, the percentage between 0% and 1 % covering the total boron and nickel, – maximum 0.2% of possible impurities, the respective contents of the elements being such that when added together, they reach 100%.
[0020] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids entre 38% et 43% de palladium, entre 35% et 40% d'argent, entre 18% et 23% de cuivre, et entre 0,5% et 1,5% de zinc. [0020] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight between 38% and 43% palladium, between 35% and 40% silver, between 18% and 23% copper , and between 0.5% and 1.5% zinc.
[0021] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage à base d'aluminium comprenant en poids : – entre 83% et 94,5% d'aluminium, – entre 4% et 7% de zinc, – entre 1% et 4% de magnésium, – entre 0,5% et 3% de cuivre, – entre 0% et 3% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le chrome, le silicium, le manganèse, le titane et le fer, le pourcentage entre 0% et 3% couvrant le total du chrome, du silicium, du manganèse, du titane et du fer, – au maximum 0,2% d'impuretés éventuelles, les teneurs respectives des éléments étant telles qu'additionnées entre elles, elles atteignent 100%.[0021] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is an aluminum-based alloy comprising by weight: – between 83% and 94.5% aluminum, – between 4% and 7% zinc, – between 1% and 4% magnesium, – between 0.5% and 3% copper, – between 0% and 3% of one or more elements chosen from chromium, silicon, manganese, titanium and iron, the percentage between 0% and 3% covering the total chromium, silicon, manganese, titanium and iron, – a maximum of 0.2% of possible impurities, the respective contents of the elements being such that Added together, they reach 100%.
[0022] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 87,32% et 91,42% d'aluminium, – entre 5,1% et 6,1% de zinc, – entre 2,1% et 2,9% de magnésium, – entre 1,2% et 2% de cuivre, – entre 0,18% et 0,28% de chrome, – entre 0% et 0,4% de silicium, – entre 0% et 0,3% de manganèse, – entre 0% et 0,2% de titane, et – entre 0% et 0,5% de fer.[0022] According to a particular embodiment of the invention, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 87.32% and 91.42% aluminum, – between 5.1% and 6.1% zinc, – between 2.1% and 2.9% magnesium, – between 1.2% and 2% copper, – between 0.18% and 0.28% chromium, – between 0% and 0, 4% silicon, – between 0% and 0.3% manganese, – between 0% and 0.2% titanium, and – between 0% and 0.5% iron.
[0023] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la pierre comprend de l'alumine Al2O3ou de la zircone ZrO2. According to a particular embodiment of the invention, the stone comprises alumina Al2O3 or zirconia ZrO2.
[0024] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la pierre comprend une face supérieure et une face inférieure, la face inférieure comportant le cône. According to a particular embodiment of the invention, the stone comprises an upper face and a lower face, the lower face comprising the cone.
[0025] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, le trou est traversant de manière à relier ledit cône à la face supérieure de ladite pierre. [0025] According to a particular embodiment of the invention, the hole is through so as to connect said cone to the upper face of said stone.
[0026] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la couche de Ni ou NiP a une épaisseur comprise entre 0,5 µm et 10 µm, de préférence entre 1 µm et 5 µm, et plus préférentiellement entre 1 µm et 2 µm. [0026] According to a particular embodiment of the invention, the layer of Ni or NiP has a thickness of between 0.5 µm and 10 µm, preferably between 1 µm and 5 µm, and more preferably between 1 µm and 2 µm.
[0027] Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la couche de Ni ou NiP a une dureté supérieure à 400 HV, de préférence supérieure à 500 HV. According to a particular embodiment of the invention, the layer of Ni or NiP has a hardness greater than 400 HV, preferably greater than 500 HV.
[0028] L'invention porte également sur une pièce d'horlogerie comprenant un tel ensemble. The invention also relates to a timepiece comprising such an assembly.
