EP0964318B1 - Elément de construction en matériau dur pour montre-bracelet - Google Patents

Elément de construction en matériau dur pour montre-bracelet Download PDF

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EP0964318B1
EP0964318B1 EP98110407A EP98110407A EP0964318B1 EP 0964318 B1 EP0964318 B1 EP 0964318B1 EP 98110407 A EP98110407 A EP 98110407A EP 98110407 A EP98110407 A EP 98110407A EP 0964318 B1 EP0964318 B1 EP 0964318B1
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EP
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wristwatch
crown
threading
hard material
component
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EP98110407A
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Michael Bach
Christophe Guerry
Olivier Bucher
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Comadur SA
Rado Uhren AG
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Comadur SA
Rado Uhren AG
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B3/00—Normal winding of clockworks by hand or mechanically; Winding up several mainsprings or driving weights simultaneously
    • G04B3/04—Rigidly-mounted keys, knobs or crowns
    • G04B3/041—Construction of crowns for rotating movement; connection with the winding stem; winding stems
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B37/00—Cases
    • G04B37/22—Materials or processes of manufacturing pocket watch or wrist watch cases

Definitions

  • the present invention relates to a construction element made of hard material for a wristwatch and in particular a watch case middle, a winding crown or bracelet links made of a material having a Vickers hardness greater than or equal to 1100 HV.
  • Metals are very widely used to make dressing parts for wristwatches because of their very interesting properties: high mechanical resistance, high toughness, ease of implementation and machining, etc. Their hardness is, however, lower than that of ceramics, and experience has shown that the cladding parts of wristwatches are poorly resistant to scratches caused by certain very hard agents such as the silica contained in dust, marble or even sand. This therefore results in a relatively rapid deterioration in the aesthetic appearance of these types of parts.
  • these covering parts are currently made of hard metal, for example tungsten carbide, titanium carbonitride or even ceramic.
  • Patent CH 622,151 describes an example of a structure for assembling a case back to a watch case middle made of corundum.
  • the middle part comprises a plurality of housings obtained for example by ultrasonic machining, by grinding or by electroerosion. These housings have a flat bottom and a slightly frustoconical side face and open out into the underside of the middle part. Tapped plugs are fixed by gluing in the housing of the middle. Screws pass through openings in the bottom and engage in the plugs into which they are screwed. This assembly technique is also used to make ceramic winding crowns.
  • the dosage of the glue during its application in the housings is very difficult to control, given the relatively small bonding surface on which the plugs are glued.
  • the implementation of this assembly technique is all the more delicate as the dimensions are small.
  • the diameters of the plugs used are of the order of a few millimeters.
  • the main object of the present invention is therefore to remedy the drawbacks of the above-mentioned prior art, by providing a construction element of hard material for a wristwatch allowing assembly with other construction elements of the same type, which is reliable, simple and economical to implement.
  • the subject of the invention is a construction element made of hard material for a wristwatch, characterized in that it comprises a hole whose cylindrical wall has a thread which comes in one piece with said element.
  • the wristwatch 1 shown diagrammatically and partially in FIG. 1, comprises a box 2 conventionally formed by a middle part 4, a glass 6 and a base 8.
  • the watch 1 further comprises means for setting the hour 10 cooperating in a known manner with a clockwork movement housed in the box 1.
  • the means 10 include in particular a winding stem 12 topped with a winding crown 14.
  • the crown 14, which forms a building element of the wristwatch 1, is made of a hard material, that is to say of a material having a Vickers hardness greater than or equal to 1100.
  • the crown 14 can be made of "hard metal", “cermet” or even ceramic material.
  • hard metal is meant two-phase composite materials consisting of a metallic phase which coats hard particles such as tungsten carbide particles or the like.
  • ceramic is meant two-phase composite materials consisting of a metallic phase which coats hard particles such as particles of titanium carbonitride or the like.
  • ceramic material is meant
  • the crown 14 (FIG. 2) comprises a hole 16, the cylindrical wall of which comprises an internal thread 18 which comes integrally with the crown 14 and by which the latter is directly screwed onto the winding stem 12.
  • thread coming from material it is understood that the thread 18 is obtained without removing material by machining using any tool.
  • the diameter of the crown 14 is between approximately 2 and 5 mm and the diameter of the threaded hole 16 is between approximately 2 and 3 mm, the length of the thread 18 is between approximately 1 and 2.5 mm , the manufacturing tolerances of such parts for wristwatches being of the order of 2 to 3 hundredths of a millimeter.
  • the direct mechanical connection between the winding stem 12 and the crown 14 resists tensile forces of the order of 800 N (breakage of the winding stem 12) and more, whatever the environmental conditions while the mechanical bond bonded between a stopper and a crown withstands, on average, tensile forces of the order of 70 to 110 N under normal conditions, and decreases to 26 N in tropical climatic conditions .
  • a ceramic powder for example a stabilized zirconium oxide powder.
  • the powder used has an average particle size of the order of a micrometer, typically 0.5-1 micrometer.
  • the ceramic powder is then mixed with a binder, for example a polyvinyl alcohol.
  • a binder for example a polyvinyl alcohol.
  • the mixture obtained is homogenized and dried, for example in a conventional atomizer.
  • the granule obtained is sieved, typically at 300 micrometers.
  • the sieved granule is then injected into a mold having the configuration of the desired crown in order to form a blank thereof.
  • the mold comprises in particular a core having the shape of a cylindrical rod on which helical grooves have been dug to leave in relief a thread whose external shape corresponds to that of the desired threaded hole.
  • the mold and the core are of course dimensioned to take into account the shrinkage phenomenon which the crown will undergo during the subsequent sintering step.
  • the dimensions are typically 20 to 25% greater than the final dimensions of the crown.
  • the core is unscrewed and the crown is removed from the mold.
  • the binder is then removed by a conventional thermal process. After removing the binder, the crown is placed in a sintering oven in which it is heated between 1300 ° C and 1600 ° C for about an hour. The crown is removed from the oven and cooled. The crown is finally polished, for example using a diamond paste, so that it has attractive aesthetic characteristics.
  • the crown thus obtained can be directly screwed onto a winding stem having an appropriate thread.
  • FIG 3 there is shown a wristwatch equipped with another construction element according to the invention and in which the elements identical to those of Figures 1 and 2 have the same reference numerals.
  • the building element is constituted by the middle part 6 made of ceramic.
  • the middle part 6 comprises, according to the invention, several holes 16 whose cylindrical wall has an internal thread 18 which comes in one piece with the body of the middle part 6. These holes 16 open into the underside of the middle part 6 and receive directly screws 20 which pass through openings 22 in the base 8 to fix the latter to the middle part 6.

