EP2107436B1 - Timbre pour une sonnerie ou alarme d'une montre - Google Patents

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EP2107436B1
EP2107436B1 EP09154671A EP09154671A EP2107436B1 EP 2107436 B1 EP2107436 B1 EP 2107436B1 EP 09154671 A EP09154671 A EP 09154671A EP 09154671 A EP09154671 A EP 09154671A EP 2107436 B1 EP2107436 B1 EP 2107436B1
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EP
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gong
watch
stamp
gold
audible
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EP09154671A
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EP2107436A2 (fr
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Jérôme Favre
Nakis Karapatis
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Montres Breguet SA
Original Assignee
Montres Breguet 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
    • G04B21/00—Indicating the time by acoustic means
    • G04B21/02—Regular striking mechanisms giving the full hour, half hour or quarter hour
    • G04B21/08—Sounding bodies; Whistles; Musical apparatus
    • 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
    • G04B23/00—Arrangements producing acoustic signals at preselected times
    • G04B23/02—Alarm clocks
    • G04B23/028—Sounding bodies; boxes used as sounding cases; fixation on or in the case

Definitions

  • the invention relates to a specific geometry stamp for a bell or alarm of a watch.
  • the stamp used is a wire, which may be circular. This wire is arranged around the movement, in the watch cage. This stamp is fixed, for example by solder, to a stamp holder, which is itself secured to the watch plate.
  • the vibration of the stamp is produced by the impact generally near the stamp holder of at least one hammer. This vibration is composed of several eigenfrequencies (or partial), whose number and intensity, especially in the audible range, depend on the geometry of the timbre and the physical properties of the material.
  • fundamental frequency which is also called first harmonic
  • harmonics which are integer multiples of the fundamental frequency.
  • the frequencies above the fundamental are no longer integer multiples of the lowest frequency, they are rather defined by partials.
  • attack spikes such as the shock or the impact of a hammer against a timbre of a watch ring as for the present invention.
  • a certain proportion of partials during the impact of the hammer on the timbre is audible in the frequency range of 1 kHz to 20 kHz (the low limit being given by the radiation capabilities of the watch, while the high limit is the auditory ability of the human ear).
  • the frequency range the more the number of partials is important and the more the generated sound can be considered rich.
  • This type of stamp material it is possible to increase this richness of the sound by playing on the geometry of the stamp, that is to say by realizing for example a stamp of the cathedral type.
  • This type of stamp includes two windings instead of a single winding around the movement of the watch, which can cause a problem of size in the case of the watch.
  • a bell for a ring of a watch may comprise a circular-shaped wire surrounding part of the movement of the watch as shown in part in the patent document.
  • This wire may be made for example of steel to produce a vibration, which thus comprises several partials in the audible frequency range.
  • the number of partials in the audible frequency range is insufficient to produce a rich sound generated by the vibrating tone, particularly in the low frequencies.
  • the invention therefore aims to overcome the disadvantages of the state of the art by providing a timbre for a ringtone or alarm of a watch capable of producing a rich sound having a large number of partials in the audible frequency range.
  • the invention relates to a bell for a bell or alarm of a watch cited above, which comprises the characteristics defined in the independent claim 1.
  • An advantage of the stamp according to the present invention is that the sound produced is richer for a given size of said stamp compared to previously used materials, such as steel. It is possible to produce a cathedral type sound with this time a single winding of a metal wire in the case of a watch and not two windings as in the state of the art.
  • the acoustic intensity is improved by increasing the transmission coefficient to parts of the watch, located downstream of the stamp. With the type of material chosen, such as a precious metal, the quality of sound produced by the timbre is improved, thanks to the greater number of partials that can spread to the radiating parts of the watch.
  • the stamp of the present invention is made in a type of material, which increases the richness of the sound produced by the vibration of said stamp with a high number of audible partials. This high number of partials is determined in the audible frequency range, i.e. from 1 kHz to 20 kHz.
  • the chosen material must therefore make it possible to control and optimize the density of modes ⁇ in the audible frequency range.
