EP0947895A1 - Glace de montre comprenant une lentille et procédé de fabrication d'une telle lentille - Google Patents

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EP0947895A1
EP0947895A1 EP98106048A EP98106048A EP0947895A1 EP 0947895 A1 EP0947895 A1 EP 0947895A1 EP 98106048 A EP98106048 A EP 98106048A EP 98106048 A EP98106048 A EP 98106048A EP 0947895 A1 EP0947895 A1 EP 0947895A1
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • Y10T428/21—Circular sheet or circular blank
    • Y10T428/219—Edge structure

Definitions

  • the present invention relates to a watch crystal comprising an optical lens shaped in the thickness ice material, as well as a method of manufacture of such a lens.
  • the lens is protruding on the upper face or the lower face of the glass, its shape can be arbitrary.
  • the lens can then be made of a block with the ice if it is produced by molding, for example of a material synthetic such as PMMA.
  • the ice is made a hard material like sapphire, which is difficult to machine and polish, such a protruding lens is usually made separately, then glued to the ice cream. This presents mounting difficulties and risks of delamination during use.
  • the lenses protruding are exposed to wear and shock if they are on the outside of the glass, or have a annoying bulk vis-à-vis the watch hands if they are on the inside.
  • Patent EP 0 123 891 describes a process for forming such a lens in a plate mineral matter, especially sapphire, by machining with by means of a rotary grinding wheel with an oscillating movement of the grinding wheel or plate. In practice, this process does not only suitable for the production of circular lenses.
  • Another construction consists in separately manufacturing the lens and the plate intended to form the ice, to spare in the thickness of the plate a blind housing having a depth substantially equal to the thickness of the lens, then fix the lens in this housing.
  • the plate and the lens can be in particular glass, spinel, corundum or sapphire. This has the advantage to allow a non-circular shape of the lens, by example an elongated shape to facilitate the reading of a indication in a rectangular window.
  • the manufacturing process remains rather complicated, in particular because you have to machine and polish the recess in addition to two sides of the lens, and the risk of the lens remains.
  • the present invention aims to avoid the drawbacks mentioned above, in particular with glasses and lenses in hard material, by making a simple watch crystal, resistant and attractive.
  • a basic idea of the invention consists in carrying out a corundum, sapphire or spinel watch glass, comprising an optical lens shaped in the thickness of ice material, this lens having a non-circular periphery.
  • the periphery may have re-entrant angles and may be for example rectangular.
  • another aspect of the invention relates to a method for manufacturing an optical lens non-circular in the thickness of a watch glass in hard mineral matter, especially of corundum, sapphire or spinel, characterized in that it comprises the stages successive consisting of forming by machining in one face ice, a recess with a non-circular periphery, the recess having side walls and a curved bottom intended to constitute a surface of the lens, and to polish at least the bottom of the recess using a brush back and forth to strike the bottom, with the addition of a polishing agent.
  • Machining can be carried out for example by ultrasound by means of a sonotrode, or by etching by means of a rotary tool.
  • the brush can be animated, in addition to its back and forth movement, of a transverse movement, for example thanks to a rotation about a substantially perpendicular axis ice and located away from the lens.
  • Watch glass 1 shown in Figures 1 and 3 is made of a hard transparent crystalline material of the corundum family, for example sapphire or spinel. It can have any shape in plan, which is a barrel shape in this case as well in elevation, for example a flat, domed or facets.
  • Figure 3 shows a case where the face upper 2 and the lower face 3 of the glass are flat.
  • a rectangular converging lens 4 is made in the thickness of the material of the ice 1, its shape being determined by a recess 5 formed in the underside 3 of the ice. This recess presents side walls 6 around its periphery and a curved bottom 7 constituting the lower surface of the lens 4.
  • the upper surface 8 of the lens is formed directly by the upper face 2 of the glass.
  • lens 4 has a shape particularly elongated rectangular, allowing read for example a date indicated in the form of the day of the week and the calendar.
