EP1978421A2 - Organe de bâti de montre - Google Patents

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EP1978421A2
EP1978421A2 EP08153970A EP08153970A EP1978421A2 EP 1978421 A2 EP1978421 A2 EP 1978421A2 EP 08153970 A EP08153970 A EP 08153970A EP 08153970 A EP08153970 A EP 08153970A EP 1978421 A2 EP1978421 A2 EP 1978421A2
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EP
European Patent Office
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plate
body according
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watch
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Withdrawn
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EP08153970A
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German (de)
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EP1978421A3 (fr
Inventor
Pierre Gygax
Lucas Humair
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Manufacture et Fabrique de Montres et Chronometres Ulysse Nardin Le Locle SA
Original Assignee
Manufacture et Fabrique de Montres et Chronometres Ulysse Nardin Le Locle SA
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Publication date
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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
    • G04B29/00—Frameworks
    • G04B29/04—Connecting or supporting parts
    • 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
    • G04B29/00—Frameworks
    • G04B29/02—Plates; Bridges; Cocks
    • 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
    • G04B29/00—Frameworks
    • G04B29/02—Plates; Bridges; Cocks
    • G04B29/027—Materials and manufacturing

Definitions

  • the present invention relates to watch frame members.
  • the frame consists of a plate and bridges mounted on the plate.
  • the plate and the bridges are made of brass machined by mechanical operations.
  • Such a solution makes it possible to manufacture a frame economically and in satisfactory accuracy.
  • stones are driven into platinum and bridges.
  • the document EP 0131267 describes a watch in which the frame is formed of a stack of plates made, for example, of corundum.
  • the bearings are directly made in the plates.
  • Such plates can advantageously be manufactured by photolithography techniques. This allows a very high precision in the positioning of the holes, as well as a small thickness of the watch.
  • the assembly of plates poses problems that are difficult to overcome. Indeed, plates of hard mineral material such as corundum or silicon are fragile and the risk of rupture during screw tightening can not be excluded. This implies significant additional costs.
  • An object of the present invention is to overcome this disadvantage.
  • the present invention therefore relates to a watch frame member, intended to be mounted on a base defining a reference plane.
  • This member is formed of a plate made of a hard mineral material chosen from diamond, corundum and silicon, characterized in that said member also comprises at least one interposition element arranged on at least one of the faces of the plate, in places under tightening pressures.
  • the assembly shown in the drawing is a cage intended to equip a tourbillon watch movement.
  • the cage includes a plate 10 defining a reference plane AA, pillars 12 and bridges 14 and 16.
  • a gear train 18 and an escapement 20 are pivotally mounted between the plate 10 and the bridges 14 and 16.
  • the pillars 12 are driven into the plate 10. They have bearing surfaces on the bridge 14, the surfaces being parallel to the plane AA. As can be seen more particularly on the figure 2 , the pillars 12 comprise a threaded hole 12a and a bearing 12b.
  • the bridge 14 has holes 14a engaged on the bearing surfaces 12b and resting on the pillars 12. Clamping elements, typically screws 22, are clamped in the holes 12a and bearing against the bridge 14.
  • the plate 10 further comprises two columns 10a also having support surfaces to the bridge 16, the surfaces being parallel to the plane AA.
  • the bridge 16 also has holes 16a engaged on spans 10b whose columns 10a are provided.
  • the plate 10 and the pillars 12 are preferably metal, usually brass.
  • the plate 10 is pierced with holes 10b in which are thrown stones 24 in lieu of bearings to the wheels of the wheel 18 and the exhaust 20.
  • bridges 14 and 16 are made of a hard nonmetallic material, and more particularly of silicon, corundum or diamond. Both of these materials have coefficients of friction with steel of interest, so that it is possible to achieve the bearings of the wheels of the gear train 18 and the exhaust 20. It is thus possible to avoid the addition of stones as explained about the plate 10. In this way, the thickness of the movement can be reduced. Indeed, the bridges can have a thickness of the order of 0.15mm. This is not possible with a brass bridge.
  • each bearing 14 of the bridge may have a cup (30) formed recessed around the bearing.
  • the cup defines an oiler forming a kind of reservoir for a lubricant, in order to improve the pivoting conditions of the mobiles in the silicon.
  • the cup is typically circular in shape and is made by etching.
  • Bridges 14 and 16 are made from silicon, corundum or diamond plates by photolithography techniques. These techniques allow a very high dimensional accuracy.
  • the Deep Reactive-lon Etching (DRIE) deep-reactive ion etching technique is preferably used.
  • the bridges 14 and 16 are coated, on at least one of their two faces, with metal strips identified by the letters b and c , for example nickel, in the vicinity of the holes 14a and 16a, by the technique known as LIGA.
  • This technique makes it possible to deposit layers having a high precision in thickness. In this way, it is possible to achieve a less fragile assembly, while taking advantage of the precision offered by photolithography and LIGA, by interposing metal elements where the screws exert a pressure, so as to avoid direct contact between the plate and the base and / or between the plate and the clamping elements.
  • the position of the bridges 14 and 16 is thus defined, in a plane parallel to the plane AA, by the cooperation of the holes 14a and 16a made in the silicon with the bearing surfaces 12b and 10b.
  • the position of the bridges 14 and 16 is defined, along axes perpendicular to this plane AA, by the support of the metal surfaces 14b, 16b on the pillars 12 or the columns 10a, particularly on their bearing surfaces.
  • the bridge 14, which comprises four holes 14a, is positioned in a plane parallel to the plane AA, only by two holes, the other two being of larger diameter.
  • the holes ensuring positioning in the plane will advantageously be chosen so that the distance between them is as great as possible. It is also possible to realize some of holes of oblong shape, so that small position errors do not generate tensions.
  • the plate 10 is also made of silicon. With this embodiment the total height of the assembly can be further reduced.
  • the plate 10 has holes 10c in which the pillars 12 are engaged. It includes, around these holes, metal layers 10d forming layers deposited by the technique known as LIGA.
  • one of the pillars bearing the reference 12A, provides both positioning in the plane and height, while the second pillar 12B takes the place of wedge and defines the space between the plate 10 and the bridge 14 .
  • the metal layer is limited to the vicinity of the places where screws exert pressure.
  • metal could also be placed in other places, for example to stiffen the plate, without increasing the thickness of the movement.

