EP1513029B1 - Virole d'horlogerie - Google Patents

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EP1513029B1
EP1513029B1 EP03019944A EP03019944A EP1513029B1 EP 1513029 B1 EP1513029 B1 EP 1513029B1 EP 03019944 A EP03019944 A EP 03019944A EP 03019944 A EP03019944 A EP 03019944A EP 1513029 B1 EP1513029 B1 EP 1513029B1
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collet
horological
balance spring
balance
flexible structure
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Frédéric Maier
Sylvain Jeanneret
Andreas Kuoni
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Patek Philippe SA Geneve
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Patek Philippe SA Geneve
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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
    • G04B17/00—Mechanisms for stabilising frequency
    • G04B17/32—Component parts or constructional details, e.g. collet, stud, virole or piton

Definitions

  • the present invention relates to a timepiece ferrule, more particularly a ferrule for driving a spiral on the shaft of a pendulum in a clockwork movement.
  • ferrules found in current watch movements are often made of steel or brass and, generally, deform plastically when they are driven on the balance shaft.
  • resilient ferrules are also known capable of elastically tightening the balance shaft. The latter have several advantages, including that of being made in a brittle material such as silicon.
  • a disadvantage of elastic ferrules lies in the fact that they reduce the isochronism of the sprung balance.
  • the shell opening to receive the balance shaft, indeed sees its center of gravity move, which generates an imbalance in the balance spring system.
  • the regular shape of the ferrule means that the center of gravity of the ferrule hardly moves during the driving.
  • the attachment point of the hairspring on the shell located on the periphery of the shell, it moves, which offsets the hairspring.
  • the present invention aims to provide an elastic ferrule which, with respect to the conventional elastic ferrules, makes it possible to reduce the displacement of the point of attachment of the spiral on the ferrule during the driving thereof on the balance shaft and thus to improve the isochronism of the sprung balance.
  • the ferrule-spiral assembly illustrated in the figure is made in one piece, typically silicon. It comprises a ferrule 1 and a spiral spring 2 attached at its inner end 20 to a point 3 on the periphery of the ferrule 1.
  • the ferrule-spiral assembly is held on a balance shaft 4 with circular section by driving the ferrule 1 on this shaft 4.
  • the outer end 21 of the spiral 2 is fixed to a peak 5.
  • the shell 1 comprises an inner flexible structure 10 elastically receiving and tightening the rocker shaft 4 and an external stiffening structure 11 surrounding the flexible structure 10.
  • the stiffening structure 11 is attached to the latter at distinct points 12a, 12b and 12c, thus defining recesses 13a, 13b and 13c between the structures 10 and 11.
  • the flexible structure 10 is preferably in the form of a regular closed curve, typically a regular polygon, having a determined number of points of contact with the balance shaft 4, different from the points 12a, 12b, 12c of attachment of the rigidification structure 11 to the flexible structure 10.
  • the flexible structure 10 is substantially in the shape of an equilateral triangle and thus has three points of contact 14a, 14b and 14c with the shaft 4, and its vertices correspond to the aforementioned points of attachment 12a, 12b, 12c.
  • the elasticity of the structure 10 results from the relatively thin, of the latter.
  • the flexible structure 10 has a center of gravity G which remains substantially the same before and after the driving on the shaft 4.
  • the stiffening structure 11 is also in the form of a closed curve and thus completely surrounds the flexible structure 10.
  • the stiffening structure 11 has a shape similar to that of the flexible structure 10, that is to say substantially equilateral triangular, but its vertices 15a, 15b, 15c, corresponding to the points of attachment 12a, 12b, 12c, that is to say at the vertices of the equilateral triangle formed by the flexible structure 10, are rounded.
  • the inner end 20 is preferably substantially an extension of one of the rounded vertices of the structure 11, namely the vertex 15a corresponding to the point of attachment 12a. It will be noted in this regard that to ensure a quasi-continuity of shape between the top 15a of the stiffening structure 11 and the inner end 20 of the hairspring 2, the top 15a, unlike the vertices 15b, 15c, has a center of curvature which is distinct from the center of gravity G of the flexible structure 10.
  • this shell 1 To rebalance the shell 1, that is to say, to ensure that its center of gravity corresponds to the center of gravity G of the flexible structure 10 and thus on the axis of the balance shaft 4, there is provided on this shell 1 a compensation zone, constituted for example by a variable thickness e formed on one of the sides of the triangle defined by the stiffening structure 11, in the occurrence the side located between the vertices 15b and 15c, as illustrated in the figure.
  • the shape and dimensions of this compensation zone can be appropriately determined by a rebalancing method known per se.
  • the stiffening structure 11 has a thickness sufficient to almost not deform during the driving and that in particular the points of attachment 12a, 12b, 12c and therefore the vertices 15a, 15b, 15c remain substantially fixed relative to the center of the ferrule 1 during this hunting.
  • the center of gravity of the ferrule 1 remains constant during the driving of the ferrule-spiral assembly on the balance shaft 4 but also the point 3 of attachment of the spiral 2 to the ferrule 1 This results in an improvement of the isochronism of the sprung balance.