  • the surface domed lower 7 of the lens will preferably have a cylindrical shape.
  • Figure 2 shows an example of a mirror 11 in the thickness of which a lens is formed spherical 12 having a non-circular plane shape any, to obtain aesthetic effects individuals.
  • the periphery of the lens 12 may have in particular straight sides 13, curved sides 14 and inside angles 15. The watch creator has thus greater freedom of choice.
  • Glass 1 and its lens 4 can be produced as follows. Before making the lens, we can make ice 1 by conventional methods machining and polishing the material from which it is made. However, note that the polishing of its underside can be done at least partially after machining the lens, i.e. at the same time as the polishing of the curved face 7 of the lens.
  • Machining for lens shaping 4 consists in digging the recess 5 in the face 3 of the ice by any suitable technique.
  • a technique preferred is that of ultrasonic machining using of a sonotrode 20 as shown in FIG. 4, the ultrasonic vibration being represented by the double arrow 21.
  • the glass 1 is placed upside down on an anvil 22.
  • the end 23 of the sonotrode has a shape three-dimensional which corresponds to the desired final shape of the recess 5.
  • the sonotrode 20 is filled with diamond and a liquid is also injected loaded with diamond powder through 24 conduits to the end of the sonotrode. This machining produces a recess 5 whose surfaces are matt and whose side walls 6 are substantially perpendicular to the side 3 of the ice.
  • Another machining method that can be used to form the recess 5 is that of the engraving by means of a tool rotary such as a diamond cutter by copying from of a model. If the plan shape of the recess is present re-entrant angles, these will then be slightly rounded.
  • the side walls 6 can be inclined one way or the other compared to normal to the side 3.
  • a polishing agent such as a paste or a liquid (especially oil or beeswax) loaded with diamond powder is applied to the ice, by example by injection through brush 33.
  • a polishing agent such as a paste or a liquid (especially oil or beeswax) loaded with diamond powder is applied to the ice, by example by injection through brush 33.
  • the brush 33 also has a transverse displacement opposite each window, so that the bristles of the brush move relative to the surfaces to be polished.
  • this displacement is obtained simply by a rotation 38 around the axis 36 of the brush, this axis being located at a distance from the glass and lenses.
  • the process described above is characterized by a great simplicity, since the lens can be polished the same time as ice, and it provides lenses of any shape, shaped in the material ice itself.
  • This process is particularly advantageous compared to the manufacture of a lens added according to document EP 0 814 388, which required to machine and polish the two sides of the glass, the recess intended to receive the lens, as well than the two sides of the lens made separately. he also avoids the problems associated with adjusting the lens in its housing, sticking and the risk of peeling off.

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Abstract

L'invention concerne une glace de montre (1) en matière minérale dure, notamment une matière cristalline telle que le corindon, le saphir ou le spinelle, comprenant une lentille optique non circulaire (4) façonnée dans l'épaisseur de la matière de la glace. La lentille est formée par usinage et polissage d'un évidement (5) situé de préférence dans la face inférieure (3) de la glace. Son pourtour peut présenter des angles rentrants, par exemple être rectangulaire. L'usinage peut être fait par ultrasons ou par gravure. Le polissage est fait au moyen d'une brosse qui frappe le fond de l'évidement avec adjonction d'un agent de polissage. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une glace de montre comprenant une lentille optique façonnée dans l'épaisseur de la matière de la glace, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle lentille.
Il est bien connu de réaliser sur une glace de montre une lentille grossissante afin de faciliter la lecture d'une petite partie des moyens d'affichage de la montre, par exemple un indicateur de date dans un guichet. Selon un mode de réalisation courant, la lentille est saillante sur la face supérieure ou la face inférieure de la glace, sa forme pouvant être quelconque. La lentille peut alors être faite d'un bloc avec la glace si celle-ci est fabriquée par moulage, par exemple en une matière synthétique telle que le PMMA. Mais si la glace est faite d'une matière dure telle que le saphir, qui est difficile à usiner et à polir, une telle lentille saillante est généralement fabriquée séparément, puis collée sur la glace. Ceci présente des difficultés de montage et des risques de décollement à l'usage. En outre, les lentilles saillantes sont exposées à l'usure et aux chocs si elles sont sur la face extérieure de la glace, ou présentent un encombrement gênant vis-à-vis des aiguilles de la montre si elles sont sur la face intérieure.