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Abstract

Organe (14,16;10) de bâti pour montre, destiné à être monté sur une base (12,10) définissant un plan de référence (AA), formé d'une plaque réalisée en un matériau minéral dur choisi parmi le diamant, le corindon et le silicium. Ledit organe comprend également au moins un élément d'interposition disposé sur l'une au moins des faces de la plaque, dans des endroits subissant des pressions de serrage.

Description

    Domaine technique
  • La présente invention se rapporte aux organes de bâti pour montre. Dans la plupart des montres, le bâti est constitué d'une platine et de ponts montés sur la platine. La platine et les ponts sont en laiton usinés par des opérations mécaniques. Une telle solution permet de fabriquer un bâti de manière économique et dans une précision satisfaisante. Afin d'assurer de bonnes conditions de fonctionnement tribologiques, des pierres sont chassées dans la platine et dans les ponts.
    • Etat de la technique
  • Le document EP 0131267 décrit une montre dans laquelle le bâti est formé d'un empilement de plaques faites, par exemple, en corindon. Dans cette montre, les paliers sont directement réalisés dans les plaques. De telles plaques peuvent avantageusement être fabriquées par des techniques de photolithographie. Cela permet une très grande précision dans le positionnement des trous, ainsi qu'une faible épaisseur de la montre. Malheureusement, l'assemblage de plaques pose des problèmes difficilement surmontables. En effet, des plaques en matériau minéral dur tel que le corindon ou le silicium sont fragiles et le risque de rupture lors du serrage de vis ne peut être exclu. Or, cela implique des surcoûts importants. Un but de la présente invention est de pallier cet inconvénient.
    • Divulgation de l'invention
  • La présente invention concerne donc un organe de bâti de montre, destiné à être monté sur une base définissant un plan de référence. Cet organe est formé d'une plaque réalisée en un matériau minéral dur choisi parmi le diamant, le corindon et le silicium, caractérisé en ce que ledit organe comprend également au moins un élément d'interposition disposés sur l'une au moins des faces de la plaque, dans des endroits subissant des pressions de serrage.
  • L'organe de bâti de montre selon l'invention peut encore comporter l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes :
    • les éléments d'interposition sont disposés sur la plaque, dans des parties destinées à être en contact avec ladite base ou avec un élément de serrage,
    • les éléments d'interposition sont disposés sur les deux faces de la plaque, la base, la plaque et lesdits éléments d'interposition étant agencés de manière à ce que le positionnement de la plaque dans des directions parallèles au plan AA est défini par une coopération de la plaque avec une première partie de la base et de manière à ce que le positionnement de la plaque selon un axe perpendiculaire audit plan est défini par la coopération des éléments d'interposition avec une deuxième partie de la base,
    • les éléments d'interposition sont des plages métalliques déposées au moins localement sur les plaques,
    • la plaque est munie de trous formant des paliers pour des mobiles de la montre,
    • les plages métalliques sont réalisées de préférence en nickel, choisi pour sa ductilité, sa dureté et son aptitude à un dépôt sur la plaque, elles peuvent aussi être réalisées en or, et
    • la plaque est, en outre, partiellement revêtue de métal en des endroits autre qu'au voisinage des vis, pour assurer une fonction de rigidification.
    Brève description des dessins
  • D'autres caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé, dans lequel:
    • les figures 1 et 2 illustrent, respectivement vu en perspective et en coupe, une partie de bâti pour pièce d'horlogerie selon l'invention selon un premier mode de réalisation,
    • les figures 3 et 4 un deuxième mode de réalisation d'une même partie de bâti, et
    • la figure 5 illustre une variante supplémentaire.
    Mode(s) de réalisation de l'invention
  • L'ensemble représenté au dessin est une cage destinée à équiper un mouvement de montre à tourbillon. La cage comprend une platine 10 définissant un plan de référence AA, des piliers 12 et des ponts 14 et 16. Un rouage 18 et un échappement 20 sont montés pivotants entre la platine 10 et les ponts 14 et 16.
  • Les piliers 12 sont chassés dans la platine 10. Ils comportent des surfaces d'appui au pont 14, les surfaces étant parallèles au plan AA. Comme on peut le voir plus particulièrement sur la figure 2, les piliers 12 comprennent un trou taraudé 12a et une portée 12b. Le pont 14 comporte des trous 14a engagés sur les portées 12b et en appui sur les piliers 12. Des éléments de serrage, typiquement des vis 22, sont serrés dans les trous 12a et en appui contre le pont 14.
  • La platine 10 comprend, en outre, deux colonnes 10a comportant également des surfaces d'appui au pont 16, les surfaces étant parallèles au plan AA. Le pont 16 comporte également des trous 16a engagés sur des portées 10b dont les colonnes 10a sont munies.
  • La platine 10 et les piliers 12 sont avantageusement en métal, généralement en laiton. La platine 10 est percée de trous 10b dans lesquels sont chassées des pierres 24 tenant lieu de paliers aux mobiles du rouage 18 et de l'échappement 20.