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Description

  • La présente invention concerne un élément de construction en matériau dur pour montre-bracelet et en particulier une carrure de boîte de montre, une couronne de remontoir ou des maillons de bracelets réalisés en un matériau ayant une dureté Vickers supérieure ou égale à 1100 HV.
  • Les métaux sont très largement utilisés pour réaliser des pièces d'habillage de montres-bracelets en raison de leurs propriétés très intéressantes : grande résistance mécanique, ténacité élevée, facilité de mise en oeuvre et d'usinage etc. Leur dureté est toutefois inférieure à celle des céramiques, et l'expérience a montré que les pièces d'habillage des montres-bracelets résistent mal aux rayures provoquées par certains agents très durs tels que la silice contenue dans les poussières, le marbre ou encore le sable. Il en résulte donc une altération relativement rapide de l'aspect esthétique de ces types de pièces.
  • Pour éviter ces inconvénients, on réalise actuellement ces pièces d'habillage en métal dur, par exemple en carbure de tungstène, en carbonitrure de titane ou encore en céramique.
  • Ces matériaux sont cependant difficiles à mettre en forme et notamment difficile à usiner au moyen des procédés d'usinage classiques, ce qui constitue une limitation importante lors de la fabrication de pièces d'habillage pour l'horlogerie ou de pièces de bijouterie dont les formes souvent complexes rendent leur coût de fabrication élevé.
  • En particulier, l'assemblage des diverses pièces d'habillage en matériaux de ce type, comme par exemple l'assemblage de la carrure et du fond ou encore de la couronne de remontoir sur sa tige, présente d'importantes difficultés.
  • Le brevet CH 622 151 décrit un exemple de structure d'assemblage d'un fond à une carrure de boîte de montre réalisée en corindon. La carrure comprend une pluralité de logements obtenus par exemple par usinage aux ultrasons, par meulage ou par électroérosion. Ces logements ont un fond plat et une face latérale légèrement tronconique et débouchent dans la face inférieure de la carrure. Des bouchons taraudés sont fixés par collage dans les logements de la carrure. Des vis traversent des ouvertures du fond et s'engagent dans les bouchons dans lesquels elles sont vissées. Cette technique d'assemblage est également utilisée pour réaliser des couronnes de remontoir en céramique.
  • Cette technique d'assemblage présente toutefois de nombreux inconvénients.
  • En effet, le dosage de la colle lors de son application dans les logements est très difficile à maîtriser, compte tenu de la surface de collage relativement petite sur laquelle les bouchons sont collés.
  • En outre, il est bien connu que les joints de colle se dégradent assez rapidement dans le temps. Ceci s'avère particulièrement gênant dans le cas d'un bouchon collé dans le logement d'une couronne de remontoir en céramique sur laquelle on exerce.régulièrement des efforts de traction.
  • De plus, la mise en oeuvre de cette technique d'assemblage est d'autant plus délicate que les dimensions sont faibles. Pour fixer les idées, les diamètres des bouchons utilisés sont de l'ordre de quelques millimètres.
  • Le document US 4,262,885 A décrit la réalisation, dans un élément réfractaire comme un canal de coulée métallique pour hauts-fourneaux, d'un insert en céramique comprenant un filetage dans lequel est monté un boulon à oeillet pour pouvoir soulever et déplacer ce canal de coulée par une grue.
  • Le document US 4,003,196 A décrit un élément de construction pour montre-bracelet comprenant un trou dont la paroi cylindrique comporte un filetage qui vient de matière avec ledit filetage, étant réalisé de manière classique avec enlèvement de matière.
  • La présente invention a donc pour but principal de remédier aux inconvénients de l'art antérieur susmentionné, en fournissant un élément de construction en matériau dur pour montre-bracelet permettant un assemblage avec d'autres éléments de construction du même type, qui soit fiable, simple et économique à mettre en oeuvre.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un élément de construction en matériau dur pour montre-bracelet, caractérisé en ce qu'il comprend un trou dont la paroi cylindrique comporte un filetage qui vient de matière avec ledit élément.
  • Grâce à cette nouvelle structure, l'assemblage peut être aisément réalisé par vissage directement dans le corps dudit élément de construction, ce qui lui confère une fiabilité améliorée. En effet, grâce à cet élément de construction, il est possible de réaliser un assemblage avec un autre élément comportant une liaison mécanique positive solide ne faisant notamment pas intervenir le phénomène d'adhésion.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description suivante d'un mode de réalisation préféré, présenté à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
    • la figure 1 est une coupe schématique partielle d'une montre-bracelet équipée d'un élément de construction selon l'invention, en particulier d'une couronne de remontoir;
    • la figure 2 est une coupe de la couronne de remontoir représentée à la figure 1, et
    • la figure 3 est une coupe schématique partielle d'une montre-bracelet équipée d'un autre élément de construction selon l'invention, en particulier d'une carrure de boite de montre.