  • This density of modes is influenced by various parameters, mainly the properties of the selected material.
  • the density of modes ⁇ is inversely proportional to the root square of the modulus of elasticity E of the material, divided by the density ⁇ of said material according to the following formula: 1 / ⁇ ⁇ ⁇ E / ⁇ 1 / 2 m / s
  • the velocity of the sound produced by the patch is directly proportional to the square root of the modulus of elasticity E divided by the density p, which is defined in m / s.
  • the type of material used for producing a watch stamp may advantageously be chosen from precious metals, such as yellow gold, gray gold, red gold, platinum, palladium and silver.
  • yellow gold the value of the square root of modulus of elasticity E divided by density ⁇ is 2'222 m / s; with a standard geometry stamp, up to 11 audible partials.
  • gray gold this value is 2'606 m / s with about 10 audible partials.
  • red gold this value is 2'556 m / s with about 10 audible partials.
  • this value is 2'822 m / s with 9 to 10 partial audible.
  • palladium this value is 3'172 m / s with about 9 audible.
  • this value is 2'813 m / s with 9 to 10 partial audible.
  • the number of partials with a stamp made of a precious metal, such as gold is even more important in relation to the number of partials of a steel stamp particularly in the range of 1 kHz to 10 kHz, which is the area of maximum sensitivity of the human ear.
  • the geometry stamp determined for a bell or watch alarm may be a wire of rectangular or circular section with a diameter of less than 1 mm, for example of the order of 0.6 mm.
  • This wire is fixed on a stamp holder connected to the watch plate, and may partially surround the watch movement, which may be of a diameter of the order of 12 "1 ⁇ 2. thus describes a single winding in the form of a portion of torus angle included for example between 180 ° or less, and 360 °, preferably of the order of 330 °.
  • the stamp having the form above can therefore advantageously be made of a material whose square root of the modulus of elasticity E divided by the density p is less than 3'300 m / s.
  • This material may be preferably yellow gold, gray gold or red gold, which is easy to work for obtaining said stamp, and has a high number of partials mainly in the range of 1 kHz at 10 kHz.
  • the figures 1 and 2 show two graphs of the spectral density of the sound emitted by a vibration tone in the frequency range from 1 kHz to 20 kHz.
  • the figure 1 represents such a stamp made of steel, while the figure 2 represents such a stamp made of gold.
  • peaks corresponding to the audible partials of the sound produced by the vibrating timbre The more the number of these peaks or partial is large and the sound produced is normally rich for auditory perception by a human ear.
  • the geometry of said stamp must be taken into account in order not to have two peaks too close to each other in the frequency range audible, because in this case a dissonant sound can be perceived.
  • This geometry of the stamp must therefore be optimized to also avoid these double peaks in the audible frequency range. It can be operated for example a picture near the place where the stamp is fixed.

Description

  • L'invention concerne un timbre de géométrie déterminée pour une sonnerie ou une alarme d'une montre.
  • Dans le domaine de l'horlogerie, une architecture traditionnelle est utilisée pour réaliser des mouvements, qui sont munis de mécanismes de sonnerie, tels que des répétitions minutes. Dans ces réalisations, le timbre utilisé est un fil métallique, qui peut être de forme circulaire. Ce fil métallique est disposé autour du mouvement, dans la cage de montre. Ce timbre est fixé, par exemple par brasure, à un porte-timbre, qui est lui-même solidaire de la platine de montre. La vibration du timbre est produite par l'impact généralement à proximité du porte-timbre d'au moins un marteau. Cette vibration est composée de plusieurs fréquences propres (ou partiels), dont le nombre et l'intensité, en particulier dans le domaine audible, dépendent de la géométrie du timbre et des propriétés physiques du matériau.
