EP2233989A1

EP2233989A1 - Ressort spiral et sa raquetterie

Info

Publication number: EP2233989A1
Application number: EP09156075A
Authority: EP
Inventors: Marc-André Glassey; Pierre Gygax
Original assignee: Manufacture et Fabrique de Montres et Chronometres Ulysse Nardin Le Locle SA
Current assignee: Manufacture et Fabrique de Montres et Chronometres Ulysse Nardin Le Locle SA
Priority date: 2009-03-24
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2010-09-29

Abstract

L'invention concerne un ressort spiral (10) obtenu par gravure profonde dont une première extrémité intérieure est associée à une virole (12) et dont sa spire extérieure se termine en une deuxième extrémité associée à un piton (14). Selon l'invention, la spire extérieure du spiral comporte une portion divisée en deux lames (16), lesdites lames définissant entre elles une ouverture (18) oblongue, présentant un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la dernière spire, ladite ouverture étant destinée à recevoir un organe de réglage dont la position est mobile en référence l'ouverture. L'invention concerne également un ensemble comportant un tel ressort spiral (10) et un organe de réglage (20) unique agencé sur un support mobile concentriquement à la dernière spire, à l'intérieur de l'ouverture (18) définie par les deux lames (16).

Description

Domaine technique

La présente invention concerne un ressort spiral obtenu par gravure profonde dont une première extrémité intérieure est associée à une virole et dont sa spire extérieure se termine en une deuxième extrémité associée à un piton. L'invention concerne également un ensemble composé d'un ressort spiral et de sa raquetterie.

Etat de la technique

Dans les horloges, les pendules et les montres mécaniques ou électroniques, on a toujours un organe régulateur permettant, comme son nom l'indique, de réguler la marche de la pièce d'horlogerie. Dans le cas d'une montre mécanique, l'organe de régulation est constitué d'un balancier et d'un ressort spiral.
Ces deux éléments jouent un rôle fondamental dans le réglage de la montre, qui est la technique qui permet, pour l'horloger, de faire en sorte que la montre indique en tout temps l'heure la plus juste. Il convient, pour cela d'ajuster la période d'oscillation du balancier spiral en agissant, traditionnellement, soit sur l'inertie du balancier, soit sur le couple du spiral et son attache intérieure et extérieure. L'action sur l'inertie du balancier est longue et délicate. Elle est réservée aux pièces haut de gamme, munie d'un balancier à réglage inertiel.
On agit plus couramment sur le spiral. Celui-ci est une lame, en général métallique, de section rectangulaire enroulée sur elle-même en forme de spirale d'Archimède. Il est fixé, en son centre, sur l'axe de balancier, par une pièce appelée virole. L'extérieur du spiral est fixé à un pont de balancier, nommé coq, par une pièce appelée piton. Le piton est fixé soit directement au coq, soit par l'intermédiaire d'un porte-piton mobile. Un système nommé raquette ou raquetterie, permet de régler le point de comptage, c'est-à-dire d'ajuster la longueur active du spiral. Le point de comptage est défini par deux points d'appui, disposés avec ébat de part et d'autre du spiral. Ces appuis sont obtenus par deux goupilles, ou une goupille et une clé, et peuvent tourner d'un certain angle pour modifier la position réelle du point de comptage et donc pour modifier le couple du spiral.
Un porte-piton peut être prévu pour faire tourner l'ensemble du balancier-spiral pour le situer de telle façon que, lorsque le balancier est arrêté, la cheville de plateau soit sur la ligne des centres ancre-balancier.
Il a récemment été développé des spiraux en silicium ou en silicium recouvert d'une couche d'oxyde de silicium, afin d'améliorer le comportement de l'organe régulateur et de faciliter la production de ces spiraux et d'avoir une parfaite reproductibilité de leurs caractéristiques. Cependant, le réglage de l'organe régulateur se fait généralement par l'intermédiaire d'un balancier à inertie réglable.
La présente invention a donc pour but de proposer un système de réglage amélioré et simplifié pour des spiraux à base de silicium, tirant notamment profit de la facilité à mettre en forme des spiraux à base de silicium, par des techniques de gravure modernes.

Divulgation de l'invention

De manière plus précise, l'invention porte sur un ressort spiral obtenu par gravure profonde dont une première extrémité intérieure est associée à une virole et dont sa spire extérieure se termine en une deuxième extrémité associée à un piton. Selon l'invention, la spire extérieure du spiral comporte une portion divisée en deux lames, lesdites lames définissant entre elles une ouverture oblongue, présentant un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la dernière spire, ladite ouverture étant destinée à recevoir un organe de réglage dont la position est mobile en référence l'ouverture.
L'invention concerne également un ensemble composé d'un tel ressort spiral et d'un organe de réglage unique agencé sur un support mobile concentriquement à la dernière spire, à l'intérieur de l'ouverture définie par les deux lames.

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 à 4 montrent, en vue de dessus, des vues schématiques de différents modes de réalisation selon l'invention.