Brève description des figuresBrief description of the figures
[0029] D'autres particularités et avantages ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : – la figure 1 est une représentation schématique d'un ensemble comprenant une pierre et un pivot d'un mobile tournant connu de l'état de l'art ; – la figure 2 est une représentation schématique d'un ensemble comprenant une pierre et un pivot d'un mobile tournant selon un premier mode de réalisation de l'invention ; – la figure 3 est une représentation schématique d'une pierre selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; – la figure 4 est une représentation en coupe partielle d'un pivot de l'ensemble selon l'invention revêtu sur sa surface externe d'une couche d'un matériau dur.[0029] Other particularities and advantages will emerge clearly from the description given below, for information only and in no way limiting, with reference to the appended drawings, in which: – Figure 1 is a schematic representation of an assembly comprising a stone and a pivot of a rotating mobile known from the state of the art; – Figure 2 is a schematic representation of an assembly comprising a stone and a pivot of a rotating mobile according to a first embodiment of the invention; – Figure 3 is a schematic representation of a stone according to a second embodiment of the invention; – Figure 4 is a partial sectional representation of a pivot of the assembly according to the invention coated on its external surface with a layer of a hard material.
Description détaillée de l'inventionDetailed description of the invention
[0030] Comme expliqué ci-dessus, l'invention se rapporte à un ensemble comprenant un mobile tournant et un coussinet, telle une pierre, notamment pour une pièce d'horlogerie. La pierre est destinée à entrer en contact avec un pivot du mobile tournant, afin de rendre ce dernier mobile en rotation avec un frottement minimal. Toutefois, un tel ensemble ne saurait se limiter au domaine horloger et peut s'appliquer à toute pièce montée mobile par rapport à un palier. As explained above, the invention relates to an assembly comprising a rotating mobile and a bearing, such as a stone, in particular for a timepiece. The stone is intended to come into contact with a pivot of the rotating mobile, in order to make the latter mobile in rotation with minimal friction. However, such an assembly cannot be limited to the watchmaking field and can be applied to any part mounted movable in relation to a bearing.
[0031] La pierre est formée de préférence à partir d'alumine ou de zircone, avec une structure cristallographique de type monocristalline ou polycristalline. La pierre forme par exemple un élément de guidage destiné à être monté dans un palier amortisseur d'une pièce d'horlogerie. The stone is preferably formed from alumina or zirconia, with a crystallographic structure of monocrystalline or polycrystalline type. The stone forms, for example, a guide element intended to be mounted in a shock-absorbing bearing of a timepiece.
[0032] Sur la figure 2, la pierre 20 de l'ensemble 10 est traversée par un trou 8 destiné à recevoir un pivot 17, également appelé tourillon. La pierre 20 comporte, une face supérieure 5 et une face inférieure 6 dont l'une comprend un cône 12 communiquant avec le trou traversant 8. Autrement dit, le trou 8 communique avec la face supérieure 5 et avec aussi un évidement sensiblement conique défini dans la face inférieure 6. Cet évidement forme alors un cône d'engagement de la pierre percée 20. Le cône 12 présente de préférence une symétrie de rotation. Le cône 12 a une première ouverture 19 à sa base et une deuxième ouverture à son sommet. La première ouverture 19 est plus grande que la deuxième, et est formée dans la face inférieure 6 de la pierre 20. La liaison du cône 12 et du trou 8 s'effectue par la deuxième ouverture pour former une arête 15. In Figure 2, the stone 20 of the assembly 10 is crossed by a hole 8 intended to receive a pivot 17, also called a pin. The stone 20 comprises an upper face 5 and a lower face 6, one of which comprises a cone 12 communicating with the through hole 8. In other words, the hole 8 communicates with the upper face 5 and also with a substantially conical recess defined in the lower face 6. This recess then forms a cone for engaging the pierced stone 20. The cone 12 preferably has rotational symmetry. The cone 12 has a first opening 19 at its base and a second opening at its top. The first opening 19 is larger than the second, and is formed in the lower face 6 of the stone 20. The cone 12 and the hole 8 are connected via the second opening to form an edge 15.
[0033] Ainsi, l'évasement du cône 12 permet d'insérer facilement le pivot 17 de l'arbre 16 d'une pièce mobile en rotation, notamment en cas de choc. L'angle du cône est choisi pour éviter que l'arête 15 formée par le haut du cône et le trou 8 ne soit trop saillante. On choisit par exemple un angle compris entre 30° et 120°, de préférence compris entre 45° et 90°. [0033] Thus, the flaring of the cone 12 makes it possible to easily insert the pivot 17 of the shaft 16 of a rotating movable part, particularly in the event of an impact. The angle of the cone is chosen to prevent the edge 15 formed by the top of the cone and the hole 8 from being too protruding. For example, we choose an angle between 30° and 120°, preferably between 45° and 90°.