  • La montre-bracelet 1, représentée schématiquement et partiellement à la figure 1, comporte une boite 2 formée classiquement d'une carrure 4, d'un verre 6 et d'un fond 8. La montre 1 comporte en outre des moyens de mise à l'heure 10 coopérant de façon connue avec un mouvement d'horlogerie logé dans la boîte 1.
  • Les moyens 10 comprennent notamment une tige de remontoir 12 coiffée d'une couronne de remontoir 14.
  • La couronne 14, qui forme un élément de construction de la montre-bracelet 1, est réalisée en un matériau dur, c'est-à-dire en un matériau ayant une dureté Vickers supérieure ou égale à 1100. A titre d'exemple, la couronne 14 peut être réalisée en "métal dur", en "cermet" ou encore en matériau céramique. Par "métal dur", on entend des matériaux composites biphasés constitués d'une phase métallique qui enrobe des particules dures telles que des particules de carbure de tungstène ou analogue. Par "cermet", on entend des matériaux composites biphasés constitués d'une phase métallique qui enrobe des particules dures telles que des particules de carbonitrure de titane ou analogue. Enfin, par matériau céramique on entend
  • Selon l'invention, la couronne 14 (figure 2) comprend un trou 16 dont la paroi cylindrique comporte un filetage intérieur 18 qui vient de matière avec la couronne 14 et par lequel celle-ci est directement vissée sur la tige de remontoir 12. Par filetage venu de matière on entend que le filetage 18 est obtenu sans enlèvement de matière par usinage à l'aide d'un outil quelconque.
  • Pour fixer les idées, le diamètre de la couronne 14 est compris entre environ 2 et 5 mm et le diamètre du trou 16 fileté est compris entre environ 2 et 3 mm, la longueur du filetage 18 est comprise entre environ 1 et 2,5 mm, les tolérances de fabrication de telles pièces pour montres-bracelets étant de l'ordre de 2 à 3 centièmes de millimètre.
  • Lors d'essais comparatifs effectués par la déposante, on a constaté que les couronnes 14 selon l'invention résistent à des forces de traction considérablement plus élevées que les couronnes avec bouchons filetés collés conformément à l'art antérieur.
  • Typiquement, la liaison mécanique directe entre la tige de remontoir 12 et la couronne 14 résiste à des forces de traction de l'ordre de 800 N (rupture de la tige de remontoir 12) et plus, quelles que soient les conditions environnementales tandis que la liaison mécanique collée entre un bouchon et une couronne résiste, en moyenne, à des forces de traction de l'ordre de 70 à 110 N dans des conditions normales, et baisse jusqu'à 26 N dans des conditions climatiques tropicales.
  • On notera que l'on peut, le cas échéant, appliquer un film de colle sur le filetage de la tige 12 ou de la couronne 14 pour bloquer la couronne 14 sur la tige de remontoir 12.
  • On va décrire ci-après un exemple de procédé de réalisation d'un élément de construction tel que la couronne 14 en céramique. On se munit tout d'abord d'une poudre de céramique, par exemple une poudre d'oxyde de zirconium stabilisée. La poudre utilisée a une taille granulométrique moyenne de l'ordre du micromètre, typiquement de 0,5-1 micromètre.
  • La poudre de céramique est ensuite mélangée a un liant, par exemple un alcool polyvinylique. Le mélange obtenu est homogénéisé et séché, par exemple dans un atomiseur classique. Le granulé obtenu est tamisé, typiquement à 300 micromètres. Le granulé tamisé est ensuite injecté dans un moule ayant la configuration de la couronne souhaitée afin de former une ébauche de celle-ci. Le moule comprend en particulier un noyau ayant la forme d'une tige cylindrique sur laquelle on a creusé des rainures hélicoïdales pour laisser en relief un filet dont la forme extérieure correspond à celle du trou fileté désiré. Le moule et le noyau sont bien entendu dimensionnés pour prendre en compte le phénomène de retrait que subira la couronne au cours de l'étape de frittage ultérieure. On notera à ce propos que les dimensions sont typiquement de 20 à 25% supérieures aux dimensions finales de la couronne. Après l'étape d'injection, le noyau est dévissé puis la couronne est démoulée. On élimine ensuite le liant par un procédé thermique classique. Après élimination du liant, la couronne est placée dans un four de frittage dans lequel elle est chauffée entre 1300°C et 1600°C pendant environ une heure. La couronne est retirée du four et refroidie. La couronne est enfin polie, par exemple à l'aide d'une pâte de diamant, de sorte qu'elle présente des caractéristiques esthétiques attractives.
  • La couronne ainsi obtenue peut-être directement vissée sur une tige de remontoir ayant un filetage approprié.
  • A la figure 3, on a représenté une montre-bracelet équipée d'un autre élément de construction selon l'invention et dans laquelle les éléments identiques à ceux des figures 1 et 2 portent les mêmes références numériques. Dans cet exemple, l'élément de construction est constitué par la carrure 6 réalisée en céramique. La carrure 6 comprend, selon l'invention, plusieurs trous 16 dont la paroi cylindrique comporte un filetage intérieur 18 qui vient de matière avec le corps de la carrure 6. Ces trous 16 débouchent dans la face inférieure de la carrure 6 et reçoivent directement des vis 20 qui traversent des ouvertures 22 du fond 8 pour fixer ce dernier à la carrure 6.
  • Pour fixer les idées, dans le cas des trous 16 de fixation des vis 20 de la carrure 6, leur diamètre fileté est compris entre environ 2 et 3 mm, et la longueur du filetage est comprise entre environ 2,5 et 5 mm.