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  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
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Description

  • La présente invention concerne une virole d'horlogerie, plus particulièrement une virole permettant le chassage d'un spiral sur l'arbre d'un balancier dans un mouvement d'horlogerie.
  • Les viroles que l'on trouve dans les mouvements d'horlogerie actuels sont souvent en acier ou en laiton et, généralement, se déforment plastiquement lors de leur chassage sur l'arbre du balancier. Toutefois, on connaît également des viroles élastiques aptes à serrer élastiquement l'arbre du balancier. Ces dernières présentent plusieurs avantages, dont celui de pouvoir être réalisées dans une matière cassante telle que le silicium. Elles sont par exemple sous la forme d'une bague fendue radialement, comme décrit dans les documents CH 490-703 , EP 1,302,821 et FR 1.376.018 , ou d'une structure mince fermée assurant un contact en différents points avec l'arbre de balancier, comme décrit dans l'article intitulé « Caractéristiques chronométriques du système Viroflex », de Christian Faivre et Germain Maillard, publié par la Société Suisse de Chronométrie, 56ème congrès, Neuchâtel, 23 et 24 octobre 1981.
  • Un inconvénient des viroles élastiques réside dans le fait qu'elles diminuent l'isochronisme du balancier-spiral. Dans le cas des viroles en forme de bague fendue radialement, la virole, en s'ouvrant pour recevoir l'arbre de balancier, voit en effet son centre de gravité se déplacer, ce qui génère un balourd dans le système balancier-spiral. Dans le cas de la virole en forme de courbe fermée telle qu'exposée dans l'article susmentionné, la forme régulière de la virole fait que le centre de gravité de cette dernière ne se déplace quasiment pas lors du chassage. En revanche, le point d'attache du spiral sur la virole, situé sur le pourtour de la virole, lui, se déplace, ce qui décentre le spiral.
  • La présente invention vise à fournir une virole élastique qui, par rapport aux viroles élastiques conventionnelles, permette de réduire le déplacement du point d'attache du spiral sur la virole lors du chassage de cette dernière sur l'arbre de balancier et d'améliorer ainsi l'isochronisme du balancier-spiral.
  • A cette fin, il est prévu une virole selon la revendication 1 annexée, des modes de réalisation particuliers de cette virole étant définis dans les revendications dépendantes, ainsi qu'un ensemble virole-spiral et un ensemble balancier-spiral l'incorporant.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante faite en référence à la figure annexée qui montre un ensemble virole-spiral selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention.
  • L'ensemble virole-spiral illustré sur la figure est réalisé en une seule pièce, typiquement en silicium. Il comporte une virole 1 et un ressort spiral 2 rattaché au niveau de son extrémité intérieure 20 à un point 3 sur le pourtour de la virole 1. L'ensemble virole-spiral est maintenu sur un arbre de balancier 4 à section circulaire par chassage de la virole 1 sur cet arbre 4. De manière connue en soi, l'extrémité extérieure 21 du spiral 2 est fixée à un piton 5.
  • La virole 1 comporte une structure flexible intérieure 10 recevant et serrant élastiquement l'arbre de balancier 4 et une structure de rigidification extérieure 11 entourant la structure flexible 10. La structure de rigidification 11 est rattachée à cette dernière en des points distincts 12a, 12b et 12c, définissant ainsi des évidements 13a, 13b et 13c entre les structures 10 et 11.