  • Généralement pour la production d'un son musical de hauteur fixe dans tout le spectre sonore, il y a une fréquence fondamentale, qui est appelée aussi premier harmonique, et un ou plusieurs harmoniques, qui sont des multiples entiers de la fréquence fondamentale. Dans d'autres cas où les fréquences supérieures à la fondamentale ne sont plus des multiples entiers de la fréquence la plus basse, on les définit plutôt par partiels. On rencontre principalement un son à plusieurs partiels dans des instruments à percussion ou certains instruments à cordes, ou lors de transitoires d'attaque, telles que le choc ou l'impact d'un marteau contre un timbre d'une sonnerie de montre comme pour la présente invention.
  • Une certaine proportion de partiels lors de l'impact du marteau sur le timbre est audible dans la gamme de fréquences de 1 kHz à 20 kHz (la limite basse étant donnée par les capacités de rayonnement de la montre, alors que la limite haute est la capacité auditive de l'oreille humaine). Dans cette gamme de fréquences, plus le nombre de partiels est important et plus le son généré peut être considéré comme riche. Avec un type de matériau de timbre utilisé, il n'est possible d'augmenter cette richesse du son qu'en jouant sur la géométrie du timbre, c'est-à-dire en réalisant par exemple un timbre du type cathédrale. Ce type de timbre comprend deux enroulements au lieu d'un seul enroulement autour du mouvement de la montre, ce qui peut causer un problème d'encombrement dans le boîtier de la montre.
  • Comme indiqué ci-devant, un timbre pour une sonnerie d'une montre peut comprendre un fil métallique de forme circulaire entourant une partie du mouvement de la montre comme montré en partie dans le document de brevet WO 2006/095244 . Ce fil métallique peut être réalisé par exemple en acier pour produire une vibration, qui comprend donc plusieurs partiels dans la gamme de fréquences audibles. Toutefois, on constate avec un tel timbre en acier de géométrie donnée, que le nombre de partiels dans la gamme de fréquences audibles est insuffisant pour produire un son riche généré par le timbre en vibration, en particulier dans les basses fréquences.
  • L'invention a donc pour but de pallier aux inconvénients de l'état de la technique en fournissant un timbre pour une sonnerie ou alarme d'une montre susceptible de produire un son riche ayant un nombre important de partiels dans la gamme de fréquences audibles.
  • A cet effet, l'invention concerne un timbre pour une sonnerie ou alarme d'une montre cité ci-devant, qui comprend les caractéristiques définies dans la revendication indépendante 1.
  • Des formes d'exécution particulières du timbre pour une sonnerie d'une montre sont définies dans les revendications dépendantes 2 à 4.
  • Un avantage du timbre selon la présente invention, qui est réalisé dans un tel matériau, est que le son produit est plus riche pour un encombrement donné dudit timbre par rapport aux matériaux utilisés précédemment, tels que l'acier. Il est possible de produire un son de type cathédrale avec cette fois un seul enroulement d'un fil métallique dans le boîtier d'une montre et non deux enroulements comme dans l'état de la technique. L'intensité acoustique est améliorée grâce à l'augmentation du coefficient de transmission vers des pièces de la montre, situées en aval du timbre. Avec le type de matériau choisi, tel qu'un métal précieux, la qualité du son produit par le timbre est améliorée, grâce au plus grand nombre de partiels pouvant se propager vers des parties rayonnantes de la montre.
  • Les buts, avantages et caractéristiques du timbre pour une sonnerie ou alarme d'une montre apparaîtront mieux dans la description suivante notamment en regard des dessins sur lesquels :
    • la figure 1 représente un graphique de la densité spectrale du son émis par un timbre en acier en vibration dans la gamme de fréquences audibles, et
    • la figure 2 représente un graphique de la densité spectrale du son émis par un timbre en or selon l'invention en vibration dans la gamme de fréquences audibles.
  • Le timbre de la présente invention est réalisé dans un type de matériau, qui permet d'augmenter la richesse du son produit par la vibration dudit timbre avec un nombre élevé de partiels audibles. Ce nombre élevé de partiels est déterminé dans la gamme de fréquences audibles, c'est-à-dire de 1 kHz à 20 kHz.