[0034] On remarque également qu'une paroi interne du corps de cette pierre 20 définie au niveau du trou 8 comporte une zone arrondie destinée à minimiser le contact avec le pivot mais également à faciliter une éventuelle lubrification. [0034] We also note that an internal wall of the body of this stone 20 defined at the level of the hole 8 has a rounded zone intended to minimize contact with the pivot but also to facilitate possible lubrication.
[0035] Selon le mode de réalisation de la figure 2, la face inférieure 6 comporte un renfoncement au niveau de l'ouverture 19 du cône 12 ainsi qu'aux abords de l'ouverture. On précisera que cette face inférieure 6 pourrait être plane, c.à.d. sans renfoncement, comme sur le mode de réalisation illustré à la figure 3. According to the embodiment of Figure 2, the lower face 6 has a recess at the level of the opening 19 of the cone 12 as well as around the opening. It will be noted that this lower face 6 could be flat, i.e. without recess, as in the embodiment illustrated in Figure 3.
[0036] La face supérieure 5 de la pierre comprend un rebord 18, notamment pour enserrer latéralement un contre-pivot dans le cas d'un palier. Le rebord 18 est de préférence périphérique, c'est-à-dire qu'il délimite le bord de la face supérieure 5 de la pierre 20. De plus, il définit une zone interne 9 de la face supérieure 5 comportant une face d'appui 11 et la sortie du trou débouchant 8, et une zone 9 convexe concentriquement depuis la face d'appui 11 jusqu'au trou 8. The upper face 5 of the stone includes a rim 18, in particular for laterally enclosing a counter-pivot in the case of a bearing. The rim 18 is preferably peripheral, that is to say it delimits the edge of the upper face 5 of the stone 20. In addition, it defines an internal zone 9 of the upper face 5 comprising a face of support 11 and the outlet of the through hole 8, and a zone 9 convex concentrically from the support face 11 to the hole 8.
[0037] Une face supérieure 5 avec un tel rebord 18 permet, par exemple, de bloquer latéralement un élément agencé sur la face supérieure de la pierre 20. Dans le cas d'un palier pour un axe de balancier, dans lequel la pierre 20 sert d'élément de guidage, on peut disposer une pierre contre-pivot de telle sorte qu'elle soit bloquée latéralement par le côté interne du rebord 18 tout en reposant sur la face d'appui 11. La pierre contre-pivot est dimensionnée pour correspondre à la zone 9 de la pierre 10. La pierre forme ainsi un support axial et radial d'un contre-pivot. [0037] An upper face 5 with such a rim 18 makes it possible, for example, to block laterally an element arranged on the upper face of the stone 20. In the case of a bearing for a balance shaft, in which the stone 20 serves as a guiding element, a counter-pivot stone can be arranged in such a way that it is blocked laterally by the internal side of the rim 18 while resting on the support face 11. The counter-pivot stone is dimensioned to correspond to zone 9 of stone 10. The stone thus forms an axial and radial support for a counter-pivot.
[0038] En outre, la pierre 20 a une face périphérique 13 en partie évasée reliant la face inférieure 6 de plus petite surface à la face supérieure 5 de plus grande surface. [0038] Furthermore, the stone 20 has a partially flared peripheral face 13 connecting the lower face 6 of smaller surface area to the upper face 5 of larger surface area.
[0039] La figure 3 montre une variante de réalisation d'une pierre 30 d'un ensemble. La pierre 30 a une forme différente, la face supérieure 25 étant bombée et la face inférieure 26 étant sensiblement plane. Cette pierre 30 ne comprend pas de rebord, et doit être insérée dans une bague (ou chaton) spécifique. Le trou traversant 28 et le cône 22 sont semblables à ceux de la figure 2. [0039] Figure 3 shows an alternative embodiment of a stone 30 of a set. The stone 30 has a different shape, the upper face 25 being curved and the lower face 26 being substantially flat. This stone 30 does not include a rim, and must be inserted into a specific ring (or bezel). The through hole 28 and the cone 22 are similar to those in Figure 2.
