EP2362280B1 - Palier pour un axe de balancier d'une pièce d'horlogerie et pièce d'horlogerie équipée d'un tel palier - Google Patents

Description

Domaine technique
• La présente invention concerne un palier pour maintenir et permettre la rotation d'un axe de balancier d'une montre-bracelet, ou d'une pièce d'horlogerie quelconque.
Etat de la technique
• On connaît de nombreux dispositifs pour maintenir le pivot de l'axe de balancier d'un mouvement de montre, les plus répandus comprenant une pierre percée formant coussinet dont le trou permet le passage de ce pivot, et une pierre contre-pivot limitant le mouvement axial du pivot. Cette disposition permet d'obtenir des coefficients de friction assez faibles, à condition d'assurer la lubrification du palier, par exemple avec de l'huile. Il est aussi connu d'équiper ces palier avec des amortisseurs élastiques diversement conformés, pour permettre aux pierres de se déplacer momentanément lors d'un choc, et ainsi éviter la rupture des pivots, très fragiles. Des exemples de paliers ainsi réalisés ont été publiés par FR1393838 , GB 1054299 , CH 1244360 , et CH 192767 .
• Les huiles utilisées pour la lubrification n'ont pas une durée indéfinie; elles s'épaississent et se dégradent après un certain temps, obligeant à des révisions périodiques de la montre. Par ailleurs ces paliers présentent toujours, même neufs, une certaine friction due à la viscosité de l'huile.
• On connaît, du document US2002114225 , un palier pour axe de balancier avec un roulement à billes. Dans ce document, la poussée axiale du balancier est reprise par les billes elles-mêmes.
• CH191908 décrit un roulement à billes miniature, tandis que CH299774 décrit un palier et des billes en corindon. Dans ce dernier, cependant, les billes ne roulent pas à l'intérieur d'une course, mais elles sont maintenues par trois ouvertures circulaires dans le fond du palier.
Bref résumé de l'invention
• Un but de la présente invention est de proposer un palier pour l'axe de balancier d'une montre sans lubrification, résistant aux chocs, avec un coefficient de friction plus favorable, ne nécessitant pas de révisions ou maintenances périodiques, et exempt de lubrification.
• Selon l'invention, ces buts sont atteints notamment au moyen de la combinaison qui fait l'objet de la revendication 1.
Brève description des figures
• Des exemples de mise en oeuvre de l'invention sont indiqués dans la description illustrée par les figures annexées dans lesquelles :
• La figure 1 est une coupe axiale d'un palier à roulement selon un aspect de l'invention.
• Les figures 2-4 illustrent, en trois dimensions, des variantes d'exécution du palier de l'invention.
Exemple(s) de mode de réalisation de l'invention
• La figure 1 représente un palier à billes pour une roue de balancier d'un mouvement d'horlogerie. La roue de balancier (non visible) est solidaire d'un axe 50, dont seulement une extrémité est représentée, lequel est maintenu entre la platine et le coq par deux paliers. Un chaton 41 de forme cylindrique renferme à son intérieur des billes 44 pouvant tourner à l'intérieur de la bague 42, l'élément percé 45 et le contre-pivot 43 empêchent le déplacement axial des billes 44. Le palier de l'invention ne nécessitant pas d'huile lubrifiant, l'élément percé 45 et le contre-pivot 43 sont préférablement plates et ne comportent pas de creusures.
• Les billes 44 et l'élément contre-pivot 43 sont préférablement réalisés en un matériau exempt de lubrification, par exemple en céramique, plus préférablement en céramiques d'oxyde de zirconium, ou en un matériau cristallin alliant un faible coefficient de friction et une résistance mécanique suffisante, par exemple en silicium, corindon ou diamant. Notamment, on peut obtenir des valeurs de frottement satisfaisants en choisissant, pour les billes 44 et le contre-pivot 43, un matériau non métallique, ou un matériau différent de celui du pivot 55, qui est ordinairement en acier.
• Les billes 44 roulent à l'intérieur d'une course circulaire formée par la surface interne de la bague 42, laquelle est préférablement réalisée en acier, ou acier inoxydable. Des essais avec quatre billes ont donné des résultats concluants, mais l'invention inclut également des variantes comportant un nombre supérieur ou inférieur de billes.
• Les billes 44 et les éléments 45 et 43 sont préférablement assemblées à l'intérieur du chaton 41 de façon permanente et indémontable, par exemple par sertissage. Une fois le palier assemblé, le quatre billes 44 se positionnent nécessairement à 90°, laissant entre-elles une ouverture exactement dimensionnée pour permettre le passage du pivot 55 avec une force de contact radiale souhaitée, et ne peuvent en aucun cas sortir par le trou 46.