  • La structure flexible 10 est de préférence sous la forme d'une courbe fermée régulière, typiquement un polygone régulier, ayant un nombre déterminé de points de contact avec l'arbre de balancier 4, différents des points 12a, 12b, 12c de rattachement de la structure de rigidification 11 à la structure flexible 10. Dans l'exemple illustré, la structure flexible 10 est sensiblement en forme de triangle équilatéral et possède ainsi trois points de contact 14a, 14b et 14c avec l'arbre 4, et ses sommets correspondent aux points de rattachement précités 12a, 12b, 12c. L'élasticité de la structure 10 résulte de l'épaisseur, relativement mince, de cette dernière. Cette épaisseur est calculée de manière que la contrainte maximale exercée par l'arbre de balancier 4 sur la structure 10 soit inférieure à la limite élastique du matériau formant la virole 1, que la virole 1 s'accommode des tolérances de fabrication de l'arbre de balancier 4 et que la tenue de la virole 1 sur l'arbre 4 (couple de rotation, force de chassage) soit adéquate. Grâce à sa forme fermée et régulière, la structure flexible 10 a un centre de gravité G qui reste sensiblement le même avant et après le chassage sur l'arbre 4.
  • De préférence, la structure de rigidification 11 est également sous la forme d'une courbe fermée et entoure ainsi complètement la structure flexible 10. Dans l'exemple illustré, la structure de rigidification 11 a une forme similaire à celle de la structure flexible 10, c'est-à-dire sensiblement triangulaire équilatérale, mais ses sommets 15a, 15b, 15c, correspondant aux points de rattachement 12a, 12b, 12c, c'est-à-dire aux sommets du triangle équilatéral formé par la structure flexible 10, sont arrondis. Afin de rendre plus solide l'ensemble virole-spiral au voisinage du point 3 de rattachement de l'extrémité intérieure 20 du spiral 2 à la virole 1, plus précisément à la structure 11, ladite extrémité intérieure 20 constitue de préférence sensiblement un prolongement de l'un des sommets arrondis de la structure 11, à savoir le sommet 15a correspondant au point de rattachement 12a. On notera à cet égard que pour assurer une quasi-continuité de forme entre le sommet 15a de la structure de rigidification 11 et l'extrémité intérieure 20 du spiral 2, le sommet 15a, à la différence des sommets 15b, 15c, a un centre de courbure qui est distinct du centre de gravité G de la structure flexible 10. Pour rééquilibrer la virole 1, c'est-à-dire faire en sorte que son centre de gravité corresponde au centre de gravité G de la structure flexible 10 et soit ainsi sur l'axe de l'arbre de balancier 4, on prévoit sur cette virole 1 une zone de compensation, constituée par exemple par une surépaisseur variable e formée sur l'un des côtés du triangle défini par la structure de rigidification 11, en l'occurrence le côté situé entre les sommets 15b et 15c, comme illustré sur la figure. La forme et les dimensions de cette zone de compensation peuvent être déterminées de façon appropriée par une méthode de rééquilibrage connue en soi.
  • La structure de rigidification 11 a une épaisseur suffisante pour quasiment ne pas se déformer lors du chassage et pour qu'en particulier les points de rattachement 12a, 12b, 12c et donc les sommets 15a, 15b, 15c restent sensiblement fixes par rapport au centre de la virole 1 lors de ce chassage. Ainsi, dans l'invention, non seulement le centre de gravité de la virole 1 reste constant lors du chassage de l'ensemble virole-spiral sur l'arbre de balancier 4 mais également le point 3 de rattachement du spiral 2 à la virole 1. Il en découle une amélioration de l'isochronisme du balancier-spiral.