[0040] Selon l'invention, le mobile tournant est muni d'un pivot comportant au moins en partie un matériau amagnétique, de préférence en totalité. Le matériau amagnétique permet de limiter la sensibilité du pivot aux champs magnétiques. Le matériau amagnétique du pivot comprend un alliage métallique à choisir parmi des matériaux à base de cuivre, à base de palladium, ou des matériaux à base d'aluminium. Le matériau amagnétique compris dans le pivot est mou, c'est-à-dire qu'il a une dureté Vickers inférieure à 500 HV, de préférence inférieure à 450 HV, voire inférieure à 400 HV ou 350 HV. Ainsi, le matériau amagnétique est un matériau „mou“ par rapport aux matériaux métalliques plus durs utilisés pour former des pivots de mobiles tournants usuels. [0040] According to the invention, the rotating mobile is provided with a pivot comprising at least partly a non-magnetic material, preferably entirely. The non-magnetic material limits the sensitivity of the pivot to magnetic fields. The non-magnetic material of the pivot comprises a metal alloy to be chosen from copper-based materials, palladium-based materials, or aluminum-based materials. The non-magnetic material included in the pivot is soft, that is to say it has a Vickers hardness less than 500 HV, preferably less than 450 HV, or even less than 400 HV or 350 HV. Thus, the non-magnetic material is a “soft” material compared to the harder metallic materials used to form pivots of usual rotating mobiles.
[0041] Dans un premier mode de réalisation, le matériau amagnétique comprend un alliage de cuivre et de béryllium, de type CuBe2. De préférence, le pivot est formé sensiblement en totalité de cet alliage de cuivre et de béryllium. L'alliage comprend généralement au moins 90% de cuivre, voire au moins 95% de Cuivre, et même jusqu'à 98% de Cuivre, qui est complété par du Béryllium. [0041] In a first embodiment, the non-magnetic material comprises a copper and beryllium alloy, of the CuBe2 type. Preferably, the pivot is formed substantially entirely from this copper and beryllium alloy. The alloy generally includes at least 90% copper, or even at least 95% copper, and even up to 98% copper, which is supplemented by Beryllium.
[0042] Dans un second mode de réalisation, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 25% et 55% de palladium, – entre 25% et 55% d'argent, – entre 10% et 30% de cuivre, – entre 0,5% et 5% de zinc, – de l'or et du platine avec un pourcentage total de ces deux éléments compris entre 15% et 25%, – entre 0% et 1% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le bore et le nickel, – entre 0% et 3% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le rhénium et le ruthénium, – entre 0% et 0,1% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi l'iridium, l'osmium, et le rhodium et – au maximum 0,2% d'impuretés éventuelles, les teneurs respectives des éléments étant telles qu'additionnées entre elles, elles atteignent 100%.[0042] In a second embodiment, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 25% and 55% palladium, – between 25% and 55% silver, – between 10% and 30% copper , – between 0.5% and 5% zinc, – gold and platinum with a total percentage of these two elements between 15% and 25%, – between 0% and 1% of one or more elements chosen from boron and nickel, – between 0% and 3% of one or more elements chosen from rhenium and ruthenium, – between 0% and 0.1% of one or more elements chosen from iridium, osmium, and rhodium and – a maximum of 0.2% of possible impurities, the respective contents of the elements being such that when added together, they reach 100%.
[0043] Avantageusement, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 30% et 40% de palladium, – entre 25% et 35% d'argent, – entre 10% et 18% de cuivre, – entre 0,5% et 1,5% de zinc, – entre 8% et 12% d'or et 8% et 12% de platine avec une proportion de rhénium et ruthénium comprise entre 0 et 6% en poids.[0043] Advantageously, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 30% and 40% palladium, – between 25% and 35% silver, – between 10% and 18% copper, – between 0, 5% and 1.5% zinc, – between 8% and 12% gold and 8% and 12% platinum with a proportion of rhenium and ruthenium between 0 and 6% by weight.
[0044] Selon une variante préférée, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 34% et 36% de palladium, – entre 29% et 31% d'argent, – entre 13,5% et 14,5% de cuivre, – entre 0,8% et 1,2% de zinc, – entre 9,5% et 10,5% d'or, – entre 9,5% et 10,5% de platine, – entre 0% et 0,1% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi l'iridium, l'osmium, le rhodium et le ruthénium et – au maximum 0,2% d'autres impuretés, les quantités respectives des composants étant telles qu'additionnées entre elles, atteignent 100%.[0044] According to a preferred variant, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 34% and 36% palladium, – between 29% and 31% silver, – between 13.5% and 14.5% copper, – between 0.8% and 1.2% zinc, – between 9.5% and 10.5% gold, – between 9.5% and 10.5% platinum, – between 0% and 0.1% of one or more elements chosen from iridium, osmium, rhodium and ruthenium and – a maximum of 0.2% of other impurities, the respective quantities of the components being as added between they reach 100%.