Mode(s) de réalisation de l'invention

La figure 1 représente un ressort spiral plat 10, réalisé en silicium. Il comprend une première extrémité intérieure associée à une virole 12. Typiquement, comme le permettent les techniques de mise en forme des matériaux de type silicium, la virole 12 est réalisée d'une pièce avec le reste du spiral. La spire extérieure se termine en une deuxième extrémité associée, de manière conventionnelle, à un piton 14, représenté schématiquement.
Sur l'essentiel de sa longueur, le spiral 10 est réalisé en un seul brin.
Particulièrement à l'invention, la dernière spire comprend une portion divisée en deux lames 16. Les lames 16 sont disposées symétriquement en référence à la courbe virtuelle qu'aurait suivie la dernière spire d'un spiral conventionnel, au repos, cette courbe virtuelle étant représentée en pointillé. Les lames 16 définissent ainsi entre elles une ouverture 18 oblongue et présentent chacune un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la dernière spire. Comme on le verra ci-après, cette ouverture 18 est destinée à recevoir un organe de réglage 20 dont la position est mobile en référence l'ouverture.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, les deux lames sont relativement fines, c'est-à-dire qu'elles sont flexibles et participent au comportement élastique du spiral 10, de sorte qu'elles ont une influence non nulle dans la détermination du couple élastique du spiral. Pour fixer les idées, la largeur des lames est inférieure ou égale à la largeur du brin formant les spires.
On notera que la dernière spire peut comporter une deuxième portion, comprenant un premier et un deuxième brins 22, mais l'un des brins est situé sur la courbe normale du spiral, l'autre brin étant positionné de manière sensiblement parallèle et étant relié de manière rigide par des poutres de liaison 24 au premier brin. Cet agencement permet de ramener le centre d'action du spiral en correspondance avec le centre du balancier associé au spiral, afin de corriger le spiral de son développement non concentrique.
Un autre aspect important de l'invention concerne un dispositif de réglage de la fréquence du balancier-spiral, comparable à une raquetterie conventionnelle. L'organe de réglage 20, typiquement réalisé au moyen d'une goupille, est monté sur un support non représenté, de manière à prendre place l'intérieur de l'ouverture 18 définie par les deux lames. Le support est monté mobile en rotation, centré sur l'axe de balancier, concentriquement à la dernière spire.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, l'organe de réglage 20 est réalisé au moyen d'une goupille cylindrique, dont le diamètre d est inférieur à la distance e séparant les deux lames 16. La goupille est sensiblement située au milieu des deux lames, de manière à ce que, lorsque le spiral est au repos, on ait un jeu sensiblement égal entre la goupille et chacune des lames 16.
Ainsi, en déplaçant angulairement la goupille à l'intérieur de l'ouverture 18, on modifie la position réelle du point de comptage, ce qui permet d'ajuster la fréquence du balancier-spiral.
Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2, les lames 16 du spiral 10 sont relativement épaisses, c'est-à-dire qu'elles sont plus rigides que le brin formant le reste du spiral et ne participent pas au comportement élastique du spiral, de sorte qu'elles n'ont pas d'influence dans la détermination du couple élastique du spiral. Pour fixer les idées, la largeur des lames 16 est au moins supérieure à la largeur du brin formant les spires. L'extrémité du spiral 10, situé entre la portion comprenant les deux lames 16 et le piton 14, est flexible. Un organe de réglage 20 similaire à celui décrit à propos du mode de réalisation de la figure 1 est disposé à l'intérieur de l'ouverture 18.
Dans ce cas, le déplacement circulaire de l'organe de réglage 20 à l'intérieur de l'ouverture 18, va agir sur l'amplitude des variations que peut présenter la flèche de la deuxième extrémité du spiral, encastrée dans le piton 14. En effet, celle-ci fléchit à l'instar d'une poutre encastrée et on comprend bien que, dans le mode de réalisation de la figure 2, le paramètre sur lequel va agir la position de l'organe de réglage 20 sera l'angle de flexion que peut présenter l'extrémité du spiral encastrée dans le piton 14, lors des contractions du spiral 10. En effet, le point de comptage est fixe et est situé à l'amorce de la portion à deux lames 16, étant donné que celles-ci sont rigides.
Les figures 3 et 4 illustrent deux autres modes de réalisation de l'organe de réglage 20, susceptibles d'être utilisés soit avec un spiral dont les deux lames 16 sont rigides, soit avec un spiral dont les deux lames 16 sont flexibles. A titre d'exemple, la figure 3 propose des lames 16 rigides, tandis que la figure 4 propose des lames 16 flexibles.
Dans le mode de réalisation de la figure 3, en plus d'avoir le support monté mobile comme décrit ci-dessus, l'organe de réglage 20 est monté pivotant sur le support. Il est réalisé au moyen d'une goupille, de forme oblongue, symétrique par rapport à son axe de pivotement. La plus grande dimension de la goupille est plus petite que la distance e séparant les deux lames. Ainsi, lorsque la goupille pivote, on fait varier le jeu entre l'organe de réglage 20 et chacune des lames 16. Un résultat identique peut être obtenu avec une goupille cylindrique montée de manière excentrique.
Le mode de réalisation de la figure 4 est similaire à celui de la figure 3, à l'exception du fait que l'organe de réglage 20 est, dans sa plus grande dimension, plus grand que la distance e séparant les deux lames 16. Ainsi, en faisant pivoter l'organe de réglage sur le support, on peut faire varier le jeu entre l'organe de réglage 20 et chacune des lames 16, éventuellement jusqu'à supprimer tout jeu et obtenir un blocage. Lorsque le jeu entre la goupille et les lames 16 est supprimé, on obtient un encastrement unique, à l'instar de ce que l'on peut avoir avec un balancier à inertie réglable, la position de ce point d'encastrement pouvant être réglée. On notera que, pour bloquer le spiral au moyen de l'organe de réglage, on peut prévoir un outil spécial permettant de maintenir les deux lames en place lors de l'actionnement de la goupille.
La présente description n'a été donnée qu'à titre d'illustration non limitative de l'invention et l'homme du métier peut encore prévoir diverses alternatives découlant directement de la description donnée ci-dessus, sans sortir du cadre défini par les revendications. On notera néanmoins que le support portant l'organe de réglage peut être associé à une graduation permettant de repérer la position angulaire de la goupille dans l'ouverture, en référence au centre du spiral. On peut également, pour les modes de réalisation prévoyant que la goupille soit montée pivotante sur le support, prévoir un repère pour visualiser la position angulaire de la goupille par rapport au support. Avec ces repères, il est ainsi possible de quantifier le réglage effectué. On notera en outre que les deux lames peuvent être situées à la deuxième extrémité du spiral, et être associées directement avec le piton. Enfin, l'invention peut être appliquée de manière générale à tous les spiraux réalisés dans des matériaux conformables par des techniques de gravure profonde, particulièrement à des spiraux à base de silicium, notamment en silicium monocristallin, éventuellement recouvert d'une couche d'oxyde de silicium, mais également à des spiraux réalisés en diamant, obtenu par croissance puis par gravure profonde, ou encore à des spiraux réalisés en DCS (de l'anglais Diamond Coated Silicium), c'est-à-dire des spiraux en silicium recouverts de diamant.