  • Dans l'ensemble représenté sur les figures 1 et 2, les ponts 14 et 16 sont réalisés en un matériau non métallique dur, et plus particulièrement en silicium, en corindon ou en diamant. L'un comme l'autre de ces matériaux présente des coefficients de frottement avec l'acier intéressants, de telle sorte qu'il est possible d'y réaliser les paliers des mobiles du rouage 18 et de l'échappement 20. Il est ainsi possible d'éviter l'adjonction de pierres comme expliqué à propos de la platine 10. De la sorte, l'épaisseur du mouvement peut être réduite. En effet, les ponts peuvent avoir une épaisseur de l'ordre de 0.15mm. Cela n'est pas possible avec un pont en laiton.
  • Comme le montre la figure 5, chaque palier du pont 14 peut présenter une coupelle (30) formée en creux autour du palier. La coupelle définit un huilier formant une sorte de réservoir pour un lubrifiant, afin d'améliorer les conditions de pivotement des mobiles dans le silicium. La coupelle est typiquement de forme circulaire et est réalisée par gravage.
  • Les ponts 14 et 16 sont fabriqués à partir de plaques en silicium, en corindon ou en diamant, par les techniques de photolithographie. Ces techniques permettent une très grande précision dimensionnelle. On utilisera de préférence la technique de gravure ionique réactive profonde, en anglais Deep Reactive-lon Etching (DRIE).
  • La fixation de plaques de matériaux tels que le silicium ou le corindon pose toutefois des problèmes, à cause de leur inaptitude à se déformer plastiquement. On a constaté que si, pour une raison ou une autre, la pression exercée sur la plaque formant l'un ou l'autre pont 14 ou 16 n'est pas régulière, par exemple à cause d'une tête de vis présentant un défaut, il y a un fort risque de rupture.
  • Pour éviter cet inconvénient, les ponts 14 et 16 sont revêtus, sur l'une au moins de leurs deux faces, de plages de métal identifiées par les lettres b et c, par exemple de nickel, au voisinage des trous 14a et 16a, par la technique connue sous le nom de LIGA. Cette technique permet de déposer des couches ayant une grande précision en épaisseur. De la sorte, Il est possible de réaliser un ensemble moins fragile, tout en profitant de la précision qu'offrent la photolithographie et le LIGA, en interposant des éléments métalliques aux endroits où des vis exercent une pression, de manière à éviter un contact direct entre la plaque et la base et/ou entre la plaque et les éléments de serrage.
  • La position des ponts 14 et 16 est ainsi définie, dans un plan parallèle au plan AA, par la coopération des trous 14a et 16a pratiqués dans le silicium avec les portées 12b et 10b. La position des ponts 14 et 16 est définie, selon des axes perpendiculaires à ce plan AA, par l'appui des plages de métal 14b, 16b sur les piliers 12 ou les colonnes 10a, particulièrement sur leurs surfaces d'appui.
  • On relèvera que le pont 14, qui comprend quatre trous 14a, n'est positionné, dans un plan parallèle au plan AA, que par deux trous, les deux autres étant de plus grand diamètre. Les trous assurant le positionnement dans le plan seront avantageusement choisis de manière à ce que la distance entre eux soit la plus grande possible. Il est également possible de réaliser certains des trous de forme oblongue, de manière à éviter que de petites erreurs de position engendrent des tensions.
  • Dans le mode de réalisation des figures 3 et 4, la platine 10 est également en silicium. Avec ce mode de réalisation la hauteur totale de l'ensemble peut encore être réduite.
  • Comme pour les ponts 14 et 16, la platine 10 comporte des trous 10c dans lesquels sont engagés les piliers 12. Elle comporte, autour de ces trous, des couches de métal formant des plages 10d déposées selon la technique connue sous le nom de LIGA.
  • Ainsi qu'on peut le voir plus particulièrement sur la figure 4, l'un des piliers, portant la référence 12A, assure à la fois le positionnement dans le plan et en hauteur, alors que le deuxième pilier 12B tient lieu de cale et permet de définir l'espace entre la platine 10 et le pont 14.
  • Une telle solution permet une bonne précision de la distance entre les deux plaques, celle-ci étant définie par des pièces obtenues par décolletage. De la sorte, l'ébat des mobiles peut être, pour l'essentiel, bien maîtriser. Toutefois, dans le cas où cet ébat serait trop important ou au contraire insuffisant, il est possible de l'ajuster en disposant une cale entre l'un ou l'autre des piliers 12 et la plaque.
  • Dans les deux modes de réalisation décrits, la couche de métal se limite au voisinage des endroits où des vis exercent une pression. Avantageusement, du métal pourrait aussi être disposé en d'autres endroits, par exemple pour rigidifier la plaque, sans pour autant augmenter l'épaisseur du mouvement.
  • Les exemples ci-dessus n'ont été donnés qu'à titre d'illustration non limitative de l'invention et ne constituent que des modes de réalisation préférés. Ainsi, l'homme du métier peut envisager directement, pour résoudre le problème de la fragilité du silicium au serrage, de disposer des éléments d'interposition autres que les plages métalliques, au niveau des parties destinées à être en contact avec la base. Des entretoises en polymère, par exemple, peuvent être simplement interposées de manière à éviter un contact direct entre la plaque et la base ou entre la plaque et les éléments de serrage.