Ceci a conduit à réaliser des lentilles disposées dans l'épaisseur de la glace, de préférence dans la face inférieure afin d'éviter que des saletés se déposent le long de leur bord. Le brevet EP 0 123 891 décrit un procédé pour former une telle lentille dans une plaque en matière minérale, notamment en saphir, par usinage au moyen d'une meule rotative avec un mouvement oscillant de la meule ou de la plaque. En pratique, ce procédé ne convient que pour la fabrication de lentilles circulaires.
Une autre construction, décrite dans la publication EP 0 814 388 A, consiste à fabriquer séparément la lentille et la plaque destinée à former la glace, ménager dans l'épaisseur de la plaque un logement borgne ayant une profondeur sensiblement égale à l'épaisseur de la lentille, puis fixer la lentille dans ce logement. La plaque et la lentille peuvent être notamment en verre, en spinelle, en corindon ou en saphir. Ceci offre l'avantage de permettre une forme non circulaire de la lentille, par exemple une forme allongée pour faciliter la lecture d'une indication dans un guichet rectangulaire. Cependant, le procédé de fabrication reste assez compliqué, notamment parce qu'il faut usiner et polir l'évidement en plus des deux faces de la lentille, et le risque de décollement de la lentille subsiste.
La présente invention vise à éviter les inconvénients susmentionnés, en particulier avec des glaces et lentilles en matériau dur, en réalisant une glace de montre simple, résistante et attractive.
Une idée de base de l'invention consiste à réaliser une glace de montre en corindon, saphir ou spinelle, comprenant une lentille optique façonnée dans l'épaisseur de la matière de la glace, cette lentille ayant un pourtour non circulaire. Dans une forme préférée, le pourtour peut présenter des angles rentrants et peut être par exemple rectangulaire.
A notre connaissance, le fait qu'une telle glace de montre n'a jamais été réalisée auparavant résulte de ce qu'on ne savait pas comment la fabriquer. En effet, si éventuellement on avait trouvé un procédé pour creuser un évidement dans une plaque de matière dure telle que le saphir et que l'on pouvait envisager de donner au fond de cet évidement la forme bombée de la lentille, on obtenait ainsi une surface mate et l'on ne savait pas comment la polir pour lui donner les propriétés optiques et esthétiques voulues. Ce problème est résolu avec le procédé qui sera décrit plus loin.
Plus particulièrement, un autre aspect de l'invention concerne un procédé de fabrication d'une lentille optique non circulaire dans l'épaisseur d'une glace de montre en matière minérale dure, notamment en corindon, saphir ou spinelle, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives consistant à former par usinage dans une face de la glace un évidement à pourtour non circulaire, l'évidement ayant des parois latérales et un fond bombé destiné à constituer une surface de la lentille, et polir au moins le fond de l'évidement au moyen d'une brosse animée d'un mouvement de va-et-vient pour frapper le fond, avec adjonction d'un agent de polissage.
L'usinage peut être effectué par exemple par ultrasons au moyen d'une sonotrode, ou par gravure au moyen d'un outil rotatif. Dans l'étape de polissage, la brosse peut être animée, en plus de son mouvement de va-et-vient, d'un mouvement transversal, par exemple grâce à une rotation autour d'un axe sensiblement perpendiculaire à la glace et situé à distance de la lentille.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront dans la description suivante de divers modes de réalisation préférés, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 représente la face inférieure d'une glace de montre comprenant une lentille rectangulaire;
  • la figure 2 représente la face inférieure d'une autre glace de montre comprenant une lentille ayant une autre forme non circulaire;
  • la figure 3 est une vue en coupe agrandie de la glace dans la région de la lentille, suivant la ligne III-III de la figure 1;
  • la figure 4 est une vue en coupe schématique illustrant l'usinage de la lentille de la figure 3 par ultrasons, et
  • la figure 4 est une vue en coupe schématique illustrant le polissage de la glace et de la lentille de la figure 3.