• La structure du palier de l'invention ne prévoit pas de bague interne pour le roulement des billes 44, les billes étant directement en contact avec la surface latérale du pivot 55. Cette disposition permet de limiter le diamètre extérieur du palier, ce qui comporte une réduction importante de la friction. Des essais ont montré que des paliers selon l'invention avec un diamètre extérieur inférieur à un millimètre, plus préférablement inférieur à 0.9 millimètres, permettent d'atteindre des niveaux de friction comparables ou meilleurs des paliers de balancier conventionnels, sans besoin d'être lubrifiés avec de l'huile.
• Le trou 46 de l'élément percé 45 consent préférablement le passage du tigeron 51 de l'axe de balancier 50 sans contact ni friction. La pointe 58 du pivot 55 est préférablement arrondie et polie, de manière à minimiser la friction lors du pivotement sur le contre-pivot 43. Selon les cas, l'élément contre-pivot 43 sera réalisée en corindon ou rubis synthétique, en céramique d'oxyde de zirconium, silicium ou diamant ou un autre matériau ayant les propriétés mécaniques et tribologiques requises ; l'élément percé 45, en revanche n'est pas nécessairement en contact direct avec l'axe 50 et, en ce cas, pourrait être réalisé avec les mêmes ou avec d'autres matériaux, par exemple en métal.
• Le palier représenté à la figure 2 comprend un chaton 41 ayant les caractéristiques expliquées ci-dessus avec une surface d'appui conique 49. Le chaton 41 est logé à l'intérieur d'un élément de support 60 ayant une surface conique interne 69, dont le profil correspond à celui de la surface d'appui 49. Le chaton 41 est maintenu élastiquement par l'élément flexible élastique 65, retenu par l'épaulement 62. Dans ce mode de réalisation l'élément élastique 65 comprend des bras radiaux 62, imprimant une force axiale (relativement à la direction de l'axe de balancier 50) sur la base du chaton 41, ainsi que des bras de centrage 27 appuyant radialement sur la face latérale du chaton 41. De cette manière l'élément élastique 65 a à la fois une fonction de reprise de la poussée axiale du balancier et d'alignement du palier.
• Les surfaces appariées 49 et 69 définissent une position de repos du chaton 41 et ont une action d'auto-centrage et auto-alignement. En cas de choc le chaton 41 peut se déplacer momentanément grâce à l'élasticité de l'élément 65; la géométrie des surfaces 49 et 69 est telle que le chaton est automatiquement ramené par l'élément élastique 65 à une position alignée et centrée par rapport à l'axe 50 de manière exacte et reproductible.
• La figure 3 illustre un différent arrangement du palier de l'invention. En ce cas, l'élément élastique 65 est maintenu dans une gorge 63 et comporte uniquement trois bras radiaux 66 exerçant des forces inclinées sur le chaton 41. Le centrage et l'alignement sont assurés par la symétrie des forces élastiques et par les surfaces coniques 49 et 69, comme dans l'exemple précédent.
• L'élément de support 60 pourrait, selon les cas, être un élément démontable ou bien une partie usinée directement dans un élément plus complexe d'un mouvement de montre, comme par exemple la platine. Selon une variante préférée le support 60 est un élément démontable avec des dimensions standardisées, pouvant prendre la place, avec un minimum de modifications, des supports de palier de balancier dans des mouvements empierrés de type conventionnel.
• Selon une autre variante de réalisation, visible à la figure 4, le chaton 41 est logé dans un trou chanfreiné traversant le support 60 et maintenu par un élément élastique 65 comprenant des bras radiaux 66, comme dans la figure 2, et des bras de centrage en "S" 68 traversant le trou chanfreiné, et dont l'extrémité libre appui sur une face de l'élément de support 60, tandis qu'une anse des bras en "S" 68 contacte la surface latérale du chaton 41, avec une action de centrage. Un épaulement 47 empêche au chaton de tomber lorsque l'axe 50 est démonté.
• Dans cette solution, le centrage et l'alignement automatiques du chaton 41 sont assuré par les bras en "S" 68 exerçant des forces radiales symétriques, et les bras radiaux 66 exerçant des forces axiales. Avantageusement cette variante permet de fixer le palier sur le support 60 par le seul élément élastique 65 sans autres éléments de fixation, par ailleurs l'usinage du support 60 se limite à un simple trou chanfreiné. Cette forme de réalisation permet donc d'intégrer le palier de l'invention dans des pièces complexes existantes, par exemple, une platine ou un pont de mouvement horloger, avec un minimum d'adaptations.
Numéros de référence employés sur les figures