  • En plus de la forme géométrique bien déterminée, le matériau choisi doit donc permettre de contrôler et d'optimiser la densité de modes η dans la gamme de fréquences audibles. Cette densité de modes est influencée par différents paramètres, dont principalement les propriétés du matériau choisi. La densité de modes η est inversement proportionnelle à la racine carrée du module d'élasticité E du matériau, divisé par la masse volumique ρ dudit matériau selon la formule suivante : 1 / η α ⁢ E / ρ 1 / 2 m / s
    Figure imgb0001
  • Par contre la vitesse du son produit par le timbre est elle directement proportionnelle à la racine carrée du module d'élasticité E divisé par la masse volumique p, qui est définie en m/s.
  • Le type de matériau utilisé pour la réalisation d'un timbre de montre peut être avantageusement choisi parmi les métaux précieux, tels que l'or jaune, l'or gris, l'or rouge, le platine, le palladium et l'argent par exemple. Pour l'or jaune, la valeur de la racine carrée du module d'élasticité E divisé par la masse volumique ρ est de 2'222 m/s; avec un timbre de géométrie standard, jusqu'à 11 partiels audibles. Pour l'or gris, cette valeur est de 2'606 m/s avec environ 10 partiels audibles. Pour l'or rouge, cette valeur est de 2'556 m/s avec environ 10 partiels audibles. Pour le platine, cette valeur est de 2'822 m/s avec 9 à 10 partiels audibles. Pour le palladium, cette valeur est de 3'172 m/s avec environ 9 audibles. Pour l'argent, cette valeur est de 2'813 m/s avec 9 à 10 partiels audibles.
  • Comme il peut être remarqué par les valeurs énoncées ci-dessus, tous ces métaux précieux ont une valeur de la racine carrée du module d'élasticité E divisé par la masse volumique ρ inférieure à 3'300 m/s. A titre de comparaison, si le timbre est réalisé comme traditionnellement avec de l'acier 20AP ou de la corde à piano, cette valeur est supérieure à 5'000 m/s avec 7 partiels dans la gamme de fréquences audibles. Dans le cas du diamant comme autre type de matériau du timbre, cette valeur est supérieure à 16'850 m/s avec uniquement 4 partiels audibles. Ceci montre bien que la réalisation d'un timbre de géométrie standard avec un métal précieux garantit l'obtention d'un son riche du timbre en vibration avec un nombre élevé de partiels audibles et sans produire un son cacophonique.
  • Il est à noter également qu'avantageusement le nombre de partiels avec un timbre réalisé dans un métal précieux, tel que l'or, est encore plus important par rapport au nombre de partiels d'un timbre en acier particulièrement dans la gamme de 1 kHz à 10 kHz, qui est la zone de sensibilité maximale de l'oreille humaine.
  • Le timbre de géométrie déterminée pour une sonnerie ou alarme de montre peut être un fil métallique de section rectangulaire ou circulaire de diamètre inférieur à 1 mm, par exemple de l'ordre de 0.6 mm. Ce fil métallique est fixé sur un porte-timbre relié à la platine de la montre, et peut entourer en partie le mouvement de montre, qui peut être d'un diamètre de l'ordre de 12"'½. Le fil métallique du timbre décrit donc un seul enroulement sous la forme d'une portion de tore d'angle compris par exemple entre 180° ou moins, et 360°, de préférence de l'ordre de 330°.
  • Le timbre ayant la forme ci-dessus peut donc avantageusement être réalisé dans un matériau dont la racine carrée du module d'élasticité E divisé par la masse volumique p, est inférieure à 3'300 m/s. Ce matériau peut être de préférence de l'or jaune, de l'or gris ou de l'or rouge, qui est facile à travailler pour l'obtention dudit timbre, et présente un nombre élevé de partiels principalement dans la gamme de 1 kHz à 10 kHz. Avec un seul enroulement du fil en métal précieux du timbre ainsi réalisé, il est possible de produire un son de type « cathédrale », ce qui permet de gagner dans l'encombrement d'un tel timbre à monter dans une boîte de montre. Avec un timbre en acier, il est nécessaire de réaliser deux enroulements du fil métallique pour avoir un son du même type.