[0045] Selon une variante encore plus préférée, le matériau amagnétique est un alliage constitué en poids de 35 % de palladium, 30% d'argent, 14% de cuivre, 10% d'or, 10% de platine et 1% de zinc. [0045] According to an even more preferred variant, the non-magnetic material is an alloy consisting by weight of 35% palladium, 30% silver, 14% copper, 10% gold, 10% platinum and 1% zinc.
[0046] Dans un troisième mode de réalisation, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 25% et 55% de palladium, – entre 25% et 55% d'argent, – entre 10% et 30% de cuivre, – entre 0% et 5% de zinc, – entre 0% et 2% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le rhénium, le ruthénium, or et le platine, – entre 0% et 1 % d'un ou plusieurs éléments choisis parmi bore et nickel.[0046] In a third embodiment, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 25% and 55% palladium, – between 25% and 55% silver, – between 10% and 30% copper , – between 0% and 5% zinc, – between 0% and 2% of one or more elements chosen from rhenium, ruthenium, gold and platinum, – between 0% and 1% of one or more elements chosen from boron and nickel.
[0047] De préférence, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 38% et 43% de palladium ; et/ou – entre 35% et 40% d'argent ; et/ou – entre 18% et 23% de cuivre ; et/ou – entre 0,5% et 1,5% de zinc.Preferably, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 38% and 43% palladium; and/or – between 35% and 40% silver; and/or – between 18% and 23% copper; and/or – between 0.5% and 1.5% zinc.
[0048] Plus particulièrement encore, le matériau amagnétique est un alliage comprenant 41% de palladium, 37,5% d'argent, 20% de cuivre, 1% de zinc et 0,5% de platine. [0048] Even more particularly, the non-magnetic material is an alloy comprising 41% palladium, 37.5% silver, 20% copper, 1% zinc and 0.5% platinum.
[0049] Dans un quatrième mode de réalisation de l'invention à base d'aluminium, le matériau amagnétique est un alliage comprenant en poids : – entre 83% et 94,5% d'aluminium, – entre 4% et 7% de zinc, – entre 1% et 4% de magnésium, – entre 0,5% et 3% de cuivre, – entre 0% et 3% d'un ou plusieurs éléments choisis parmi le chrome, le silicium, le manganèse, le titane et le fer, – au maximum 0,2% d'impuretés éventuelles, les teneurs respectives des éléments étant telles qu'additionnées entre elles, elles atteignent 100%.[0049] In a fourth embodiment of the invention based on aluminum, the non-magnetic material is an alloy comprising by weight: – between 83% and 94.5% aluminum, – between 4% and 7% zinc, – between 1% and 4% magnesium, – between 0.5% and 3% copper, – between 0% and 3% of one or more elements chosen from chromium, silicon, manganese, titanium and iron, – a maximum of 0.2% of possible impurities, the respective contents of the elements being such that when added together, they reach 100%.
[0050] De préférence, on utilise un alliage connu sous le nom d'alliage d'aluminium de type „7075“ (zicral), qui comprend plus précisément en poids : – entre 87,32% et 91,42% d'aluminium, – entre 5,1% et 6,1% de zinc, – entre 2,1% et 2,9% de magnésium, – entre 1,2% et 2% de cuivre, – entre 0,18% et 0,28% de chrome, – entre 0% et 0,4% de silicium, – entre 0% et 0,3% de manganèse, – entre 0% et 0,2% de titane, et – entre 0% et 0,5% de fer.[0050] Preferably, an alloy known as a “7075” type aluminum alloy (zicral) is used, which more precisely comprises by weight: – between 87.32% and 91.42% aluminum , – between 5.1% and 6.1% zinc, – between 2.1% and 2.9% magnesium, – between 1.2% and 2% copper, – between 0.18% and 0, 28% chromium, – between 0% and 0.4% silicon, – between 0% and 0.3% manganese, – between 0% and 0.2% titanium, and – between 0% and 0.5 % of iron.