La glace de montre 1 représentée aux figures 1 et 3 est faite d'une matière cristalline transparente dure de la famille du corindon, par exemple le saphir ou le spinelle. Elle peut avoir une forme quelconque en plan, qui est une forme en "tonneau" dans le cas présent, ainsi qu'en élévation, par exemple une forme plate, bombée ou à facettes. La figure 3 représente un cas où la face supérieure 2 et la face inférieure 3 de la glace sont planes. Une lentille convergente rectangulaire 4 est réalisée dans l'épaisseur de la matière de la glace 1, sa forme étant déterminée par un évidement 5 ménagé dans la face inférieure 3 de la glace. Cet évidement présente des parois latérales 6 sur son pourtour et un fond bombé 7 constituant la surface inférieure de la lentille 4. La surface supérieure 8 de la lentille est formée directement par la face supérieure 2 de la glace.
Dans cet exemple, la lentille 4 a une forme rectangulaire particulièrement allongée, permettant de lire par exemple une date indiquée sous la forme du jour de la semaine et du quantième. En conséquence, la surface inférieure bombée 7 de la lentille aura de préférence une forme cylindrique.
La présente invention s'applique toutefois à des lentilles ayant d'autres formes non circulaires de leur pourtour. La figure 2 montre à titre d'exemple une glace 11 dans l'épaisseur de laquelle est formée une lentille sphérique 12 ayant une forme en plan non circulaire quelconque, permettant d'obtenir des effets esthétiques particuliers. Le pourtour de la lentille 12 peut présenter notamment des côtés droits 13, des côtés incurvés 14 et des angles rentrants 15. Le créateur de la montre dispose ainsi d'une plus grande liberté de choix.
La glace 1 et sa lentille 4 peuvent être fabriquées de la manière suivante. Avant de réaliser la lentille, on peut fabriquer la glace 1 par des méthodes classiques d'usinage et de polissage du matériau dont elle est faite. Cependant on notera que le polissage de sa face inférieure peut s'effectuer au moins en partie après l'usinage de la lentille, c'est-à-dire en même temps que le polissage de la face bombée 7 de la lentille.
L'usinage pour la mise en forme de la lentille 4 consiste à creuser l'évidement 5 dans la face 3 de la glace par toute technique appropriée. Dans le cas d'une lentille non circulaire, notamment si le pourtour de la lentille présente des angles rentrants, une technique préférée est celle de l'usinage aux ultrasons au moyen d'une sonotrode 20 telle que représentée à la figure 4, la vibration ultrasonique étant figurée par la double flèche 21. La glace 1 est posée à l'envers sur une enclume 22. L'extrémité 23 de la sonotrode a une forme tridimensionnelle qui correspond à la forme finale voulue de l'évidement 5. De préférence, la sonotrode 20 est garnie de diamant et l'on injecte en outre un liquide chargé de poudre de diamant à travers des conduits 24 jusqu'à l'extrémité de la sonotrode. Cet usinage produit un évidement 5 dont les surfaces sont mates et dont les parois latérales 6 sont sensiblement perpendiculaires à la face 3 de la glace.
Une autre méthode d'usinage utilisable pour former l'évidement 5 est celle de la gravure au moyen d'un outil rotatif telle qu'une fraise diamantée par copie à partir d'un modèle. Si la forme en plan de l'évidement présente des angles rentrants, ceux-ci seront alors légèrement arrondis. Les parois latérales 6 peuvent être inclinées dans un sens ou dans l'autre par rapport à la normale à la face 3.