  • Pour bien montrer l'avantage d'utiliser un matériau tel que de l'or par rapport au traditionnel acier pour la réalisation d'un timbre de forme indiquée ci-dessus, les figures 1 et 2 montrent deux graphiques de la densité spectrale du son émis par un timbre en vibration dans la gamme de fréquences de 1 kHz à 20 kHz. La figure 1 représente un tel timbre réalisé en acier, alors que la figure 2 représente un tel timbre réalisé en or. On peut remarquer sur ces figures des pics correspondant aux partiels audibles du son produit par le timbre en vibration. Plus le nombre de ces pics ou partiels est grand et plus le son produit est normalement riche pour une perception auditive par une oreille humaine.
  • A la figure 1, on peut compter 7 partiels audibles du timbre en acier, ce qui donne une densité de modes η = 0.37 kHz-1. Par contre à la figure 2, on peut normalement remarquer au moins 9 partiels audibles du timbre en or, ce qui donne une densité de modes η = 0.47 kHz-1. Un gain de l'ordre de 30% peut être constaté avec un timbre en or par rapport à un timbre en acier traditionnel, ainsi qu'un décalage vers les basses fréquences (pour une géométrie donnée).
  • Il est à noter qu'en plus du matériau choisi, tel qu'un métal précieux, il doit être tenu compte de la géométrie dudit timbre afin de ne pas avoir deux pics trop proches l'un de l'autre dans la gamme de fréquences audibles, car dans ce cas un son dissonant peut être perçu. Cette géométrie du timbre doit donc être optimisée pour éviter également ces doubles pics dans la gamme de fréquences audibles. Il peut être opéré par exemple un limage près de l'endroit où le timbre est fixé.
  • A partir de la description qui vient d'être faite, plusieurs autres matériaux, que seulement des métaux précieux, remplissant les conditions précédemment énoncées peuvent être utilisés par l'homme du métier pour réaliser un timbre de géométrie déterminée pour une sonnerie d'une montre sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications. Ces matériaux choisis doivent permettre de percevoir au moins plus de 8 partiels dans la gamme de fréquences audibles. Le matériau choisi peut être un alliage non précieux remplissant les conditions énoncées. Il faut noter que d'autres propriétés, notamment le facteur de qualité intrinsèque, régissent le choix d'un matériau pour la réalisation d'un timbre.

Claims (4)

  1. Timbre de géométrie déterminée pour une sonnerie ou alarme d'une montre, ledit timbre étant un fil métallique destiné à être fixé sur un porte-timbre relié à une platine de la montre, caractérisé en ce que le timbre est réalisé dans un matériau dont la racine carrée du rapport entre le module d'élasticité divisé par la masse volumique est inférieure à 3'300 m/s, afin de permettre au timbre en vibration, lorsqu'il est frappé par un marteau de sonnerie d'une montre, de produire un son riche constitué de plusieurs partiels audibles dans une gamme de fréquences audibles de 1 kHz à 20 kHz.
  2. Timbre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau utilisé est un métal précieux ou un alliage de métaux précieux, ledit métal précieux étant choisi parmi l'or jaune, l'or gris, l'or rouge, le platine, le palladium ou l'argent.
  3. Timbre selon la revendication 2 une partie dudit fil définissant une portion de cercle d'angle compris entre 180° et 360' pour disposé autour d'un mouvement de la montre à l'intérieur du boîtier de la montre, caractérisé en ce qu'il est conçu avec une section de diamètre inférieur ou égal à 1 mm de telle manière que le son produit par le timbre en vibration comprend un nombre de partiels audibles supérieur ou égal à 8
  4. Timbre selon la revendication 2, caractérisé en ce que le timbre est de section transversale circulaire et de diamètre inférieur à 1 mm, de préférence égale à 0.6 mm. ledit fil définissant une portion de cercle d'angle de 330° destiné à entourer en partie le mouvement de la montre à l'intérieur du boîtier.
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EP2107436A3 EP2107436A3 (fr) 2010-11-03
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