Claims (7)

  1. Elément de construction en matériau dur pour montre-bracelet comprenant un trou, caractérisé en ce que la paroi cylindrique du trou comporte un filetage qui vient de matière avec ledit élément et en ce que ledit filetage est obtenu sans enlèvement de matière.
  2. Elément de construction selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il constitue une couronne de remontoir, une boîte de montre ou un élément de bracelet.
  3. Elément de construction selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il présente une dureté supérieure ou égale à 1100 Vickers.
  4. Elément de construction selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'il est réalisé en céramique.
  5. Couronne de remontoir en matériau dur pour montre-bracelet, caractérisé en ce qu'elle comprend un trou dont la paroi cylindrique comporte un filetage qui vient de matière avec ledit élément et en ce que ledit filetage est obtenu sans enlèvement de matière.
  6. Boîte de montre en matériau dur pour montre-bracelet, caractérisé en ce qu'elle comprend un trou dont la paroi cylindrique comporte un filetage qui vient de matière avec ledit élément et en ce que ledit filetage est obtenu sans enlèvement de matière.
  7. Elément de bracelet en matériau dur pour montre-bracelet, caractérisé en ce qu'il comprend un trou dont la paroi cylindrique comporte un filetage qui vient de matière avec ledit élément et en ce que ledit filetage est obtenu sans enlèvement de matière.
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