Claims (18)

  1. Virole d'horlogerie comprenant une structure flexible (10) apte à serrer élastiquement un arbre (4) et une structure de rigidification (11) extérieure à la structure flexible (10) et rattachée à cette dernière en au moins un point (12a, 12b, 12c), caractérisée en ce que la structure de rigidification (11) est en forme de courbe fermée.
  2. Virole d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en une seule pièce.
  3. Virole d'horlogerie selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en silicium.
  4. Virole d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la structure de rigidification (11) est rattachée à la structure flexible (10) en différents points (12a, 12b, 12c).
  5. Virole d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la structure flexible (10) a une forme telle qu'une fois chassée sur un arbre à section circulaire (4) elle soit en contact avec cet arbre (4) uniquement en des points déterminés (14a, 14b, 14c), différents du ou des points (12a, 12b, 12c) de rattachement de la structure de rigidification (11) à la structure flexible (10).
  6. Virole d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la structure flexible (10) a une forme telle que son centre de gravité (G) reste sensiblement inchangé après son chassage sur un arbre à section circulaire (4).
  7. Virole d'horlogerie selon la revendication 6, caractérisée en ce que la structure flexible (10) a une forme fermée et sensiblement régulière.
  8. Virole d'horlogerie selon la revendication 7, caractérisée en ce que la structure flexible (10) a une forme sensiblement triangulaire équilatérale.
  9. Virole d'horlogerie selon la revendication 8, caractérisée en ce que la structure de rigidification (11) est rattachée à la structure flexible (10) en trois points (12a, 12b, 12c) correspondant aux sommets du triangle équilatéral défini par la structure flexible (10).
  10. Virole d'horlogerie selon la revendication 9, caractérisée en ce que la structure de rigidification (11) présente des sommets arrondis (15a, 15b, 15c) au niveau des points de rattachement (12a, 12b, 12c).
  11. Ensemble virole-spiral comprenant une virole d'horlogerie (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 et un spiral d'horlogerie (2) dont l'extrémité intérieure (20) est rattachée à la structure de rigidification (11) de la virole (1).
  12. Ensemble virole-spiral comprenant une virole d'horlogerie (1) selon la revendication 10 et un spiral d'horlogerie (2) dont l'extrémité intérieure (20) est rattachée à la structure de rigidification (11) de la virole (1) en formant sensiblement un prolongement de l'un (15a) des sommets arrondis de la structure de rigidification (11),
  13. Ensemble virole-spiral selon la revendication 12, caractérisé en ce que le sommet (15a) de la structure de rigidification (11) dont l'extrémité intérieure (20) du spiral (2) constitue sensiblement un prolongement a un centre de courbure différent du centre de gravité (G) de la structure flexible (10), et en ce que la virole (1) comprend une zone de compensation (e) conçue pour que le centre de gravité de la virole (1) corresponde sensiblement au centre de gravité (G) de la structure flexible (10).
  14. Ensemble virole-spiral selon la revendication 13, caractérisée en ce que la zone de compensation est constituée par une surépaisseur (e) formée sur un côté de la structure de rigidification (11).
  15. Ensemble virole-spiral selon l'une quelconque des revendications 11 à 14, caractérisé en ce que la structure de rigidification (11) de la virole (1) est telle que le point (3) de rattachement du spiral (2) à cette structure de rigidification (11) reste sensiblement fixe lors du chassage de la virole (1) sur l'arbre (4).
  16. Ensemble virole-spiral selon l'une quelconque des revendications 11 à 15, caractérisé en ce qu'il est réalisé en une seule pièce.
  17. Ensemble balancier-spiral comprenant un balancier d'horlogerie et un ensemble virole-spiral (1-2) selon l'une quelconque des revendications 11 à 16, la virole (1) de l'ensemble virole-spiral étant chassée sur l'arbre (4) du balancier.
  18. Ensemble balancier-spiral selon la revendication 17, caractérisé en ce que le centre de gravité (G) de la virole (1) est situé sensiblement sur l'axe de l'arbre (4) du balancier.
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