Claims

Ressort spiral (10) obtenu par gravure profonde dont une première extrémité intérieure est associée à une virole (12) et dont sa spire extérieure se termine en une deuxième extrémité associée à un piton (14),
caractérisé en ce que la spire extérieure du spiral comporte une portion divisée en deux lames (16), lesdites lames définissant entre elles une ouverture (18) oblongue, présentant un rayon de courbure sensiblement égal à celui de la dernière spire, ladite ouverture étant destinée à recevoir un organe de réglage dont la position est mobile en référence l'ouverture.
Ressort selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites lames (16) se rejoignent avant la deuxième extrémité, de sorte que le spiral comporte un seul brin pour coopérer avec le piton.
Ressort spiral selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites lames (16) sont plus rigides que les spires du reste du spiral.
Ressort spiral selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdites lames (16) sont flexibles et participent à la détermination du couple élastique du spiral.
Ressort spiral selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les lames (16) sont disposées symétriquement en référence à la courbe virtuelle de la dernière spire, au repos.
Ressort spiral selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé en silicium monocristallin.
Ressort spiral selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé en silicium monocristallin recouvert d'une couche d'oxyde.
Ressort spiral selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé en silicium recouvert d'une couche de diamant.
Ressort spiral selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est réalisé en diamant.
Ensemble comportant un ressort spiral (10) selon l'une des revendications 1 à 9 et un organe de réglage (20) unique agencé sur un support mobile concentriquement à la dernière spire, à l'intérieur de l'ouverture (18) définie par les deux lames.
Ensemble selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'organe de réglage (20) est fixe sur le support et en ce que ledit organe de réglage est sensiblement situé au milieu des deux lames (16).
Ensemble selon la revendication 10, dans lequel les lames sont distantes l'une de l'autre d'une distance e, caractérisé en ce que l'organe de réglage (20) est, dans sa plus grande dimension, plus petit que e, et en ce qu'il est monté pivotant sur le support de manière à faire varier le jeu entre l'organe de réglage et chacune des lames (16).
Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de réglage (20) est monté de manière excentrique.
Ensemble selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'organe de réglage (20) est de forme oblongue et est symétrique par rapport à son axe de pivotement.
Ensemble selon la revendication 10, dans lequel les lames (16) sont distantes l'une de l'autre d'une distance e, caractérisé en ce que l'organe de réglage (20) est, dans sa plus grande dimension, plus grand que e, et en ce qu'il est monté pivotant sur le support de manière à faire varier le jeu entre l'organe de réglage et chacune des lames, éventuellement jusqu'à supprimer tout jeu.