[0051] Selon l'invention et tel que schématisé à la figure 4, le pivot 17 est réalisé dans le matériau amagnétique 32 qui est recouvert au moins sur une partie de sa surface externe d'une couche 31 assurant la résistance à l'usure du pivot. Préférentiellement, cette couche est réalisée en Ni ou en NiP. Le taux de phosphore peut être compris, de préférence, entre 0% (on a alors du Ni pur) et 15% en poids. De préférence, le taux de phosphore dans le NiP peut être un taux moyen compris entre 6% et 9%, ou un taux élevé compris entre 9% et 12%. Il est bien évident toutefois que le NiP peut comprendre un taux bas de phosphore. [0051] According to the invention and as shown schematically in Figure 4, the pivot 17 is made of the non-magnetic material 32 which is covered at least on part of its external surface with a layer 31 ensuring resistance to wear of the pivot. Preferably, this layer is made of Ni or NiP. The phosphorus level can preferably be between 0% (we then have pure Ni) and 15% by weight. Preferably, the phosphorus level in the NiP can be an average level of between 6% and 9%, or a high level of between 9% and 12%. It is obvious, however, that NiP can contain a low level of phosphorus.
[0052] En outre, lorsque la couche est du NiP à taux moyen ou élevé de phosphore, elle peut être durcie par traitement thermique. Typiquement, le traitement thermique est réalisé entre 200°C et 400°C pendant un temps compris entre 20 minutes et 24 heures. [0052] Furthermore, when the layer is NiP with a medium or high phosphorus content, it can be hardened by heat treatment. Typically, the heat treatment is carried out between 200°C and 400°C for a time of between 20 minutes and 24 hours.
[0053] La couche de Ni ou NiP présente une dureté de préférence supérieure à 400 HV, plus préférentiellement supérieure à 500 HV. D'une manière particulièrement avantageuse, la couche en Ni ou NiP non durcie présente une dureté de préférence supérieure à 500 HV, mais inférieure à 600 HV, c'est-à-dire de préférence comprise entre 500 HV et 550 HV. Lorsqu'elle est durcie par traitement thermique, la couche en NiP peut présenter une dureté comprise entre 900 HV et 1000 HV. The layer of Ni or NiP has a hardness preferably greater than 400 HV, more preferably greater than 500 HV. In a particularly advantageous manner, the unhardened Ni or NiP layer has a hardness preferably greater than 500 HV, but less than 600 HV, that is to say preferably between 500 HV and 550 HV. When hardened by heat treatment, the NiP layer can have a hardness between 900 HV and 1000 HV.
[0054] D'une manière avantageuse, la couche de Ni ou NiP peut présenter une épaisseur comprise entre 0,5 µm et 10 µm, de préférence entre 1 µm et 5 µm, et plus préférentiellement entre 1 µm et 2 µm. [0054] Advantageously, the Ni or NiP layer can have a thickness of between 0.5 µm and 10 µm, preferably between 1 µm and 5 µm, and more preferably between 1 µm and 2 µm.
[0055] De préférence, la couche est une couche de NiP, et plus particulièrement une couche de NiP chimique, c'est-à-dire déposée par voie chimique. Preferably, the layer is a layer of NiP, and more particularly a layer of chemical NiP, that is to say deposited chemically.
[0056] Afin d'améliorer la tenue de la couche de Ni ou NiP, le pivot peut comprendre au moins une sous-couche d'adhésion déposée entre le matériau amagnétique et la couche de Ni ou NiP. Par exemple, une sous-couche d'or et/ou une sous-couche de nickel galvanique peu(ven)t être prévue(s) sous la couche de Ni ou NiP. [0056] In order to improve the strength of the Ni or NiP layer, the pivot may comprise at least one adhesion sub-layer deposited between the non-magnetic material and the Ni or NiP layer. For example, a gold underlayer and/or a galvanic nickel underlayer may be provided under the Ni or NiP layer.
[0057] Selon l'invention, la couche de Ni ou NiP est déposée selon un procédé choisi parmi le groupe comprenant les dépôts PVD, CVD, ALD, galvanique et chimique, et de préférence chimique. [0057] According to the invention, the Ni or NiP layer is deposited according to a process chosen from the group comprising PVD, CVD, ALD, galvanic and chemical, and preferably chemical, deposits.