Claims (9)

  1. Organe (14, 16; 10) de bâti de montre, destiné à être monté sur une base (12, 10) définissant un plan de référence (AA), formé d'une plaque réalisée en un matériau minéral dur choisi parmi le diamant, le corindon et le silicium, caractérisé en ce que ledit organe de bâti pour montre comprend également au moins un élément d'interposition disposés sur l'une au moins des faces de la plaque, dans des endroits subissant des pressions de serrage.
  2. Organe selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits éléments d'interposition sont disposés sur la plaque (14, 16; 10), dans des parties destinées à être en contact avec ladite base (12; 10) ou avec un élément de serrage.
  3. Organe selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les éléments d'interposition sont disposés sur les deux faces de ladite plaque (14, 16; 10), et en ce que la base, la plaque et lesdits éléments d'interposition sont agencés de manière à ce que le positionnement de ladite plaque dans des directions parallèles audit plan (AA) est défini par une coopération de ladite plaque avec une première partie de ladite base et de manière à ce que le positionnement de ladite plaque selon un axe perpendiculaire audit plan est défini par la coopération desdits éléments d'interposition avec une deuxième partie de ladite base.
  4. Organe selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments d'interposition sont des plages métalliques (14b, 14c, 16b, 16c; 10d) déposées au moins localement sur les plaques.
  5. Organe selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite plaque (14, 16; 10) est munie de trous formant des paliers pour des mobiles de ladite montre.
  6. Organe selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits trous présentent une coupelle (30), formée en creux autour du trou, définissant un huilier.
  7. Organe selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les plages métalliques sont réalisées en nickel.
  8. Organe selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les plages métalliques sont réalisées en or.
  9. Organe selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la plaque est, en outre, partiellement revêtue de métal en des endroits autre qu'au voisinage des vis, pour assurer une fonction de rigidification.
EP08153970A 2007-04-04 2008-04-02 Organe de bâti de montre Withdrawn EP1978421A3 (fr)

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CH00544/07A CH705284B1 (fr) 2007-04-04 2007-04-04 Organe de bâti pour montre.

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EP08153970A Withdrawn EP1978421A3 (fr) 2007-04-04 2008-04-02 Organe de bâti de montre

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CH (1) CH705284B1 (fr)

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