41

chaton

42

bague

43

contre-pivot

44

bille

45

élément percé

46

trou

47

épaulement

49

cône du chaton

50

axe de balancier

51

tigeron

55

pivot

58

pointe du pivot

59

raccord

60

support

62

épaulement

63

gorge

65

ressort

66

bras radial

67

bras de centrage

68

bras de retenue

69

cône interne

Claims (6)

1. Palier pour un mouvement de montre en combinaison avec un balancier comprenant un axe (50), ledit palier comprenant un chaton (41) enfermant une pluralité de billes (44) pouvant tourner à l'intérieur d'une course circulaire (42), le déplacement axial des billes (41) étant limité par un élément contre-pivot (43) et un élément percé (45) avec un trou (46) permettant l'insertion d'un pivot de l'axe de balancier dans un espace entre lesdites billes (44), le palier étant arrangé pour faire pivoter ledit axe entre lesdites billes (44), lorsque ledit pivot est inséré dans ledit espace et que la pointe dudit pivot est en appui contre ledit élément contre-pivot (43), lesdites billes (44) et/ou ledit élément contre-pivot (43) sont réalisés en un matériau non-métallique, caractérisé en ce que ledit chaton (41) comporte une surface conique (49) et est logé à l'intérieur d'un élément de support (60) avec une surface conique interne (69) du même profil, et par un élément de maintien élastique (65) du chaton (41) avec une pluralité de bras radiaux appuyant sur ledit chaton (41) arrangés pour exercer des forces élastiques sur ledit chaton (41) et permettre le déplacement momentané du chaton (41) d'une position de repos lors d'un choc, et pour le ramener automatiquement à ladite position de repos.
2. Combinaison selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites billes (44) sont en nombre de quatre.
3. Combinaison selon l'une des revendications précédentes, dans lequel lesdites billes (44) et/ou ledit contre-pivot (43) sont réalisées en un matériau parmi : céramique, céramique d'oxyde de Zirconium, silicium, diamant.
4. Combinaison selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre une pluralité de bras de centrage (67, 68) agissant sur une surface latérale du chaton (41)
5. Combinaison selon la revendication précédente, ledit palier ayant un diamètre extérieur inférieur à un millimètre ou inférieur à 0,9 millimètres.
6. Pièce d'horlogerie comprenant un balancier avec un axe (50) et un palier selon l'une des revendications précédentes.

Images