[0058] Selon un mode de réalisation particulièrement préféré, la couche est du NiP et le dépôt de la couche de NiP est réalisé selon un procédé de dépôt de nickel chimique à partir d'hypophosphite. Les différents paramètres de dépôt de nickel chimique à partir d'hypophosphite à prendre en compte, tels que la teneur en phosphore dans le dépôt, le pH, la température, ou la composition du bain de nickelage sont connus de l'homme du métier. On se référera par exemple à la publication de Y. Ben Amor et al., Dépôt chimique de nickel, synthèse bibliographique, Matériaux & Techniques 102, 101 (2014). Toutefois, on précisera que l'on utilise de préférence des bains commerciaux à taux moyens (6%-9%) et à taux élevés (9%-12%) de phosphore. Il est bien évident toutefois que des bains à taux bas de phosphore ou de nickel pur peuvent aussi être utilisés. Le procédé de dépôt de nickel chimique est particulièrement avantageux en ce qu'il permet d'obtenir un dépôt uniforme et ne présentant pas d'effet de pointe. Il est ainsi possible de prévoir la dimension de l'axe de pivotement lors de l'usinage pour obtenir la géométrie voulue après recouvrement par la couche de Ni ou NiP. Le procédé de dépôt de nickel chimique présente également l'avantage de pouvoir être appliqué en vrac. [0058] According to a particularly preferred embodiment, the layer is NiP and the deposition of the NiP layer is carried out using a process for depositing chemical nickel from hypophosphite. The different parameters of chemical nickel deposition from hypophosphite to be taken into account, such as the phosphorus content in the deposit, the pH, the temperature, or the composition of the nickel plating bath are known to those skilled in the art. We will refer for example to the publication by Y. Ben Amor et al., Chemical deposition of nickel, bibliographic synthesis, Materials & Techniques 102, 101 (2014). However, it should be noted that commercial baths with medium levels (6%-9%) and high levels (9%-12%) of phosphorus are preferably used. It is obvious, however, that baths with low levels of phosphorus or pure nickel can also be used. The chemical nickel deposition process is particularly advantageous in that it makes it possible to obtain a uniform deposit which does not exhibit a peak effect. It is thus possible to predict the dimension of the pivot axis during machining to obtain the desired geometry after covering with the layer of Ni or NiP. The chemical nickel deposition process also has the advantage of being able to be applied in bulk.
[0059] On précisera que seule la surface externe des pivots ou même seule une partie de la surface externe des pivots peut être recouverte de la couche de Ni ou NiP. En variante, toute la surface externe de l'axe de pivotement comprenant les pivots peut être recouverte de la couche de Ni ou NiP. [0059] It will be noted that only the external surface of the pivots or even only part of the external surface of the pivots can be covered with the layer of Ni or NiP. Alternatively, the entire external surface of the pivot axis including the pivots can be covered with the layer of Ni or NiP.
[0060] D'une manière connue, les pivots peuvent être roulés ou polis avant ou après le dépôt, afin d'atteindre les dimensions et l'état de surface finaux désirés pour les pivots. [0060] In a known manner, the pivots can be rolled or polished before or after deposition, in order to achieve the desired final dimensions and surface finish for the pivots.
[0061] Pour finir, on précisera que la présente invention ne se limite pas aux exemples illustrés mais est susceptible de diverses variantes et modifications qui apparaîtront à l'homme de l'art. On connait par exemple d'autres matériaux comme le laiton, le maillechort, le declafor®, voire même des aciers amagnétiques mous. [0061] Finally, it will be noted that the present invention is not limited to the examples illustrated but is susceptible to various variants and modifications which will appear to those skilled in the art. For example, we know of other materials such as brass, nickel silver, declafor®, and even soft non-magnetic steels.
Claims (17)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CH070797/2021A CH719315B1 (en) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | Assembly comprising a rotating mobile made of non-magnetic material and a bearing fitted with a cone. |
Applications Claiming Priority (1)
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| CH070797/2021A CH719315B1 (en) | 2021-12-24 | 2021-12-24 | Assembly comprising a rotating mobile made of non-magnetic material and a bearing fitted with a cone. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CH719315A2 CH719315A2 (en) | 2023-06-30 |
| CH719315B1 true CH719315B1 (en) | 2024-04-30 |
Family
ID=86942980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CH (1) | CH719315B1 (en) |
-
2021
- 2021-12-24 CH CH070797/2021A patent/CH719315B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CH719315A2 (en) | 2023-06-30 |
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