On procède ensuite au polissage de la surface bombée 7 de la lentille, ainsi que des parois latérales 6 de l'évidement 5, par une technique dite de "brossage-tapage" illustrée par la figure 5. La glace 1 est posée à l'envers dans un châssis 30 supporté par une table horizontale rotative 31 tournant autour d'un axe 32 situé à distance de la glace. En pratique, plusieurs glaces 1 sont réparties sur la table 31 pour être polies en même temps. Au-dessus de ces glaces se trouve une grande brosse circulaire 33 dont les poils 34 sont dirigés vers les glaces 1. La brosse 33 est fixée à un arbre vertical 39 animé d'un mouvement de va-et-vient 35 parallèle à son axe 36. Il en résulte que les extrémités des poils 34 frappent à la fois la face 3 de la glace, le fond et les parois latérales de l'évidement 5. En même temps, comme l'indique la flèche 37, un agent de polissage tel qu'une pâte ou un liquide (notamment de l'huile ou de la cire d'abeille) chargé de poudre de diamant est appliqué sur la glace, par exemple par injection à travers la brosse 33. On obtient ainsi le poli optique voulu aussi bien sur la lentille que sur le reste de la glace.
De préférence, la brosse 33 présente en outre un déplacement transversal en regard de chaque glace, afin que les poils de la brosse se déplacent par rapport aux surfaces à polir. Dans le présent exemple, ce déplacement est obtenu simplement par une rotation 38 autour de l'axe 36 de la brosse, cet axe étant situé à distance des glaces et des lentilles.
Le procédé décrit ci-dessus se caractérise par une grande simplicité, puisque la lentille peut être polie en même temps que la glace, et il permet d'obtenir des lentilles de forme quelconque, façonnées dans la matière de la glace elle-même. Ce procédé est particulièrement avantageux par rapport à la fabrication d'une glace à lentille rapportée selon le document EP 0 814 388, qui imposait d'usiner et polir séparément les deux faces de la glace, l'évidement destiné à recevoir la lentille, ainsi que les deux faces de la lentille fabriquée séparément. Il évite en outre les problèmes liés à l'ajustement de la lentille dans son logement, au collage et au risque de décollement.

Claims (10)

  1. Glace de montre en corindon, saphir ou spinelle, comprenant une lentille optique (4, 12) façonnée dans l'épaisseur de la matière de la glace (1, 11), caractérisée en ce que la lentille (4, 12) a un pourtour non circulaire.
  2. Glace de montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit pourtour présente des angles rentrants (15).
  3. Glace de montre selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit pourtour est rectangulaire.
  4. Glace de montre selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'une (8) des surfaces de la lentille est formée par une face (2) de la glace et en ce que l'autre surface (7) de la lentille, ménagée dans l'autre face (3) de la glace, a une forme sphérique ou cylindrique.
  5. Procédé de fabrication d'une lentille optique non circulaire (4) dans l'épaisseur d'une glace de montre (1) en matière minérale dure, notamment en corindon, saphir ou spinelle, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes successives consistant à :
    former par usinage dans une face de la glace un évidement (5) à pourtour non circulaire, l'évidement ayant des parois latérales (6) et un fond bombé (7) destiné à constituer une surface de la lentille, et
    polir au moins le fond de l'évidement au moyen d'une brosse (33) animée d'un mouvement de va-et-vient (35) pour frapper le fond, avec adjonction d'un agent de polissage.
  6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit pourtour présente des angles rentrants.
  7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la brosse (33) est en outre animée d'un mouvement transversal.
  8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le mouvement transversal de la brosse comporte une rotation (38) autour d'un axe (36) sensiblement perpendiculaire à la glace et situé à distance de la lentille.
  9. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'usinage est effectué par ultrasons au moyen d'une sonotrode (20) ayant une extrémité (23) dont la forme correspond sensiblement à la forme de l'évidement (5).
  10. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'usinage est effectué par gravure au moyen d'un outil rotatif.
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